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醋酸乙烯(VAC)是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成纤维、塑料与油漆等行业。在乙烯法生产VAC的过程中,得到含有未反应合成气以及副产物的粗品VAC,需经分离提纯后才能得到精VAC产品,进而用于后续聚乙烯醇(PVA)的生产。本项研究针对某厂乙烯法生产醋酸乙烯的精馏分离难题,给出可行的解决方案,然后运用Aspen Plus商业软件完成了新工艺方案的模拟与优化,获得各塔的最佳操作参数。在此基础上,进一步设计开发了该分离工艺的节能配置方案。具体研究内容如下:(1)由于Aspen Plus中缺少VAC-醋酸乙酯(EtOAc)的交互作用参数,本项研究首先选用文献中提供的汽液相平衡(VLE)数据,然后基于三种热力学方法(NRTL,WILSON,UNIQUAC)完成了对该体系VLE数据的拟合回归并得到了相应的模型参数,进而通过热力学一致性检验确定了所选文献数据的可靠性。结果发现,UNIQUAC模型的偏差最小,最适合作为后续过程模拟的物性方法。(2)针对醋酸乙烯-醋酸甲酯-醋酸乙酯的分离难题,提出以下解决方案:1)增加预水分离塔与酸洗塔,预水分离塔的塔顶蒸汽冷凝后分层可以除去部分水,减少了第一精馏塔进料的含水量,从而降低第一精馏塔的再沸器热负荷。2)增加第一精馏塔副塔,从第一精馏塔的侧线采出醋酸乙酯,送入副塔,醋酸乙酯与醋酸乙烯实现有效分离,降低了醋酸乙烯产品的醋酸乙酯含量。3)增加第二精馏塔副塔与第四精馏塔副塔,醋酸甲酯与醋酸乙烯实现有效分离,极大降低了醋酸乙烯产品中的醋酸甲酯含量。通过模拟优化,得到了改进后精馏工艺流程各个精馏塔适宜的工艺参数,模拟得到的醋酸乙烯产品质量分数99.985%,其杂质醋酸乙酯的含量130 ppm,醋酸甲酯的含量8.22ppm。对新工艺的投资费用进行了估算,费用投资384.46万元/年,取得经济收益634.19万元/年,可以为企业生产改造提供理论依据。(3)针对VAC精馏流程高耗能问题,进一步设计开发了该工艺的节能强化方案:1)采用凝水闪蒸装置及可调式增压热泵实现对第一精馏塔塔釜高压蒸汽凝水的能量回收,回收蒸汽量约1253.79kg/hr。2)分别对第二精馏塔与第三精馏采用塔釜液体闪蒸热泵精馏的节能新技术,经过模拟优化获得了最佳操作参数,经济分析的结果表明,热集成强化方案使得操作费用节省约760.4万元/年,有利推动了企业的提质增效和节能降耗。