【正文】 ，以碳酸乙烯酯（ DMC）為萃取劑 。 碳酸二甲酯 甲醇共沸體系（ FEED）從塔底一次性加入，萃取劑碳酸乙烯酯（ EC）在靠近塔頂處連續(xù)加入，因為餾出液的組成隨精餾時間不斷變化，為得到符合要求的產(chǎn)品，因此此間歇萃取精餾根據(jù)時間段分為三個階段，第一個階段萃取精餾段高純度甲醇（ ME）從塔頂餾出；第二個階段過渡液回收階段含有甲醇與碳酸二甲酯（ GD）的過渡液回收；第三個階段萃取劑回收階段高純度碳酸二甲酯（ DMC）餾出。可采用的物性方法有理想物性方法、狀態(tài)方程物性方法、活度系數(shù)物性方法、專用系統(tǒng)的物性方法等。因此本論文采用的模型方式為 UNIFAC 活度系數(shù)模型。本論文設(shè)定的是處理 7 100000kmol 的共沸物，設(shè)置進料溫度 25℃， 壓力為 1atm， 進料流量為 100kmol/sec，進料時間為 1000sec，一次性進料，原料條件的參數(shù)碳酸二甲酯 — 甲醇的摩爾比為 13： 87，萃取劑進料溫度為 25 ℃，壓力為 1atm，進料流量為 150kmol/sec，萃取劑含量大于 ，定為 1。操作時間最大不能超過 1800sec。 分離工藝過程的運行 萃取精餾階段 間歇萃取精餾第一 階段 萃取精餾階段， 這個階段從塔頂?shù)哪硥K塔板上加入萃取劑，塔釜是反應(yīng)前一次性 加入 的 恒 沸物 ， 經(jīng)過一段時間萃取劑全回流后開始萃取恒 沸物，將停止條件設(shè)置為塔頂餾出 物 甲醇純度大于等于 ， 如果 小于 將停止餾出，從塔頂采出符合產(chǎn)品要求的甲醇。 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 1 . 0 1 3V a p o r F r a c 0 . 0 0 1M o l e F l o w k m o l / h r 3 1 1 5 5 4 . 9 3 5M a s s F l o w k g/ h r 9 . 9 8 3 3 3 E + 6V o l um e F l o w c u m / h r 1 3 3 3 3 . 8 1 0E n t h a l p y M M k c a l / h r 1 7 4 4 3 . 5 8 7M a s s F r a c D I M E T 0 1 6 7 P P M E T H Y L 0 1 4 P P B M E T H A 0 1 1 . 0 0 0M o l e F l o w k m o l / h r D I M E T 0 1 7 . 4 4 9 E T H Y L 0 1 0 . 0 0 1 M E T H A 0 1 3 1 1 5 4 7 . 4 8 5M o l e F r a c D I M E T 0 1 2 4 P P M E T H Y L 0 1 1 P P B M E T H A 0 1 1 . 0 0 0 圖 22塔頂甲醇餾出物的運行結(jié)果 圖 23塔頂餾出物組成 9 圖 24塔內(nèi)與餾出物 的摩爾量 由運行結(jié)果圖得出在第一階段 保持塔頂餾出物純度大于等于 ；甲醇的純度接近于 1， 甲醇餾出摩爾量為 。如圖 1 中所示的過渡液物料線。占總量的 ，占有量少，運用簡 11 單精餾進行分離即可。因為碳酸乙烯酯與碳酸二甲酯的沸點相差甚大，精餾較容易進行，設(shè)定停止條件是塔頂?shù)奶妓岫柞ズ看笥?，得到符合要求的 DMC 產(chǎn)品從塔頂獲得，如圖 21 中所示的 DMC物料線。 第三階段運行結(jié)果： b a t c h f ra cS t re a m ID D M CT e m p e ra t u re C 9 P re s s u re b a r 1 .01 3V a p o r F ra c 0 .00 1M ol e F l o w k m ol / h r 45 8 72 .35 3M a s s F l o w k g/ h r 4 .1 3 12 7 E + 6V o l um e F l o w c u m / h r 4 1 74 .42 8E n t ha l py M M k c a l / hr 65 3 67M a s s F ra c D IM E T 0 1 1 .00 0 E T H Y L 01 4 29 P P B M E T H A 0 1 1 15 P P MM ol e F l o w k m ol / h r D IM E T 0 1 45 8 57 .56 3 E T H Y L 01 0 .02 0 M E T H A 0 1 14 .77 1M ol e F ra c D IM E T 0 1 1 .00 0 E T H Y L 01 4 38 P P B M E T H A 0 1 3 22 P P M 圖 25塔頂甲醇餾出物的運行結(jié)果 12 圖 26塔頂餾出物組成 圖 27塔內(nèi)與餾出物 摩爾量 由運行結(jié)果圖得出在第一階段 保持塔頂餾出物純度大于等于 ；碳酸二甲酯的純度接近于 1， 碳酸二甲酯餾出摩爾量為 。它是做工況研究的一個最有用的工具，被變化的流程變量必須是流程的輸入?yún)?shù)，在模擬中計算出的變量不能被改變。以便很容易地觀察不同變量間的關(guān)系。 因為本論文三個階段均在一個塔內(nèi)操作，因此對此間歇萃取精餾的第一階段萃取精餾階段以塔頂甲醇純度為依據(jù)進行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果是用于全部階段。分析后得下圖 ： S e n s i t i v it y S 1 S u m m a r y萃取劑進料量 k m o l/ s e c 0 25 50 75 100 125 150 175 2000.99250.9950.99751 S D 塔頂甲醇濃度 圖 28 萃取劑進料量與塔頂甲醇濃度 關(guān)系圖 由圖 28萃取劑進料量與塔頂甲醇濃度關(guān)系圖可見，當(dāng)萃取劑進料量逐漸增大時，塔頂甲醇的濃度是先增大后減小， 由于 萃取劑進料量過少時不能達到要求的分離效果，萃取劑進料量過大時， 會增加了塔底再沸器的熱負(fù)荷等，并且由于塔釜中萃取劑的增多，DMC 會隨著上升蒸氣到塔頂，影響了分離效果。 萃取劑進料位置 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 2，上限為30。萃取劑進料位置在 第 4塊塔板時，甲醇純度和回收率均可達到 99%的要求，因此選取萃取劑進料位置為第 4塊塔板 。 S e n s i t i v it y S 1 S u m m a r y萃取劑進料溫度 k 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 5250.999450.99950.999550.9996S D 塔頂甲醇濃度 圖 210 為萃取劑進料溫度與塔頂甲醇濃度關(guān)系圖 由圖 可見，當(dāng)溫度不斷增加時塔頂甲醇的濃度 不斷的下降，考慮 經(jīng)濟等 各種因素選擇常溫進料。 S e n s i t i v it y S 1 S u m m a r y摩爾回流比 0 2 . 5 5 7 . 5 10 1 2 . 5 15 1 7 . 5 200.9960.9981S D 塔頂甲醇濃度 圖 211 為摩爾回流比與塔頂甲醇濃度關(guān)系圖 由圖 可見，當(dāng)回流比從 1 增大到 5 時，塔頂甲醇的濃度逐漸增大，當(dāng)回流比繼續(xù)增大時，產(chǎn)品濃度增加逐漸變緩趨于穩(wěn)定。 精餾塔塔板數(shù) 以萃取精餾塔塔板數(shù)為優(yōu)化對象，設(shè)