分离工程大作业乙腈与水变压精馏模拟过程

ASPEN-PLUS模拟计算甲醇、水、乙腈三元体系的乙腈提纯实验以硫酸二甲酯和氰化钠在水溶液中直接反应制得乙腈反应产物。

混合产品用碱等化学方法处理。

主要成分为乙腈、水、甲醇、硫酸钠和甲酸钠。

这种单相混合系统，根据不同的沸点，常压蒸馏法可用于分离有机物从水相中，但由于甲醇、乙腈和水会形成共沸混合物，所以液为蒸馏水、乙腈和甲醇的混合三元，其中绝大部分是水（超过45%）和乙腈（51%或更少），甲醇含量低（4%或以下）。

对三元混合物系进行精馏提纯。

实验使用Aspen对三元混合物系进行模拟精馏，预设脱甲醇塔、减压精馏塔、加压精馏塔分别对甲醇和水进行脱除达到纯度要求。

实验装置如图1.1.1甲醇的脱除三元混合物系中甲醇与乙腈形成共沸物，乙腈与水也形成共沸物，但甲醇与水不形成共沸混合物，并且其量少，因此可采用常规精馏的方法先将甲醇从乙腈和水的混合物中分离。

由于是三元理想体系，除去甲醇后即剩下乙腈和水，这也是历来分离较有难度的精馏，在下文工业精馏模拟中也有提到。

1.2实验原料实验乙腈原料组成(质量分数)为:乙腈50.00%,丙烯腈0.35%,氢氰酸3.40%,水42.95%，其他2.3%。

原料设计进料量为300Kg/h。

1.3乙腈产品质量指标表2.1乙腈产品质量指标项目优级品一级品合格品外观无色透明无悬浮物无色透明无悬浮物透明无悬浮物允许带微黄色色度号（铂-钴）≤10≤10≤200.781~0.7840.781~0.7840.781~0.784密度（20℃/（g*cm-3）沸程（101.33kPa）/℃80.0~82.080.0~82.080.0~82.0酸度（以乙酸计）/%≤0.03≤0.06≤0.05 W（水分）/%≤0.3≤0.3≤0.5W（氢氰酸）/%≤0.001≤0.002W（氨）/%≤0.0006≤0.0006W（丙酮）/%≤0.005≤0.005≤0.005W（丙烯腈）/%≤0.01≤0.03≤0.05W（重组分（含丙腈））≤0.1≤0.5/%W（铁）/%≤0.00005≤0.00005W（铜）/%≤0.00005≤0.00005纯度/%≥99.5≥99.0≥98.01.4实验流程采用的分离工艺流程由脱氢氰酸塔、化学处理单元、脱丁二腈塔、减压精馏塔、加压精馏塔组成。

乙腈-水共沸体系的变压精馏模拟与优化侯涛;高晓新【摘要】利用 Aspen Plus 化工模拟流程软件对乙腈-水共沸体系进行变压精馏模拟分离研究。

选择UNIQUAC物性计算模型确定变压精馏的工艺流程,通过灵敏度分析模块分别考察高压塔和常压塔的进料板位置和回流比对分离效果的影响。

模拟结果表明,当塔操作压力为350 kPa,塔板为30块,进料板为第10块塔板,回流比为1.5,在塔底可以得到质量分数为99.7%的产品乙腈。

%A process of pressure-swing distillation for separation of acetonitrileand water was simulated by using Aspen Plus. The UNIQUAC equation was used for calculating vapor-liquid equilibrium data of acetonitrile-water mixture.The relationship between the feed stage and reflux ration for the separation of acetonitrile-water was studied by sensitive analysis.The requirement for acetonitrile reached to 99.7%,when the high column at the pressure was 350 kPa,the number of stages was 30,the feed stage was 10 and the mole reflux ration was 1.5.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】5页(P42-45,73)【关键词】乙腈-水;变压精馏;模拟;优化【作者】侯涛;高晓新【作者单位】常州大学化工设计研究院有限公司，江苏常州 213164;常州大学石油化工学院，江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】TE624.2在化工、医药等生产过程中，乙腈能发生典型的腈类反应，并被用于制备许多典型含氮化合物，是一个重要的有机中间体。

乙腈-水的变压精馏分离模拟与优化杨倩;王彩琴【摘要】利用乙腈-水体系在不同压力下共沸点有较大的变化特性,采用变压精馏对该物系进行高纯度的分离研究.基于Aspen Plus流程模拟软件,采用WILSON物性方程进行模拟,模拟结果表明:在0.35 MPa和0.101 MPa下,共沸点组成变化为8％;采用高压塔和低压塔工艺,可以有效分离,得到纯度较高的乙腈与水,其中高压塔塔板数30,进料位置15,回流比为1,采出率为0.199;低压塔塔板数24,进料位置第10块板,回流比0.2.%Pressure swing distillation was used for the separation of acetonitrile and water since the azeotropic point of the system varies with pressure. Based on Aspen Plus simulation software , using the WILSON physical equation to simulate, the results showed:the composition of azeotrope changed to 8％due to the pressure changed from 0.35 MPa to 0.101 MPa. So the process of high pressure tower (HP) and low pressure tower (LP) was taken into consideration, which could get a higher purity of acetonitrile and water. For HP tower,30 of theoretical plate numbers, 15th of the feeding plate and 1 of reflux ratio, in which the bottom rate of the feed ratio was 0.199. For LP tower , the plate numbers were 24 with the feed position 10th plate in the reflux ratio of 0.2.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】4页(P28-31)【关键词】变压精馏;流程模拟;共沸;回流比【作者】杨倩;王彩琴【作者单位】陕西能源职业技术学院, 陕西咸阳 712099;陕西能源职业技术学院,陕西咸阳 712099【正文语种】中文0 引言乙腈是优良的有机溶剂，能溶解多种有机、无机和气体物质，能发生典型的腈类反应，是重要的有机合成中间体；此外，在织物染色、照明、香料制造及感光材料制造中也有许多用途[1]。

前言乙腈(Acetonitrile，MeCN)：CH3CN，是带甜味的无色液体，有醚味，能与水、甲醇、丙酮等有机溶剂混溶，具有高介电强度和偶极矩，因而成为无机和有机化合物的优良溶剂，在制药工业中可用作合成头孢类抗生素，维生素A、可的松以及磺胺类药物及其中间体的溶剂；同时乙腈的化学性质也比较活泼，可进行烷基化反应、酰化反应、芳基化反应、加成反应，在有机合成领域也有着重要地位，可用于合成腺嘌呤、维生素B1等药物。

其蒸汽具有刺激性，大量吸入可引起急性中毒。

常压下乙腈与水形成最低恒沸物，恒沸温度76℃，含水l7.4wt％，普通精馏方法无法得到高纯度的乙腈。

从现有的文献报道，分离乙腈-水恒沸物主要采用两种方法：萃取精馏和变压精馏。

化工流程模拟(过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析并做出环境和经济评价的一门新兴技术。

它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术等学科相互结合的产物，在近几十年中发展迅速，并广泛应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合领域。

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。

Aspen Plus是源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。

该项目被命名为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化，成立了Aspen Tech公司。

该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，成为举世公认的标准大型流程模拟软件。

一．课题1.课题目标综合应用化工计算知识，解决一个实际化工计算问题。

2.课题内容2.1原料现有一股含水乙腈溶液，原料420 kg/h，温度25℃，压力2 bar，含乙腈（质量分数）0.80，含水0.20。

乙腈分离过程模拟研究魏奇业（吉林化工学院，吉林吉林132022）摘要：本文在对乙腈分离过程物系特点进行分析的基础上，在Aspen Plus中建立了流程的模拟模型，计算结果显示该流程的产品质量及产品收率均能满足要求。

文中还分析了循环物流量对产品质量及能耗的影响，确定了在不显著增加能耗情况下保证产品质量最佳的循环物流量。

关键词：乙腈；分离；模拟中图分类号：TQ028 文献标识码： ASimulation of Acetonitrile Separation ProcessWei Qiye1(1. Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, Jilin, China）Abstract:In this paper, simulation model of acetonitrile separation process has been set up in Aspen Plus based on analyzing properties of the acetonitrile mixture. The results meet the requirements on product quality and product yield. The influence of recycle stream load on product quality and energy consumption has been analyzed and recycle stream load that optimizing product quality without increasing energy consumption remarkably has been found. Key words: acetonitrile；separation；simulation1 引言乙腈主要用作医药及石油化工精制的溶剂，也是一些化工产品生产的原料。

前言乙腈(Acetonitrile，MeCN)：CH3CN，是带甜味的无色液体，有醚味，能与水、甲醇、丙酮等有机溶剂混溶，具有高介电强度和偶极矩，因而成为无机和有机化合物的优良溶剂，在制药工业中可用作合成头孢类抗生素，维生素A、可的松以及磺胺类药物及其中间体的溶剂；同时乙腈的化学性质也比较活泼，可进行烷基化反应、酰化反应、芳基化反应、加成反应，在有机合成领域也有着重要地位，可用于合成腺嘌呤、维生素B1等药物。

其蒸汽具有刺激性，大量吸入可引起急性中毒。

常压下乙腈与水形成最低恒沸物，恒沸温度76℃，含水l7.4wt％，普通精馏方法无法得到高纯度的乙腈。

从现有的文献报道，分离乙腈-水恒沸物主要采用两种方法：萃取精馏和变压精馏。

化工流程模拟(过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析并做出环境和经济评价的一门新兴技术。

它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术等学科相互结合的产物，在近几十年中发展迅速，并广泛应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合领域。

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。

Aspen Plus是源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。

该项目被命名为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化，成立了Aspen Tech公司。

该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，成为举世公认的标准大型流程模拟软件。

一．课题1.课题目标综合应用化工计算知识，解决一个实际化工计算问题。

2.课题内容2.1原料现有一股含水乙腈溶液，原料420 kg/h，温度25℃，压力2 bar，含乙腈（质量分数）0.80，含水0.20。