完整版使用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别离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：2021011052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目录2、设计任务与要求 21、设计任务错误!未定义书签.二.流程设计3三、完成输入设定 43.1 SETUP 设置43.2 输入组分 43.3 物性方法选择43.4 Streams 的输入.53.5 主要Block的输入 53.5.1 反响器模块输入 53.5.2 换热器模块输入 73.5.3

2、闪蒸罐模块输入 83.5.4 压缩机模块输入 83.5.5 精储塔模块输入 84 .模拟运行结果 105 .灵敏性分析 146 .确定工艺参数 16七.心得体会16一、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 烷乙醇异时取正戊 烷苯1进口物料： 压力l.latm , 温度120 C流 量： 苯和丙烯各60kmol/s ,其他组分分别为 10kmol/s2反响器：丙烯转化率0.9,压力降、热负荷为：03换热器：压力降-0.1 atm4精微塔：要求压力为1atm 全塔,塔釜苯摩尔含量为 0.0012、物性数据我的学号为2021011052,对应以下物质

3、：甲烷CH4,沸点-161.5C丙烯C3H6沸点-47.7C正戊烷C5H12沸点36.1C果C6H6沸点80.1C异丙苯 C9H12 152.4C二.流程设计根据合成及别离要求设计流程如以下图1所示:图1异丙苯制备及产物杂质别离流程图整个流程主要有六种化工设备组成：反响器REACTOR、换热器HEATER、闪蒸罐SEP、压缩机COMPR、混合器MIXER及精微塔DSTWU.原料FEED以及循环回来的苯 进入反响器进行反响,丙烯和苯反响生成异丙苯,连同未反响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精微塔中进行分离,塔顶轻组分为正戊烷,塔底重组

4、分为苯和异丙苯；T1塔底重组分进入 T2精储塔别离,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别离.三、完成输入设定3.1 SETUP 设置Speeifi catkins,Simulation OptionsStream 匚las5 Subhtr edniiiCosting OptionsStrcann PriceUnits GitsCustom UntE；Corn ponentePropertiesFlowsheetStreamsBlocks* Global U 1

5、 5 M*.口倒.0S On-D 0一 E - 一 一 I 3 一 一 E 】一 :F,：由-3 L:!- 1!:3:l;:1Iir IHI5imuhtioini Options Stream Class Substrearris 匚口stirg Options Stream- ?rice Urtita Sets Cuslom Unitt Report Options* i/SelRrtian Pptrnlfiiim | Noncnnveninnl EnterpriseSpKifiutientAs-say/BlendILight-Erd PropertiesP*tro Ch arrtFraat

6、i smPseucocomponent53.3物性方法选择Comacncnt ID1T?p.Ccmnpcn(irit narrwAliskCH4Lirr.er liiridlMETHANE曲C3HB-ZDorftentional3HUFYLENEC5H12-CarwenltiarMlIN-FVT 4JE匚CSWCum 白 MiumlBENZEME二 0HGC9H12-2CiQnxentianalSflFROFVLBEN?日侬芈-Define ccmponents一图3组分输入进入Properties 输入界面,选择适宜的物性方法,本次模拟选用选用RK-SOAV物性方法,如图：9cScnt I

7、ReferencedICOMMON* |nCEDCoriDusitonMole | |krnol/3 * |CamponeritVaLie卬4帖由C5HWI,ocs-ietoC3Hlt2一h jnRef Terrperalu图5物料输入3.5主要 Block的输入3.5.1 反响器模块输入根据题目要求,反响器为绝热的,即热负荷为0,压力降为0.如图6所示:由！日 H2MIXERlMIXER2/Specifications ZRtliorks| ConbjstiDn | Hea1 ofReaciion Selectwi PSIe C n e 口R 叩wer clscREA,qQd& 5iun-i

8、marySEP图7反响方程式输入3.5.2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0.1atm.如图8所示:H-osfl9_Js31Hlv 包国| |ENG f| 看 T 代 |aii寸 Ni F / X 0 M Str# a me“囹 Blocks- CO1PRInput HeurweDynamk Block 0PLi55 ResultsEO anablesEO Input 印#r Grnijips PortsSb e aim Re+uh.2Specific ationt Fl：n C ftiocit U图8换热器H1模块输入设定换热器H2的压力降及出口

9、温度,出口温度暂设定为 60 C,压力降0.1atm.如图9所示:司包向倒C c nr po n ent Properties Flowsheet Strearn Block:-良 8MPR 制Hl M H2InputH curvesDjndrriicBlock OptiofH3.5.3闪蒸罐模块输入根据别离要求,设定闪蒸罐压力为M gQiMBi:H2MI1XERLMljXERZREACTORShP& InputQ Hcurves.Dynamic&J Block Opt；聒门士Q Results fj EO Variabk& & EO Input3.5.4压缩机模块输入如图11|l Block

10、s囹 OMPRSetupPerlonmarcj? CueewLset Subfautine CynamirBlack OptcnsRew lbFO -UEO InputSpec GroupsPortsStream RhuM Cuxrta-m Iz e-arn Re-k- kin 1国叱11 minruru 也-JEis.3.5.5精储塔模块输入6Dr.PiessureV-0.1| aim工,Spuijlicdliuns Flash Options | UbKyFlash 早知Fi士昌Mw*Valid uhisesVaipcr-I irjuid图9换热器H2模块输入0.5atm ,热负何为0.如

11、图10所示：VSpecificaHvnc| /Fl3处.口2附 | Enlrainmftnl JtilhiFlash specificabcn-0.5atmHeal dJy二QGcol/hiVaid ph 麒 eI Vaptii-Lqud图10闪蒸罐模块输入/Sp/cifictioM CdLijJdliD Dpijcm Pew* LokQn咆rjencje Inir词二门“伸刁 U liuModal and -口日Mcdct # Corores-EaiC TurbinT 晔|lcriiiapic utir$ GPSAivieClicd出H rnfriirn 广 口油卜.炉 pTPMLifiT

12、信 Pnmemo merejoo Ftesjuie idiu r Fortfti rasuietdtt U 4.elufk c? to drleimri疗 ducha j- rf jhonjEtfeMMtlentrcdt |Pdpirpic. IMfchriirsl. |图11压缩机模块输入在精微塔T1模块中,确定全塔压力为 分正戊烷和重组分苯的摩尔分率分别为1atm,回流比设定为1.4 ,并根据任务确定塔顶轻组0.98和0.001.如图12所示:,Ipu1P曲(甘白阂m因国团修国因 aflla-:由T 时固；向is-;-:B-.COWPRHl Hi MIXER1 MLKEftZ REACTO

13、RSEP 11 .npurt .B Cfk Options ：-Q RriJtsC E.bU EO 叩5 Spec Croups；-r j Portt ffl Sireemi Resultsral-ulabuh piiJi由mige*ie Cdirr fficplicotpns丁IG RflUri Idlj JPlC$rfCCondoHMir口COrtjfelETP加bd candcn&cr 制h M vapc r dkiilxoP*ib.j Mnden&es Mih vacor crdlquddiatillale5H ale xapCT IrBcijjn: |l图12精微塔T1模块输入在精储

14、塔T2模块中,确定全塔压力均为1atm,回流比设定为1.55 ,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0.95和0.001 ,采用分凝器.如图 13所示：9 Input, 回 rE|E0 lrpul广Ports-QI Stmni Reul乜Custom Stream Reel(.IM odcl Summaryl国T3.Inputej Block Option aCqUwi SDOTf glcr?广 NumtiFr of ftags在 R：lu*iiaki.Keji omponenl necovenes Ligtil ksyCt： |CEH6；Ftscc； 0有HeakayCc

15、mp： c57nRkct; lomiFr 网 sc-CandefisEif specilicaEiiant广 Tglql mndsnwi Pai,ial tondcnEcr 州立 al /qki 由III3年-Parisi eoFidenter vapnp arte hquid CiEhflteJ il-：1 r .:Ll la,1.1. Il在精微塔T3模块中,设定全塔压力均为 组分甲烷和重组分丙烯的摩尔分率分别为图13精微塔T2模块输入1.6MPa,回流比设定为 3,并根据任务确定塔顶轻0.97和0.001 ,采用分凝器.如图 14所示： InfMjt匕kNLi | 4*8 Al , 口

16、Gb 3 N* *.S199_JSI31T3,Q,1 O_JSS,3HcsulteEO Van a binEO Inputpec Gr& jpiui 孤附m琳杰丽爬*mW瓯TRAHW砥馥界邮！H99丽摩加m犯慢联咫惭厥仃m潮W瞰IM42 1MM0vm歌也他痛眼被究瑁见O5W,?!旧罔觎与以商的觎M3磔M胸喇：加购 WA用艇m3冽灯ramm1乘用m哪：哪a飒/油那么榄而蛆1猴业WVm巡吊肉L 二他耻DH岬曜O1落Q双即喇Q册用配啕,俯1姗他QC5I哪Q和魄 QM珈哪Q附moQ附W.崛 15由加皿噌呱03,fflfffl .曲瞰帆QM瞰r哪啾监1J15因O瞰 (1315岷皈Q阻QU1崛哑阿D5I5

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18、tyIGTMVapoi fractionIs icud/laalliqudSunnmr | BdreQ | PhsGKEqMilbriunn | Roactione | 三：口匕06丫8 | UHiyUh弱匚RS toe旧争J依图16反响器模块结果, ED- 6.|刖山k T 口画鄢N*回 T3-OUT制 TS-OVE Blocks & COMPRRemitsEO VariablesStream ReultaSummary Balance | Pkjase Equilibrium | Utility UsageQdssdHlsG-ss .卜L.LCustom Stream Resi _ Med

19、el SummaryResultiEO VariablesStream ResultsCustom Stream Resi“ 同U inn. r HZ也13 Model Eummaiy B-fyj Hln Results& EO Vandblesh -BI Etrwarft 以gtutu i _：EJ Custom Stream Res Surnmaiy；ioi H2ResultsEO Variables!Bl Stream Resues；-3 Custom Stream RehM 口 加 I S unim aryh -凶 MIXER1li R M1XER2ullet tempeiature.

20、Outlet pressure:Vapor ffactior;HeatNef dSy;I sHiqud/Total liquidPressure-drop correlation parameter;10C0.311925barT0.11596-9624 3564Gcal AirT3824.3564GT/hr10X)00203Block results summary图17换热器H1模块结果仁.Resuts 口强第NGumm4ry | Bohnes | Phjcc Etjuiibnum Unity iJjjllBlock results sunmaiyOutlet temperatureOut

21、let pressure;Vapor frachoriLHea dty：Net 如51 it iud / T otal liquidPies$ure-diop coirelaior prameier;SOc口.如 530.1281 MSBbef|1177.B6JOJGcafhrzJ1177.BSDO11Gud/lm,口叩132343图18换热器H2模块结果SEP二回电=y Re*u底.口 由jn*SumiHry | Bahnce Fbds&Equlibiun UdU UsageQui& tcrrpcriXurc:Outlet prec-sure：Vapcr hactiariHhW diJtyN

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