耦合变压精馏分离甲醇-丙酸甲酯共沸体系的工艺模拟和优化

在丙酸甲酯和正丙醇酯交换法生产丙酸丙酯的过程中，反应精馏塔的塔顶会产生大量的丙酸甲酯和甲醇共沸物，可通过分离的手段使其中的丙酸甲酯循环使用。提出耦合变压精馏工艺，选用非随机（局部）双液体模型方程（NRTL）热力学模型，利用Aspen Plus V10.0对工艺流程进行模拟研究。以塔釜产品纯度为约束变量，高压塔塔釜能耗最低为优化目标，分别对理论板数、进料位置、回流比等参数进行优化，优化后的两塔最优工艺参数如下：常压塔理论板数31，回流比2.5，进料位置第9块塔板，循环物料进料位置第14块塔板；高压塔操作压力500 kPa，理论板数21，进料位置第13块塔板，回流比3.3。分离效果可达到甲醇质量分数99.95%，丙酸甲酯质量分数99.94%。与传统变压精馏相比，本文的耦合变压精馏可节省能耗48.8%。