反应精馏法合成醋酸甲酯工艺的过程设计与操作优化

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1、浙江大学硕士学位论文反应精馏法合成醋酸甲酯工艺的过程设计与操作优化姓名：樊艳良申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈德钊20060901⑧浙江大学工程硕士学位论文摘要上海焦化有限公司万吨醋酐项目是我市高新研发项目，制备高纯度醋酸甲酯(MeOAc)是羰基合成醋酐工艺的“龙头”。本文在Eastman酯化工艺的基础上，分别以AspenPlus和多层前馈神经元网络为工具软件，通过对各种工艺条件下反应精馏过程的模拟计算，初步得出以下结论：1．初步确定了反应精馏塔各段的理论塔板数：精馏段5块、萃取段5块、反应段35块，

2、气提段5块，合计理论板50块。2．塔板级数固定后，回流比对反应精馏的影响较大，本文模拟推荐的最佳回流比为1．65．1．85。3．为降低塔釜温度，需要甲醇适当过量。但甲醇过多会造成后续分离操作的能耗，综合考虑设备材质的耐腐蚀因素，模拟和试验工作中取甲醇：醋酸=1．19：1(摩尔比)。4．通过灵敏性分析，模拟判断在反应段中上部区域和甲醇气提段的下部温度变化比较敏感，在设计试验装置时，推荐将灵敏板确定在这两个区域。以ASPENPlus模拟数据为基础，对醋酸甲酯制备的反应精馏过程建立了神经网络模型。采用交叉验证法合理地选

3、取了隐含层节点数，构建的神经网络模型具有良好的拟合性能和预测性能，较好地反映了醋酸甲酯制备的反应精馏过程，可用于进一步的优化研究。基于所建的神经网络模型，对九个影响因素即塔板数、甲醇进料位置、醋酸进料位置、催化剂进料位置、回流比、进料比、甲醇进料温度、醋酸进料温度和甲醇用量作了灵敏度分析，结果表明；回流比、进料比和醋酸进料温度因素对于塔顶产品浓度影响较为显著，其他因素对于塔顶产品浓度影响较小；回流比、进料比和甲醇量因素对于操作费用的影响较大，其他因素对于操作费用浓度影响较小。基于所建的神经网络模型，采用了粒子群优

4、化算法，并对其进行了优化，得到的最优解与建模样本数据中操作费用的最优值、最差值和平均值相比，分别提高了0．86％，5．57％和3．15％，优化效果较为显著。关键词：醋酸甲酯(MeOAc)AspenPlus多层前馈神经元网络理论塔板回流比神经网络模型粒子群优化算法浙江大学工程硕士学位论文AbstractTheacetyloxideprojectofShanghaiCoking&ChemicalCorporationisthe11ighandnewR&DprojectinShanghai．andpreparation

5、ofhighpuritymethylacetateisthemostimportantpartofacetyloxidetechnicsbasedoncarbonylprocess．BasedonthestudyofesterificafiontechnicsofEastmanCorporation,AspenPlussoRwareandmulti··layerfeed··forwardneuralnetworktechniqueareappliedtosimulationofreactivedistillati

6、onprocessindifferentconditions，andsomeconclusionsaredrawn：1．thenumberoftheoreticalplateindifferentsectionofreactivedistillationtowerisdetermined：therectifyingsection,extractionsection，reactivesectionandstrippingsectionhas5，5，35and5plates，respectively；thetotal

7、theoreticalplatesis50．2．therefluxratiohastheimportanteffectonreactivedistillation,andtherecommendationofoptimalrefluxratioisbetween1．65and1．85basedolloursimulationstudy．3．properexcessuseofmethanolistheadoptedstrategyfordecreasethetemperatureoftwoerbottom．Howe

8、ver,theexcessuseofmethanolwillincreasetheenergyconsumptionofsucceeAingseparationoperation．Throughconsideringdifferentfactors，includingthecorrosionresistanceofequipment,energyconsumption,e