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山 东 化 工 收稿日期：２０１８－０３－０２基金项目：贵州省教育厅青年科技人才成长项目（黔教合ＫＹ字［２０１７］２５８）；贵州省教育厅教学内容与课程体系改革项目（ＧＺＳＪＧ１０９７７２０１６０４）；六盘水师范学院科学研究项目（ＮＯ：ＬＰＳＳＹ２０１７０２）；六盘水师范学院本科教学工程项目（ＮＯ：ＬＰＳＳＹｚｙｊｙｐｙｊｈ２０１７０２）；贵州省普通高等学校煤系固体废弃物资源化技术创新团队（Ｎｏ：黔教合人才团队字［２０１４］４６号）；贵州省教育厅特色重点实验室项目（［２０１１］２７８）；贵州省煤炭资源清洁高效利用科研实验平台（黔科平台［２０１１］４００３号）作者简介：丁亚松（１９９３—），工学学士，贵州绥阳人，主要从事化工过程模拟方面的研究；通讯作者：王克良（１９８４—），黑龙江齐齐哈尔人，硕士，副教授，主要从事化工传质与分离、节能方面的研究。
萃取精馏分离甲醇－乙腈共沸体系的过程模拟丁亚松１，李武勇１，秦应红１，王克良１，连明磊１，杜廷召２（１．六盘水师范学院化学与材料工程学院，贵州六盘水 ５５３００４；２．中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北任丘 ０６２５５２）摘要：运用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件对双塔萃取精馏工艺分离甲醇－乙腈共沸物的过程进行模拟与分析，筛选出最佳萃取剂为环丁砜，物性方程选ｗｉｌｓｏｎ。
运用Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ工具确定了此流程最佳工艺参数和分离效果，产品纯度如下：甲醇的质量分数达９９．９５％，乙腈的质量分数达９９．９９％。
关键词：萃取精馏；ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；甲醇；乙腈中图分类号：ＴＱ０２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１０－００６０－０３ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＥｘｔｒａｃｔｉｖｅＤｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｆｏｒＭｅｔｈａｎｏｌ－ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅＡｚｅｏｔｒｏｐｅＤｉｎｇＹａｓｏｎｇ１，ＬｉＷｕｙｏｎｇ１，ＱｉｎＹｉｎｇｈｏｎｇ１，ＷａｎｇＫｅｌｉａｎｇ１，ＬｉａｎＭｉｎｇｌｅｉ１，ＤｕＴｉｎｇｚｈａｏ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉｕｐａｎｓｈｕｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬｉｕｐａｎｓｈｕｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｕｐａｎｓｈｕｉ ５５３００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｒｐ．ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｏｍｐａｎｙ，Ｒｅｎｑｉｕ ０６２５５２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｅｔｈａｎｏｌ－ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅａｚｅｏｔｒｏｐｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｕｓｉｎｇＡｓｐｅｎＰｌｕｓ．ｔｈｅｂｅｓｔｅｘｔｒａｃｔａｎｔｉｓｓｕｌｆｏｘｉｄｅ，ａｎｄＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｓＷｉｌｓｏｎ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｔｏｏｌ．Ｔｈｅｐｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈａｎｏｌｉｓ９９．９５％，ａｎｄｔｈｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅｒｅａｃｈｅｓ９９．９９％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；ｍｅｔｈａｎｏｌ；ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ１ 引言甲醇－乙腈混合物常压下形成共沸物，所述共沸组成为８１％的甲醇和１９％乙腈（质量分数）［１］。
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]。
基于 Aspen Plus 连续萃取精馏过程概念设计及优化刘艳杰;王桂英;潘高峰【摘要】基于Aspen Plus软件，以正庚烷-甲苯-苯酚体系为例，概念设计和优化连续萃取精馏过程。
在满足产品正庚烷摩尔分数0.995以上条件下，设计和优化结果为：理论板数为30，原料进料第23板，萃取剂进料第9板，回流比6.5，溶剂比2.2，在此优化条件下，产品正庚烷摩尔分数达到0.998。
设计结果可为工业化设计提供理论依据和设计参考。
%Concept design and optimization for continuous extractive distillation was executed with N -heptane -toluene-phenol system as example by Aspen Plus software.Aimed at the n-heptane mole fraction of above 0.995 in the products , the results of design and optimization showed that parameters of extractive distillation were the number of theory plates of the whole tower 30, the mixture feed at 23rd plate, the solvent feed at 9th plate, reflux ratio 6.5 and the solvent ratio 2.2.Under the conditions , the n -heptane mole fraction reached 0.998.The results of concept design and optimization would provide a theory basis and design reference for the industrial design.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)020【总页数】3页(P66-67,79)【关键词】Aspen Plus;萃取精馏;概念设计;优化【作者】刘艳杰;王桂英;潘高峰【作者单位】吉林化工学院化工清洁生产技术吉林省高等学校重点实验室，吉林吉林 132022;吉林化工学院化工清洁生产技术吉林省高等学校重点实验室，吉林吉林 132022;吉林化工学院化工清洁生产技术吉林省高等学校重点实验室，吉林吉林 132022【正文语种】中文【中图分类】TQ028Aspen Plus 是基于稳态模拟、优化、灵敏度分析和经济评价的大型通用化工流程模拟软件，广泛应用于化工过程的各个方面。
变压精馏分离乙腈-正丙醇过程模拟与优化唐建可;马春蕾;王琦【摘要】基于乙腈和正丙醇二元共沸特性的分析,提出变压精馏分离乙腈和正丙醇共沸物的工艺.利用Aspen Plus软件,以Wilson模型为物性计算方法对分离过程进行模拟,以再沸器总热负荷最低为优化目标,分析高压塔和常压塔理论板数、回流比和进料位置对再沸器总热负荷的影响.结果表明,变压精馏能够实现乙腈和正丙醇的有效分离,两者质量分数均为99.90％.利用高压塔塔顶气相潜热作常压塔塔釜再沸器热源进行热量集成,热集成变压精馏相比于传统变压精馏再沸器热负荷节能28.43％,冷凝器热负荷节能31.95％.与以N-甲基吡咯烷酮为萃取剂的萃取精馏工艺相比,热集成变压精馏工艺更适合乙腈和正丙醇共沸物的分离.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】6页(P62-67)【关键词】乙腈;正丙醇;Aspen Plus;热集成;变压精馏;节能【作者】唐建可;马春蕾;王琦【作者单位】太原工业学院化学与化工系,山西太原030008;太原工业学院化学与化工系,山西太原030008;太原工业学院化学与化工系,山西太原030008【正文语种】中文【中图分类】TQ028.3+1乙腈是一种重要的有机中间体和性能优良的溶剂，可用于制造香料和维生素B1等，也可用作丙烯腈合成纤维的溶剂[1]。
正丙醇是一种重要的有机溶剂，用作植物油类、树脂类和乙基纤维素等的溶剂。
常压下乙腈和正丙醇会形成二元最低共沸物，其中乙腈含量为72.5%(质量分数)，共沸温度为80 ℃，采用普通的精馏方法难以实现二者的分离[2]。
目前二元共沸物的分离方法主要有共沸精馏、萃取精馏、变压精馏等。
赵含雪等[2]采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作萃取剂，对乙腈-正丙醇分离过程进行了研究，可得到质量分数99.3%的乙腈。
马春蕾等[3]采用分壁式萃取精馏对乙腈-正丙醇的分离进行模拟研究，可得到质量分数99.59%的乙腈和99.12%的正丙醇。
乙腈－水共沸体系的变压精馏模拟与优化侯涛1，高晓新2【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350kPa，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。
【期刊名称】石油化工高等学校学报【年(卷),期】2014(000)002【总页数】5【关键词】乙腈－水；变压精馏；模拟；优化在化工、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。
在溶剂回收过程中经常遇到乙腈和水的分离问题。
但是，乙腈和水物系形成二元最低共沸物（恒沸物）［1］。
溶剂回收时要得到高纯度的乙腈，用常规精馏无法完成［2］。
对于共沸精馏［3］、萃取精馏［4］这些特殊精馏方式［5］，通常要引入分离介质，能耗较高，而且产品中容易夹带分离介质。
当共沸物系对压力变化敏感时，可以采用变压精馏的方式进行有效分离，避免引入其它物质增加后续分离［6－9］。
二元恒沸物随着操作压力的改变，共沸组成也随之改变，二元恒沸物会在某个压力下消失，或在适当的压力范围内，共沸组成的摩尔分数变化大于5%时，可以采用在不同压力下串联操作的两个不使用溶剂的塔，这种过程称为变压精馏或双塔精馏。
变压精馏是通过改变压强跨过共沸组成从而对共沸体系进行有效分离的过程。
由于乙腈－水共沸体系对压力变化比较敏感，本文通过Aspen Plus对乙腈－水体系进行变压精馏模拟，并通过灵敏度分析模块考察分离塔的进料板位置和回流比对分离效果的影响［10－11］。
1 特性计算模型和压强的选择1.1 物性计算模型的选择选择合适的物性计算方法是模拟结果好坏的关键。
ASPEN PLUS软件中有比较全面、完善的物性计算模型，模型如图1所示。
建立如图所示的流程图。
流程的描述：原料在合适的位置进入低压塔TOWER1，塔顶出共沸组成，塔底为水出口；塔顶共沸组成经泵加压后进入高压塔TOWER2，塔底为合格的已经产品，塔顶为高压下共沸物，循环回一塔TOWER1。
(2)物性方法的选择根据文献介绍，用ASPEN物性数据库中的NRTL模型计算得出的乙腈-水共沸物的汽液平衡数据和实际值基本一致，故选用NRTL模型为本次模拟的物性方法。
(3)模拟参数进料组成为60%的乙腈和40%的水(质量分数),假定流量为100kg/h。
分离出的产品：99.9%乙腈（质量分数）。
(4)两塔的压强的确定根据变压精馏的原理可得，不同压力下的共沸组成差别越大，循环的物流量就越少，循环量越少，那么能耗就会相应地降低；但是高压或者是真空下操作又会影响我们塔的投资费用。
经过文献调研，吸取他人的工程经验最终选择0.4bar和3.5bar。
作为塔的操作压力。
根据变压精馏的原理可得：当压力确定时，流程中每一股物流的量大致是确定的。
可以根据公式（书上的公式）计算出。
也就是说，塔的塔顶采出率和塔底采出率都是定值，也只有在这个定值下，流程才能够物料守恒而收敛。
同时由于，如果两塔同时给定塔顶采出率或者塔底采出率时，很难收敛。
故选择TOWER1给定塔顶采出率，TOWER2给定塔底采出率。
所以，先计算出大概的初值，然后再在附近调试，是流程能够顺利收敛。
最终初次收敛时的参数如下图所示：TOWER1的初始参数如下图所示：TOWER2初始参数如下图所示:(6)流程的优化（这个想一想）根据变压精馏的原理(1)分离要求对回流比无明显要求，0.1,0.01，0.001都能满足分离要求。
（可能没到那个限度吧？思考ing）(2)鉴于此，将回流比分别定为0.001和0.005；在此回流比下对塔板数进行灵敏度分析，观察塔板数和进料位置对产品纯度的影响。
低压塔的灵敏度分析：S-1:进料位置为3；最终选择8块板。
S-2：塔板数为8；最终选择3.高压塔的灵敏度分析：S-1:进料位置为3；最终选择10块板。
