顺酐法制1,4-丁二醇——Aspen模拟——补充

本文的实际总流程如下（源文件百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1Qj4MwiWT6qDHDa4U21X-BA 提取码：abcd ）。

本流程较为简单，第二步反应动力学本人只找到一篇文献，且模拟结果与文献值有所出入，因此后续分离未进行（因为只要求一个反应器详细设计，因此这里可直接采用转化率即Aspen中的反应器RStoic模块，因设置较为简单，在此不再赘述。对于副反应动力学文献中也给出，因此本文未采用该模块进行副反应设置）。由于第二步中的副反应，总组分如下

在此讲解第二步流程。依据文献为高压液相加氢，因此SA合成BDO阶段反应温度不易过高，且灵敏度分析中温度设定范围也不要超过进口组分沸点。

第一个反应MA合成SA为低温高压，产物进行气液分离，气体为较纯氢气，因此循环到下一个反应（或者循环到该反应也可）。

出口进行气液分离时，压力一定会降低，因此要分离成气体、液体分别使用压缩机、泵进行加压。本流程将后一反应分离的氢气与前一反应分离的氢气进行混合后加压，可节省压缩机设备（压缩机设备价格高）。

与补充的氢气汇合加入第二个反应器。后续分离时由于NRTL物性在氢气组分分离时有较大出入，采用了UNIQUAC。在模块加入物性时，会显示输入不完整

此时返回到物性重置——运行即可。 

上次说到对于反应R3，因无循环流股，所以反应前无顺酐MA组分。

因此对于动力学计算而言，有可能会出现质量不守恒的报错。当无循环流股时可在原料中加入MA，但量不易多

对于气液分离过程，在模拟中经常会出现亨利组分任有少量残留的情况。这时一般可采用更改合适体系的物性或在后续精馏分离过程中处理。在此介绍第二种，将气体组分选中，可得总和仅为0.129kmol/h。

如果直接采用下文的全凝器方式 

虽然没有报错，但是再冷凝器阶段温度会过冷，塔顶流股温度会出现如下情况

为此需要采用分凝方式

气相分率根据气体的量大致确定，由于会有轻组分（在此为水）损失所以一般会比计算值大。 

重置——运行无报错后，查看流股结果，可以看出温度正常

且塔顶、塔底液相馏出物无气体残留（e-05即10^-5可忽略）。同时塔顶废气中夹带部分水。 

查看质量分率，塔顶得到高纯水，塔底得到满足下一工段纯度需求的MA。同时水可以在工艺改进中重新利用，如吸收塔的水源、用于溶剂等。

对于第二步顺酐加氢的反应，动力学如下（林川, 吴指南. 顺酐在负载型镍钼催化剂上高压液相加氢合成1,4-丁二醇本征动力学的研究[J]. 催化学报, 1990, V11(2):83-91.已换算成标准单位）。本文氢压定为0.5MPa（在Aspen输入时已计算P的指数，并入动力学因子）。

显然其模型为分段过程，由于其为液相吸附在催化剂上，气相氢气进行加氢，因此采用全混釜（未经进一步分析，可能有所差错）。动力学任为朗格缪尔吸附形式，其在Aspen中输入与下文的方式大致相同。

R-2-SA-1中，对于R1、R2、R3，其吸附相相同，如下

对于R-2-SA-2的动力学，Apsen模拟结果与文献中有所出入（Aspen模拟中主要生成THF组分，文献中主要生成BDO组分）。因此本文只按照R-2-SA-1的动力学（在第二个反应器只添加R-2-SA-1）

显然MA合成SA动力学模拟结果与实际比较相符。

而SA合成BDO的动力学模拟与实际有所出入。

关于循环，注意进出口，对如下流程为S17、S34可以改变的进出口（S17为补充的氢气、S34为驰放的氢气）（因为有氮气积累，所以必须驰放，一般为5%以下）。

因此首先重置——运行，发现有报错。此时肯定是由于循环引起的问题（按之前的搭建一步，运行一下）。 

那么我们首先要查看流股，发现氢气有大量的累积。这样的话有两个方法，一个是降低补充的氢气，另一个是加大驰放分率。

但驰放分率不宜过大，因此这里改变补充的氢气，从80降低到70 

发现此时无报错，但会有警告。无报错，则模块设置、初始量没有问题，此时的警告是由于循环流股未定义而造成的。 

将流股结果数据复制到输入或者调和即可。发现此时警告降低了。但仍有一个错误。

在控制面板查看具体信息，发现是由于B24流股混合器的30次不收敛。 

将其加大为100次

再次重置——运行，结果如下，即可以进行下一步搭建或进一步优化。 

同时对于该循环的计算结果如下，可以看出再调和复制流股之后，很快就收敛了