Поливиниловый спирт (ПВА) Является основным сырьем для производства винилона, а также используется в производстве клеев, эмульгаторов и других продуктов. В процессе производства ПВС полимеризация в растворе обеспечивает узкое распределение полимеризации, низкую степень разветвленности и хорошую кристалличность. Скорость полимеризации ВАМ строго контролируется и составляет около 60%. Благодаря контролю скорости полимеризации в процессе полимеризации ВАМ, около 40% Мономер винилацетата (ВАМ) Остаётся неполимеризованным и требует разделения, восстановления и повторного использования. Поэтому исследования процесса восстановления винилацетата (ВАМ) являются важнейшим компонентом процесса производства ПВС. Существует взаимосвязь между полимером и мономером. Этиленвинилацетат (ЭВА) и винилацетат мономер (ВАМ). Винилацетат мономер является одним из основных видов сырья для производства этиленвинилацетата.
В данной работе для моделирования и оптимизации процесса восстановления винилацетата (ВАМ) используется программа для химического моделирования Aspen Plus. Мы изучили, как параметры процесса в первой, второй и третьей колоннах полимеризации влияют на производительность установки. Мы определили оптимальные параметры для экономии воды, используемой для экстракции, и снижения энергопотребления. Эти параметры служат важной теоретической основой для проектирования и эксплуатации процесса восстановления ВАМ.
1 Процесс восстановления мономера винилацетата
1.1 Процесс моделирования
Этот процесс включает первую, вторую и третью полимеризационные башни в процессе регенерации винилацетатного мономера. Подробная технологическая схема показана на рисунке 1.
1.2 Термодинамическая модель и выбор модуля
Установка рекуперации винилацетатного мономера на заводе поливинилового спирта в первую очередь перерабатывает полярную систему, состоящую из винилацетата, метанола, воды, метилацетата, ацетона и ацетальдегида, с разделением винилацетата и воды по принципу «жидкость-жидкость». Основное оборудование установки рекуперации винилацетатного мономера на заводе поливинилового спирта было смоделировано с помощью программного обеспечения Aspen Plus. Модуль RadFrac использовался для дистилляционной колонны, а модуль Decanter – для фазового разделителя.
2 Результаты моделирования
Мы провели моделирование процесса на установке рекуперации винилацетатного мономера на заводе поливинилового спирта. В таблице 3 представлено сравнение результатов моделирования и фактических значений для основных логистических цепочек. Как показано в таблице 3, результаты моделирования хорошо согласуются с фактическими значениями, поэтому данную модель можно использовать для дальнейшей оптимизации параметров и технологического процесса.
3. Оптимизация параметров процесса
3.1 Определение количества отпаренного метанола
В полимеризационной башне 1 из потока, оставшегося после полимеризации, извлекается винилацетат мономер (ВАМ). Для нагрева используются пары метанола, находящиеся в нижней части колонны. Правильный расход метанола важен для эффективности работы колонны. В данном исследовании рассматривается влияние различных объемов метанола на массовую долю ПВС в нижней части колонны и массовую долю ВАМ в верхней части колонны при условии, что подача остается неизменной, а конструкция колонны неизменна.
Как показано на рисунке 2, при достижении необходимой для разделения теплоёмкости в полимеризационной колонне 1 увеличение количества метанола для отпарки приводит к снижению массовой доли поливинилового спирта (ПВС) в нижней части колонны и массовой доли виниламмония (ВАМ) в верхней части колонны. Количество метанола для отпарки линейно зависит от массовой доли поливинилового спирта (ПВС) в нижней части колонны и массовой доли виниламмония (ВАМ) в верхней части колонны.
3.2 Оптимизация положения подачи в башне полимеризации 2
В колонне полимеризации 2, колонне экстрактивной дистилляции, места ввода растворителя и сырья существенно влияют на качество разделения. В этой колонне используется экстрактивная дистилляция. Исходя из физических свойств экстрагента и смешанного сырья, экстрагент следует добавлять сверху колонны. На рисунке 3 показано, как место ввода смеси влияет на массовую долю метанола в верхней части колонны и нагрузку на ребойлер в нижней части колонны, при этом остальные параметры моделирования остаются неизменными.
3.3 Оптимизация количества экстрагируемой воды в полимеризационной колонне 2
В полимеризационной колонне 2 экстрактивная дистилляция используется для разделения азеотропа винилацетата и метанола. Добавление воды в верхнюю часть колонны разрушает азеотроп, что позволяет разделить два вещества. Расход экстрагированной воды оказывает большое влияние на качество разделения этих веществ в полимеризационной колонне 2. При одинаковых настройках моделирования я проанализировал, как количество экстрагированной воды влияет на массовую долю метанола в верхней части и нагрузку на ребойлер в нижней части колонны. Результаты представлены на рисунке 4.
3.4 Оптимизация коэффициента орошения в полимеризационной колонне 3
В полимеризационной колонне 3 флегмовое число важно для отделения винилацетата от более лёгких веществ, таких как метилацетат и следы воды. Это повышает качество винилацетата, получаемого из бокового погона. Мы поддерживали параметры моделирования постоянными и исследовали, как флегмовое число влияет как на массовую долю винилацетата в боковом погоне, так и на нагрузку на ребойлер. Результаты расчётов представлены на рисунке 6. Поддержание флегмового числа в полимеризационной колонне около 4 позволяет гарантировать соответствие винилацетата из боковой линии стандартам качества и поддерживать низкую нагрузку на ребойлер.
4. Заключение
(1) С помощью программного обеспечения AspenPlus выбрана подходящая термодинамическая модель для моделирования всего процесса восстановления мономера винилацетата на заводе поливинилового спирта. Результаты моделирования хорошо согласуются с фактическими значениями и могут быть использованы для проектирования процесса и оптимизации производства на заводе.
(2) На основе корректного моделирования процесса исследовано влияние технологических параметров полимеризационной башни 1, полимеризационной башни 2 и полимеризационной башни 3 на работу установки и определены оптимальные параметры процесса. Соответствие винилацетата требуемым стандартам разделения позволяет экономить воду для экстракции и снижать энергопотребление.
Веб-сайт: www.elephchem.com
Вотсап: (+)86 13851435272
Электронная почта: admin@elephchem.com
Поддерживается сеть IPv6
