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醋酸乙烯-甲醇变压精馏

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本帖最后由 defeil 于 2018-5-21 10:22 编辑

醋酸乙烯与甲醇是共沸物,我通过ASPEN分析该体系是对压力敏感型的,可以通过变压精馏实现分离,于是设计低压塔压力为40kpa,高压塔压力为200kpa,建立模拟模型,由于是共沸体系,就通过不断的调整各塔的操作参数来实现分离,可是怎么调整都实现不了高压塔塔釜抽出醋酸乙烯的含量为99.6%。模拟文件见附件。

 

发表于 2018-5-20 15:40:10

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压力变化沸点、共沸组成及共沸点变化表.png
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你这个流程没有排ALD的地方,ALD是轻组分,不可能从塔底排,从而越积越多,所以你应在增加一个脱轻塔,或者高压塔顶部分放空(这种方案可能浪费较多)

 

发表于 2018-5-21 13:25:57

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Peterpaul彼得保罗
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设计人 | 显示全部楼层       最后访问IP湖北省
头衔:  【高级工程师】
对压力敏感型?这个判断的依据是什么?谢谢!

 

发表于 2018-5-21 14:22:05

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有几点LZ需要注意:
1. 同意楼上zhxbkofkyo的观点,先把轻组分脱干净;
2. 此体系中甲醇-醋酸乙烯VLE线距离很近,意味着很难实现分离,从它们各自的沸点及共沸点也可以看出来,通常沸点差低于15C,要么需要很高的塔板数,要么需要很大的回流比,能耗较大;
3. 从你的相图分析看,此体系并不能说是压力特敏感体系,只能算压力适度敏感体系,更何况40kPa到200kPa对应的共沸组成差才不到0.1,两塔塔顶不可能完全在共沸点上,都将向内靠近,组成差就更小甚至没有了,这导致循环量极大。
建议:
实现想用变压精馏,请适当提高高压塔压力,以提高共沸组成差,将低压塔改为常压塔避免使用真空泵,同时塔顶可用冷凝水(32C~42C);理论上,即使实现能耗也将很大。

 

发表于 2018-5-22 10:55:30

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高压塔提高压力后,共沸温度会升高,比如提压到500KPA时候,共沸温度可达到100℃左右,而醋酸乙烯会自聚,不知道此温度下加入阻聚剂效果如何?  详情 回复 发表于 2018-5-23 10:13

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醋酸乙烯本身缓慢自聚,加热时自聚加速。

 

发表于 2018-5-22 20:44:36

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是的,醋酸乙烯会自聚,请问自聚是气相自聚还是液相自聚,自聚温度一般多少,如果在变压精馏时候高压塔加入阻聚剂可行否?目前工业化的萃取精馏实际操作时在精馏时候加入阻聚剂  详情 回复 发表于 2018-5-23 10:11

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defeil楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP上海市
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wjhh2007 发表于 2018-5-22 20:44
醋酸乙烯本身缓慢自聚,加热时自聚加速。

是的,醋酸乙烯会自聚,请问自聚是气相自聚还是液相自聚,自聚温度一般多少,如果在变压精馏时候高压塔加入阻聚剂可行否?目前工业化的萃取精馏实际操作时在精馏时候加入阻聚剂

 

发表于 2018-5-23 10:11:13

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defeil楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP上海市
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xiamingteda 发表于 2018-5-22 10:55
有几点LZ需要注意:
1. 同意楼上zhxbkofkyo的观点,先把轻组分脱干净;
2. 此体系中甲醇-醋酸乙烯VLE线距 ...

高压塔提高压力后,共沸温度会升高,比如提压到500KPA时候,共沸温度可达到100℃左右,而醋酸乙烯会自聚,不知道此温度下加入阻聚剂效果如何?

 

发表于 2018-5-23 10:13:46

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那我不建议用变压精馏,没有前途+前途。 该体系并非压力强敏感体系,用PSD循环比会很大,能耗高。  详情 回复 发表于 2018-5-23 10:38
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defeil 发表于 2018-5-23 10:13
高压塔提高压力后,共沸温度会升高,比如提压到500KPA时候,共沸温度可达到100℃左右,而醋酸乙烯会自聚 ...

那我不建议用变压精馏,没有前途+前途。
该体系并非压力强敏感体系,用PSD循环比会很大,能耗高。

 

发表于 2018-5-23 10:38:16

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目前工业化生产萃取精馏的能耗也很高,需要加入大量的萃取水,然后后面要对甲醇溶液精馏分离获得99.9%甲醇使用,而且会产生大量的废水,25吨的醋酸乙烯-甲醇溶液需要16吨的萃取水,甲醇-水精馏分离单塔的蒸汽用  详情 回复 发表于 2018-5-23 11:06

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xiamingteda 发表于 2018-5-23 10:38
那我不建议用变压精馏,没有前途+前途。
该体系并非压力强敏感体系,用PSD循环比会很大,能耗高。

    目前工业化生产萃取精馏的能耗也很高,需要加入大量的萃取水,然后后面要对甲醇溶液精馏分离获得99.9%甲醇使用,而且会产生大量的废水,25吨的醋酸乙烯-甲醇溶液需要16吨的萃取水,甲醇-水精馏分离单塔的蒸汽用量约为60吨,该工艺整体分离工艺合计需要蒸汽70吨左右。
   如果用变压精馏,高压塔压力为500kpa,经过模拟计算,前序醋酸乙烯-甲醇分离精制醋酸乙烯所需蒸汽约36吨,后续甲醇精馏至99.9%所需蒸汽约26吨,总体合计需蒸汽62吨左右,且可少产16吨左右的污水。

 

发表于 2018-5-23 11:06:03

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500kpa时,共沸温度是108℃,常压塔塔底温度多少?应该小于108吧,可以用加压塔塔顶蒸汽加热常压塔,这样能节省20多吨蒸汽,如果温度差不够,常压塔适当减点压  详情 回复 发表于 2018-5-23 11:58
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defeil 发表于 2018-5-23 11:06
目前工业化生产萃取精馏的能耗也很高,需要加入大量的萃取水,然后后面要对甲醇溶液精馏分离获得99.9 ...

500kpa时,共沸温度是108℃,常压塔塔底温度多少?应该小于108吧,可以用加压塔塔顶蒸汽加热常压塔,这样能节省20多吨蒸汽,如果温度差不够,常压塔适当减点压

 

发表于 2018-5-23 11:58:19

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是的,如果在500kpa条件下,加阻聚剂能防止自聚的情况话,理论上可以通过双效精馏降低装置能耗  详情 回复 发表于 2018-5-23 21:05

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defeil 发表于 2018-5-23 10:11
是的,醋酸乙烯会自聚,请问自聚是气相自聚还是液相自聚,自聚温度一般多少,如果在变压精馏时候高压塔加 ...

液相自聚,沸腾状态自聚加快。请查查《聚乙烯醇生产工艺》这本书,其中有这方面的东西。阻聚剂是溶解在醋酸乙烯中,溶解度很小,加入量也很小,随着回流进入塔内。

 

发表于 2018-5-23 19:54:50

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您觉得在500kpa的情况下,在有阻聚剂(阻聚剂的量比萃取精馏适当多一些)的情况下,能防止醋酸乙烯的自聚不? 您推荐的这本书没有没PDF版本的发一份给我学习学习,谢谢啦。  详情 回复 发表于 2018-5-23 21:10

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zhxbkofkyo 发表于 2018-5-23 11:58
500kpa时,共沸温度是108℃,常压塔塔底温度多少?应该小于108吧,可以用加压塔塔顶蒸汽加热常压塔,这样 ...

是的,如果在500kpa条件下,加阻聚剂能防止自聚的情况话,理论上可以通过双效精馏降低装置能耗

 

发表于 2018-5-23 21:05:33

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defeil楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP上海市
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本帖最后由 defeil 于 2018-5-23 22:29 编辑
wjhh2007 发表于 2018-5-23 19:54
液相自聚,沸腾状态自聚加快。请查查《聚乙烯醇生产工艺》这本书,其中有这方面的东西。阻聚剂是溶解在醋 ...

工业化装置中,乙炔法醋酸乙烯的合成温度是189~190℃,(反应器出口粗醋酸乙烯含量35%左右)。请教一下,您觉得在500kpa的情况下,在有阻聚剂(阻聚剂的量比萃取精馏适当多一些)的情况下,能防止醋酸乙烯的自聚不?
您推荐的这本书没有没PDF版本的发一份给我学习学习,谢谢啦。

 

发表于 2018-5-23 21:10:08

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defeil楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP上海市
头衔:  TA暂未设置 
查文献查到了:氧在醋酸乙烯聚合中占有特殊的地位。在120℃以下,分子氧能迟缓甚至阻止醋酸乙烯的聚合。但是,当醋酸乙烯聚合系统中不含氧时,加热也不聚合;在有空气存在的情况下,加热极易聚合,说明氧又有引发聚合的作用。氧的这种双重作用,究竟向那个方向发展,取决于外部条件,主要是温度和氧含量。在氧含量少时,起引发作用,氧含量多时,则起阻聚作用。所以聚合开车时,需用氮气置换聚合釜系统。

聚合疑问解决了,谢谢各位

 

发表于 2018-5-24 21:58:01

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defeil 发表于 2018-05-23 11:06
    目前工业化生产萃取精馏的能耗也很高,需要加入大量的萃
你说得很对。
如果聚合问题能解决,适当提高高压塔压力,增加共沸点差,再进行热集成设计,能较大幅度降低能耗。

 

发表于 2018-5-26 18:39:58

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defeil 发表于 2018-5-23 21:10
工业化装置中,乙炔法醋酸乙烯的合成温度是189~190℃,(反应器出口粗醋酸乙烯含量35%左右)。请教一下, ...

没有PDF版,合成温度170度,190度时,副反应加剧,经济上不划算,催化剂报废。聚合后,主成分是醋酸,醋酸乙烯是溶解在醋酸中的,没有聚合物,也不自聚。自聚是从精馏开始的,合成阶段不自聚,萃取精馏不加阻聚剂。

 

发表于 2018-6-2 08:59:00

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defeil 发表于 2018-5-24 21:58
查文献查到了:氧在醋酸乙烯聚合中占有特殊的地位。在120℃以下,分子氧能迟缓甚至阻止醋酸乙烯的聚合。但 ...

醋酸乙烯聚合是在甲醇溶液中聚合的,不氮气置换,会看聚合物在天上礼花满天飞的。

 

发表于 2018-6-2 09:01:36

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