使用Aspen对异丙苯制备及流程模拟优化

1、异丙苯制备及产物杂质分离Design and Optimization on the IsopropylBenzeneTechnology Process一级学科：化学工程与技术学科专业：化学工程与工艺学生：徐爽学号：指导教授：王水北京化工大学化学工程学院二零一五年一月十二日目录0466、设计任务与要求1.异丙苯制备给定条件学号1234567890分子甲烷丙烯丙烷止. 烷正戊 烷乙醇异丙苯正戊 烷苯（1）进口物料：压力， 温度120 C流 量： 苯和丙烯各60kmol/s ,其他组分分别为 10kmol/s（2）反应器：丙烯转化率，压力降、热负荷为：0（3）换热器：压力降atm（4）精微塔：要

2、求压力为1atm （全塔）， 塔釜苯摩尔含量为2、物性数据我的学号为甲烷CH4,沸点？丙烯C3H6沸点？正戊烷C5H12,沸点？果C6H6,沸点?异丙苯C9H12，二.流程设计根据合成及分离要求设计流程如下图1所示：图1异丙苯制备及产物杂质分离流程图整个流程主要有六种化工设备组成：反应器（REACTOR、换热器（HEATER、闪蒸罐（SEB、压缩机（COMPR）混合器（MIXER）及精微塔（DSTWU。原料（FEED以及循环回来的苯进 入反应器进行反应，丙烯和苯反应生成异丙苯，连同未反应的物质一同进入换热器中进行冷 凝；从闪蒸罐出来的重组分正戊烷、苯、异丙苯液相经泵加压后进入T1精微塔中进行分

3、离，塔顶轻组分为正戊烷，塔底重组分为苯和异丙苯；T1塔底重组分进入T2精储塔分离，塔顶为苯，它将与 T3塔的丙烯一起循环至进料段，作为原料作为产品；经过冷凝器降温后的混 合物进入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后的气相经过压缩升温加压进入T3精微塔实现甲烷和丙烯的分离。三、完成输入设定SETUP设置图2 SETUP设置图输入组分进入如图所示界面，输入各组分如下：图3组分输入物性方法选择进入Properties 输入界面，选择合适的物性方法，本次模拟选用选用RK-SOAV物性方法,如图： . " rUNIFAC Groups!1亡Comp-Groupsa-jj/ Comp-ListK-i. pi

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6、ams的输入在物性方法确定之后，在Streams输入界面按照设计要求输入进口物料的温度、压力及各组分流率。注意各个参数的单位。如图 5所示：Parameters亡( Datai-Q Anaiysi?申宣 Prop'Selts山口 AdvwdL j CAPE-OPfN P玳匕gnFlowsheet曲司 Section位1 Streams由包C-OUT电倒FEEDp电】3玳口 ResultsJ, EO Vari able s口 Cuitmi Srirann R?si 西 Hl-DUT(囹 Hi-OU IFlash Chlkns | F上 | Em匚irwt MH. | EO Options

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8、rgent DynamicBlock OpticKe5ultspapcr-Liquid电劭 ML-0U7 rir. fH MCKM ICT图6反应器模块输入接下来设置反应方程式，点击Reactions选项卡，在界面中点击New/,新建反应，方程式为:C3H6+C6H6=C9Ht2转化率为，关键组分为 C3H6界面如图所示：图7反应方程式输入换热器模块输入设定换热器H1的压力降及出口温度，出口温度暂设定为10C,压力降。如图 8所示:j 凶 SkfjTi£ 白施 Biecks-® COM PRHn，s-l9_Ja一一 -E Ei.0今 Specific ati«n4

9、 t-acti Lplioflt UhkynH1-7 寓 |EN6 F Of << I All » 口总 呼 NInput Hcurwe DyndEk Block Opliuri Results.£0 Vans bibsEO In putSpC Gro MipsPortsStream图8换热器H1模块输入设定换热器H2的压力降及出口温度，出口温度暂设定为60C,压力降。如图 9所示:图9换热器H2模块输入闪蒸罐模块输入根据分离要求，设定闪蒸罐压力为，热负荷为 0。如图10所示:图10闪蒸罐模块输入如图11图11压缩机模块输入精储塔模块输入在精储塔T1模块中，确定

10、全塔压力为 1atm,回流比设定为，并根据任务确定塔顶轻组分正戊烷和重组分苯的摩尔分率分别为和。如图12所示：图12精微塔T1模块输入在精储塔T2模块中，确定全塔压力均为1atm,回流比设定为，并根据任务确定塔顶轻组分苯和重组分异丙苯的摩尔分率分别为和，采用分凝器。如图 13所示：0叩图| H enq =牛« All 门像 N*Stream ResultsCustotn RmiModel Summan'InputBlock Oplicns-RecultcEO Vadabl«EO IriipulSpec 3 rex up?ParrsStream FlesultsCus

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12、enser lh *®or xne iQijiid disN-steDi 阈 id© vapor hMem;fi图13精微塔T2模块输入在精储塔T3模块中，设定全塔压力均为，回流比设定为 3,并根据任务确定塔顶轻组分甲烷和重组分丙烯的摩尔分率分别为和，采用分凝器。如图 14所示：| Input*-j ,EK启二"3 » 口 2s 0 N* 蜉ResultaEO VaridblnEO InputStpec Groj pcPortsStrern ResijluCusIqiti StrEarn RrsiModel Summarytn puteiock Opti

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14、FntfifG PoitiH EndteriQ Xth nl wop。 dfolillntePdrtidl cundferi汩 *th 1mMr 加d Iqiid捣HI期口1姗13七 V3Mr f-actioh：图14精微塔T3模块输入四.模拟运行在所有输入完成之后，将程序进行运行，运行过程没有错误和警告，表示程序运行成功。程序运行结果及各模块运行结果如下图所示：二 Tj r tTTt| J畛11, > rr |工川厂 1T卜：丁弓，iPIMI iQb >JLI加mM珊而栅Mffi临抵3帧斛戒函受XT琅亚期到胭见2MTRWI密如而眦匾即网虺里网,洲肥 1(卅M3U士怔特mi耐皿W.

15、反班WI口睚WR的崛嘛辘既踹扇硼川赧1僻1怔物醐福削日I19BTO即螭M国盟筑!:再见曲m担他烟胃1腿蹒1百期阚触心叫an岷0(D1114岷脚m唯IHI2喉 1cm痣膈恤8Q却喝娜vsM嫄咖啕 15顺顺噂闻irm曲飒咽工:尤哪1雷啾吆咖快11,531腰啾喊战QAC:irQ胆即国设蟠第51：书QK啕哪倒IH2IWDHQDUErr图15主要物流摩尔分率图16反应器模块结果图17换热器H1模块结果曲田, g -仃辰旭 ”口政令N*笆/X同3P1QssQ<lH2sdQs<9 回（ ！：值！f、 r:B-沙 Model SummaryResultsEO VaridbLStrea rn Re

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