回收醋酸精馏工艺模拟设计开题报告

1. 研究目的与意义

醋酸是一种重要有机化工原料，主要用于生产醋酸乙烯单体、醋酐、对苯二甲酸、聚乙烯醇、醋酸酯类、醋酸纤维素等。在化工、轻纺、医药、燃料等行业具有广泛用途。凡使用醋酸的过程都会产生含醋酸废水。具统计，随着工业飞速发展,工业废水的处理成为一项不可忽略的重要难题。工业废水中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物等等。这些物质如果不能得到及时有效的处理，直接投放到大自然中，有可能会造成非常严重的环境污染。如在 pta 行业中，一般采用醋酸作为溶剂。溶剂脱水塔若达不到设计工艺指标，会产生大量的醋酸废水。由于醋酸废水对环境会造成巨大的破坏，也容易形成醋酸原料的浪费。因此，有效的回收并利用工业废水问题从资源再利用和环境污染控制等方面都具有重要意义。这些含酸废水虽然浓度较低，但是在总量很大的情况下，如果能够加以回收利用，也是一笔宝贵的资源。所以对含醋酸的废水进行回收再利用，不仅能缓解醋酸生产行业的压力，还可以节约资源，避免含酸废水对环境造成破坏。比如大庆石油化工总厂的t204醋酸装置塔底排放的含量为10%左右的醋酸废水其进行回收利用不仅具有重大的经济效益，而且有利于环境保护。

虽然醋酸和水的沸点相差18℃，但醋酸的强缔合性使得两者间的相对挥发度接近于1，采用普通精馏的方法难以实现稀醋酸脱水目的。目前醋酸提浓的方法主要有吸附法、膜分离法、萃取法、酯化法和精馏法。吸附法因醋酸吸附容量较小且后续处理困难，工业上尚未应用膜分离法存在膜价佳格高、更换费用高、易破裂，大规模工业生产困难的问题萃取法仅适于低浓度醋酸水溶液的分离，欲得到高纯醋酸还需经过共沸精馏，工艺能耗加大，该法多停留在实验室研究阶段酯化法采用硫酸作催化剂，在生产中会产生废硫酸形成二次污染。相比而言，精馏法更为成熟且生产能力大，现在工业生产中醋酸提浓多采用精馆法中的共沸精馏法。

本研究的主要目的在于为了提高装置运行效率，减少停车检修的时间，降低检修劳动强度，减少检修费用，提高装置运行的稳定性和安全性，为生产创造更大的经济效益，需要对共沸精馏塔进行技术改造，以保证生产能够安全、连续、稳定地进行。以便得到合适的操作条件，通过体系内能量的集成，实现醋酸提浓过程的节能。使得模拟所得到的数据对流程的实际应用具有指导意义。

2. 研究内容与预期目标

研究主要内容

目前分离醋酸水溶液的主要精馏法有普通精馏、共沸精馏及萃取精馏。

本研究将采用共沸精馏，萃取精馏的原理为在待处理废液中加入高沸点的萃取剂。该溶剂不与水和醋酸形成共沸物，能增加水和醋酸间的相对挥发度。萃取精馏法可以适用的醋酸浓度范围较广，流程简单，能耗较低。萃取精馏法与共沸精馏法相比，最大的特点是由于萃取剂的沸点一般较高，所以在塔釜中馏出，避免了加入的萃取剂气化，溶剂气化的过程需要消耗很大的蒸汽量，从而节省了能耗。

3. 研究方法与步骤

通过查阅文献资料，了解醋酸水溶液共沸精馏生产方法。利用对比分析的方法，确定工艺设计方案。利用Aspen Plus软件辅助进行物料衡算、热量衡算、管路计算及设备选型及设计等工艺计算，确定所需精馏设备的尺寸和类型，连接管路的直径、安装高度和安装位置以及车间和厂房的建筑尺寸等。根据工艺操作条件确定单元设备的自控方案。依据化工设备的布置要求确定车间布置方案。依据工艺计算的结果，通过计算机及手绘画出回收醋酸精馏车间物料流程图、带控制点的工艺流程图、设备设计条件图、设备平面及立面布置图等。

4. 参考文献

[1]秦辉，宫丽娜，李建隆。醋酸提浓工艺旳模拟与优化[j]计算机与应用化学，

2014。

[2]万辉。醋酸-水体系的精馏过程研究[d]，2003。

5. 工作计划

(1）2022年12月27日-2022年3月11日：通过查阅相关资料，编写文献综述，完成开题报告；

（2）2022年3月14日-2022年3月25日：确定醋酸水溶液分离生产方法，设计工艺流程；

（3）2022年3月28日-2022年4月22日：对工艺流程进行物料、热量衡算和设备工艺计算及选型；