1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上異丙苯制備及產(chǎn)物雜質(zhì)分離 Design and Optimization on the Isopropyl BenzeneTechnology Process一級(jí)學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程與工藝學(xué) 生： 徐爽 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教授： 王水北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院二零一五年一月十二日目錄3.5.5精餾塔模塊輸入804 66一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.異丙苯制備給定條件學(xué)號(hào)1234567890分子甲烷丙烯丙烷正丁烷正戊烷甲苯乙醇異丙苯正戊烷苯（1）進(jìn)口物料：壓力1.1atm， 溫度120 C 流 量： 苯和丙烯各60kmol/s，其他組分分別為10kmol/s（2）反

2、應(yīng)器： 丙烯轉(zhuǎn)化率0.9， 壓力降、熱負(fù)荷為：0（3）換熱器： 壓力降 -0.1 atm（4）精餾塔 ：要求壓力為1atm （全塔）， 塔釜苯摩爾含量為0.0012、 物性數(shù)據(jù)我的學(xué)號(hào)為，對(duì)應(yīng)以下物質(zhì)：甲烷CH4，沸點(diǎn)-161.5C 丙烯C3H6，沸點(diǎn)-47.7C 正戊烷C5H12，沸點(diǎn)36.1C 苯C6H6，沸點(diǎn)80.1C  異丙苯C9H12，152.4C二流程設(shè)計(jì)根據(jù)合成及分離要求設(shè)計(jì)流程如下圖1所示：圖1 異丙苯制備及產(chǎn)物雜質(zhì)分離流程圖整個(gè)流程主要有六種化工設(shè)備組成：反應(yīng)器（REACTOR）、換熱器（HEATER）、閃蒸罐（SEP）、壓縮

3、機(jī)（COMPR)、混合器（MIXER)及精餾塔（DSTWU）。原料（FEED）以及循環(huán)回來的苯進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，丙烯和苯反應(yīng)生成異丙苯，連同未反應(yīng)的物質(zhì)一同進(jìn)入換熱器中進(jìn)行冷凝；從閃蒸罐出來的重組分正戊烷、苯、異丙苯液相經(jīng)泵加壓后進(jìn)入T1精餾塔中進(jìn)行分離，塔頂輕組分為正戊烷，塔底重組分為苯和異丙苯；T1塔底重組分進(jìn)入T2精餾塔分離，塔頂為苯，它將與T3塔的丙烯一起循環(huán)至進(jìn)料段，作為原料作為產(chǎn)品；經(jīng)過冷凝器降溫后的混合物進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行閃蒸，閃蒸后的氣相經(jīng)過壓縮升溫加壓進(jìn)入T3精餾塔實(shí)現(xiàn)甲烷和丙烯的分離。三、完成輸入設(shè)定3.1 SETUP設(shè)置圖2 SETUP設(shè)置圖3.2 輸入組分進(jìn)入如圖所示界面

4、，輸入各組分如下：圖3 組分輸入3.3物性方法選擇進(jìn)入Properties輸入界面，選擇合適的物性方法，本次模擬選用選用RK-SOAVE物性方法，如圖：圖4 物性方法選擇3.4 Streams的輸入在物性方法確定之后，在Streams輸入界面按照設(shè)計(jì)要求輸入進(jìn)口物料的溫度、壓力及各組分流率。注意各個(gè)參數(shù)的單位。如圖5所示：圖5 物料輸入3.5主要 Block的輸入3.5.1反應(yīng)器模塊輸入根據(jù)題目要求，反應(yīng)器為絕熱的，即熱負(fù)荷為0，壓力降為0。如圖6所示：圖6反應(yīng)器模塊輸入接下來設(shè)置反應(yīng)方程式，點(diǎn)擊Reactions選項(xiàng)卡，在界面中點(diǎn)擊New，新建反應(yīng)，方程式為：C3H6+C6H6=C9H12。

5、轉(zhuǎn)化率為0.9，關(guān)鍵組分為C3H6。界面如圖所示：圖7反應(yīng)方程式輸入3.5.2 換熱器模塊輸入設(shè)定換熱器H1的壓力降及出口溫度，出口溫度暫設(shè)定為10，壓力降0.1atm。如圖8所示：圖8換熱器H1模塊輸入設(shè)定換熱器H2的壓力降及出口溫度，出口溫度暫設(shè)定為60，壓力降0.1atm。如圖9所示：圖9換熱器H2模塊輸入3.5.3 閃蒸罐模塊輸入根據(jù)分離要求，設(shè)定閃蒸罐壓力為0.5atm，熱負(fù)荷為0。如圖10所示：圖10閃蒸罐模塊輸入3.5.4壓縮機(jī)模塊輸入如圖11圖11 壓縮機(jī)模塊輸入3.5.5 精餾塔模塊輸入在精餾塔T1模塊中，確定全塔壓力為1atm，回流比設(shè)定為1.4，并根據(jù)任務(wù)確定塔頂輕組分正

6、戊烷和重組分苯的摩爾分率分別為0.98和0.001。如圖12所示：圖12精餾塔T1模塊輸入在精餾塔T2模塊中，確定全塔壓力均為1atm，回流比設(shè)定為1.55，并根據(jù)任務(wù)確定塔頂輕組分苯和重組分異丙苯的摩爾分率分別為0.95和0.001，采用分凝器。如圖13所示：圖13精餾塔T2模塊輸入在精餾塔T3模塊中，設(shè)定全塔壓力均為1.6MPa，回流比設(shè)定為3，并根據(jù)任務(wù)確定塔頂輕組分甲烷和重組分丙烯的摩爾分率分別為0.97和0.001，采用分凝器。如圖14所示：圖14精餾塔T3模塊輸入四模擬運(yùn)行在所有輸入完成之后，將程序進(jìn)行運(yùn)行，運(yùn)行過程沒有錯(cuò)誤和警告，表示程序運(yùn)行成功。程序運(yùn)行結(jié)果及各模塊運(yùn)行結(jié)果如下

7、圖所示： 圖15主要物流摩爾分率 圖16反應(yīng)器模塊結(jié)果圖17 換熱器H1模塊結(jié)果圖18 換熱器H2模塊結(jié)果圖19 閃蒸罐模塊結(jié)果 圖20 SEP 模塊結(jié)果圖21 精餾塔T1模塊結(jié)果圖22 精餾塔T2模塊結(jié)果圖23 精餾塔T3模塊結(jié)果5 靈敏性分析分析回流比對(duì)精餾塔實(shí)際板數(shù)的影響，以T1為例，其他兩個(gè)塔只各給出一個(gè)結(jié)果圖。 圖24 T1精餾塔回流比與實(shí)際塔板數(shù)靈敏度分析輸入 圖25 T1精餾塔回流比與實(shí)際塔板數(shù)的關(guān)系類似得到T2和T3的圖圖25 T2精餾塔回流比與實(shí)際塔板數(shù)的關(guān)系圖26 T3精餾塔回流比與實(shí)際塔板數(shù)的關(guān)系六確定工藝參數(shù)：根據(jù)靈敏度分析，精餾塔回流比2.75 ,1.2 ,2.1。以此三個(gè)回流比分別輸入，得到19塊板，5.8塊板，3.5塊板。七心得體會(huì) ASPEN在化工模擬過程中有著巨大的優(yōu)勢(shì)，通過幾天的學(xué)習(xí)，初步熟悉了ASPEN的操作，需要足夠的耐心來改參數(shù)，甚至換流程。對(duì)于不久的畢設(shè)將有很大幫助。歡迎您的光臨，Word文檔下載后可修改編輯.雙擊可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳.謝謝！希望您提出您寶貴的意見，你的意見是我進(jìn)步的動(dòng)力。贈(zèng)語(yǔ)； 1、如果我們做與不做都會(huì)有人笑，如果做不好與做得好還會(huì)有人笑，那么我們索性就做得更好，來給人笑吧！ 2、現(xiàn)在你不玩命的學(xué)，以后命玩你。3、我不知道年少輕狂，我只知道勝者為王。4、