【正文】 方法，以碳酸乙烯酯為萃取劑，運用靈敏度分析 法分析影響 分離碳酸二甲酯 甲醇效果的各工藝參數(shù)，并且根據(jù)此得出最優(yōu)分離條件， 得到當萃取劑進料量為 75kmol/sec，第 4塊塔板進料，進料溫度為 25℃ ， 間歇精餾塔 理論塔板數(shù)為 20塊，回流比 為 5時 分離取得最優(yōu)效果， 精制碳酸二甲酯純度達到 ， 甲醇餾出物 、萃取劑回收 純度 均 大于 等于 。當碳酸二甲酯和甲醇混合物中碳酸二甲酯摩爾分數(shù)達到 13%，甲醇的摩爾分數(shù)達到 87%時碳酸二甲酯和乙醇的混合物形成恒沸體系。 間歇萃取精餾 [3]（ batch extraction distillation，簡稱 BED）也稱分批精餾、非穩(wěn)態(tài)精餾。本論文采用半連續(xù)加入溶劑來進行間歇萃取精餾。這一大型項目由MIT 主持、能源部資助、 55 個高校和公司參與開發(fā)。 ASPEN PLUS 提供了單元操作模型到裝置流程模擬。 BatchFrac模型 假定： 1． 使用平衡級 可以規(guī)定汽化率 ； 2． 有連續(xù)的液體滯留且沒有氣體滯留 ； 3． 不模擬塔水力學 。需要完成精制碳酸二甲酯的任務(wù)，要求得到大于等于 99%的碳酸二甲酯。 UNIFAC 基團貢獻法是通過基團的體積參數(shù)和表面積參數(shù)以及基團之間的交互作用 參數(shù)來計算活度系數(shù)的一個簡單的程序，適合于汽液平衡的萃取精餾體系。如圖 21 中的 ME 物流線。塔釜中剩 余的即為含有少量雜質(zhì)的萃取劑，進一步地精制可得較純的 EC，可回收利用。 13 萃取劑進料量 以萃取劑（ EC）的進料量為優(yōu)化對象， 設(shè)置萃取劑進料量下限為 15kmol/sec，上限為 200kmol/sec。 15 回流比 以摩爾回流比為優(yōu)化對象，設(shè)置摩爾回流比下限為 1，上限為 20。 根據(jù)模擬結(jié)果可以得出，在處理 100000kmol碳酸二甲酯、甲醇恒 沸物的最優(yōu)間歇萃取精餾操作參數(shù)為：萃取劑進料量為 75kmol/sec，回流比為 5，塔板數(shù) 20，萃取劑在第 4 塊塔板進料，萃取劑進料溫度為 25。 。 萃取劑進料溫度 萃取劑的進料溫度也會對產(chǎn)品甲醇的濃度 產(chǎn)生一定的影響，通過研究不同溫度來確以萃取劑（ EC）的進料位置為優(yōu)化對象，設(shè)置萃取劑的進料位置下限為 273K，上限為573K。靈敏度分析模塊提供了基本工況結(jié)果的附加信息，但對基本工況模擬沒有影響 ，模擬獨立于靈敏度研究而運行。 萃取劑回收階段 萃取劑回收階段的目的是把產(chǎn)品 DMC 與萃取劑 EC 分離，又可稱為是產(chǎn)品 DMC的收集階段，此時塔釜中的主要成分是 DMC 和萃取劑 EC 的混合物。 將以上所述參數(shù)輸入軟件進行初步運行計算 [9]。 重要參數(shù)的確定 定義物性方法 物性方法是一批方法和模型， ASPEN PLUS 用它們計算熱力學物性和遷移性質(zhì)。 本 文所用設(shè)備為萃取精餾塔， 對碳酸二甲酯 甲醇共沸體系 （摩爾比 13：87）的間歇操作常壓萃取精餾過程進行了模擬計算。 BatchFrac 用一種十分有效的算法來求解非穩(wěn)態(tài)的描述間歇蒸餾過程的熱平衡方程和物料平衡方程，在每個平衡級上都提供了嚴格的熱平衡物料平衡和相平衡關(guān)系?？梢詮暮唵蔚摹我坏难b置流程到巨大的、多個工程師開發(fā)和維護的整廠流程。 Aspen 流程模擬軟件簡介及應(yīng)用 ASPEN PLUS 是大型通用流程模擬系統(tǒng) [5]， 源起于美國能源部于七十年代后期在麻省理工學院組織會戰(zhàn)，要求開發(fā)新型第三代流程模擬軟件。半連續(xù)加入方式是萃取劑從靠近塔頂?shù)奈恢眠B續(xù)加入，整個精餾塔分為萃取段和精餾段。它作為分離共沸物 , 近沸點混合物及其他低相對揮發(fā)度混合物的技術(shù) , 在化學工業(yè)中有著重要意義?；瘜W性質(zhì)非?；顫姡芘c酚、醇、胺、酯類化合物物發(fā)生反應(yīng)，生成許多具有特殊性質(zhì) 2 的化合物，是重要的有機合成中間體， DMC 還是良好的溶劑及清洗劑，在涂料、醫(yī)藥、電池等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用；并且是非毒性、“綠色”新型化工原料 [1]。 保密論文注釋：本學位論文屬于保密范圍，在 2 年解密后適用本授權(quán)書。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 關(guān)鍵詞 ： Aspen Plus 軟件；碳酸二甲酯 ；間歇萃取精餾 ；靈敏度分析； The batch extractive distillation separation of dimethyl carbonate and methanol Abstract： In this paper, the Aspen Plus process simulation software, based on the UNIFAC activity coefficient model, the use of semicontinuous join the extractant, the reflux ratio constant distillate position of batch extractive distillation method gradually decreases as the extraction agent, ethylene carbonate, the use of sensitivitythe analysis method affecting the separation of dimethyl carbonate the methanol effect of various factors, and based on this the optimal separation conditions, obtained when the feed amount of the extractant 95kmol/sec, 4 plates feed, feed temperature25 ℃ , batch rectification column theoretical plate number of 25 blocks, a reflux ratio of separation for 5 hours to obtain the optimum effect, the purity of the purified dimethyl carbonate , the methanol distillate purity of greater than or equal to , extractant recovery purity equal to or greater . Keywords: Aspen Plus software。此二元恒沸體系的沸點為 ℃， 簡單精餾無法將其分離， 必須采用特殊精餾，本文采用間歇萃取精餾的方法 [1]。全過程完全在單塔內(nèi)實現(xiàn)原料進料、萃取劑的加入和回收。 萃取劑選擇原理 [4] 1． 選擇性高，即加入少量溶劑后能大幅度的增加溶液相對揮發(fā)度； 2． 揮發(fā)性小，即具有比被分離組分高得多的沸點，且不與原溶液中各組分形成 ； 3 3． 恒沸物，以便于分離回收； 4． 添加劑能與原溶液有足夠的互溶度，兩者能良好的混合，以充分發(fā)揮每塊板上液相中添加劑的作用。 它以嚴格的機理模型和先進的技術(shù)贏得廣大用戶的信賴，它具有以下特性： 第一， ASPEN PLUS 使用最新的軟件工程技術(shù)通過它的 Microsoft Windows 圖形界面和交互式客戶 服務(wù)器模擬結(jié)構(gòu)使得工程生產(chǎn)力最大； 第二， ASPEN PLUS 擁有精確模擬范圍廣泛的實際應(yīng)用所需的工程能力， 這些實際應(yīng)用包括從煉油到非理想化學系統(tǒng)到含電解質(zhì)和固體的工藝過程。這些模型的可靠性和增強功能已經(jīng)經(jīng)過 20 多年經(jīng)驗的驗證和數(shù)以百萬計例子的證實。 BatchFrac 模型 輸入規(guī)定： BatchFrac 塔板是從上往下計算的，起始于冷凝器。并且對萃取劑進料量，萃取劑進料位置 ，萃取劑進料溫度，精餾塔回流比和塔板數(shù)進行靈敏度分析，優(yōu)化過程得到理想工藝參數(shù)。因此本論文采用的模型方式為 UNIFAC 活度系數(shù)模型。 第一階段運行結(jié)果： 8 ba t c h f r a cS t r e a m I D MET e m p e r a t ur e C 6 4 . 5P r e s s ur e ba r