乙腈水分离ASPEN讲义

“化工节能过程集成与资源利用”工程实验室Hale Waihona Puke Baidu
萃取精馏、变压精馏、共沸精馏 分离乙腈和水的二元物系，由于乙腈和水可以形成共沸物，而 且常压下的共沸温度和乙腈的沸点温度极为相近，所以采用普 通精馏方法只能得到乙腈和水的混合物，而无法得到纯的乙腈。 为此，采用变压精馏。 共沸(Azeotrope)是指处于平衡状态下，气相和液相组成 完全相同时的混合溶液。
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常压精馏：常压沸点在室温到150℃左右的混合物通常 在常压下进行精馏
减压精馏：常压下沸点较高，或者在高温下易分解、聚 合等变质现象的混合物，常用减压操作，以降低操作温 度，并可以采用价格较低、更为方便使用的载热体。 加压精馏：常压下沸点在室温以下的混合物，一般用加 压的方法提高它的沸点，使精馏操作尽可能在靠近室温 下操作，这样可以使用价格低廉、更为常用的冷却剂冷却水，避免采用冷冻盐水等价格高昂的冷却剂，以降 低能耗。
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原料 现有一股含水乙腈(C2H3N)溶液，原料10tonne/h， 泡点进料，压力1bar，含乙腈50%wt，含水50%wt。 分离要求 乙腈产品纯度99.5%wt。
物性方法:NRTL
低压塔 NT=32，全凝器，收敛方法为共沸，R=2， D=6000kg/h，NF=20，On-stage，P顶=1bar 高压塔 NT=42，全凝器，收敛方法为共沸，R=2， D=3000kg/h，NF=21，On-stage，P顶=6bar
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查取压力分别1、6、10bar时的共沸点。结果如图所示，可 见在压力分别1、6、10bar时，皆只有一个共沸点，共沸点 温度分别是76.2℃、136.9℃、159℃。
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变压精馏 主要是利用压强的变化来影响共沸物系共沸点的改变，从 而来进行有效分离的。 因而压强的选择对于变压精馏而言显得十分重要。
一方面要考虑压强改变共沸点的大小；另一方面要考虑设 备对压强的承受能力，压强不能无限制的过大或过小，否 则会大大增加设备费用，还会影响到操作费用。