应用AspenPlus软件模拟二异丙苯精馏过程.pdf

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1、2010年6月张春勇等．应用AspenPlus软件模拟二异丙苯精馏过程应用AspenPlus软件模拟二异丙苯精馏过程张春勇郑纯智汪斌张国华(江苏技术师范学院化学化工学院，常州213001)摘要采用AspenPlus模拟软件对二异丙苯精馏分离工艺进行模拟计算。设计出精馏工艺流程，用DSTWU筒捷法精馏设计模型和NRTL—RK模型，得到回流比、塔板数和进料位置等工艺参数，为该工艺的开发提供依据。关键词二异丙苯精馏模拟AspenPlus软件异构体混合物普遍存在于石油化工生产中，DSTWU(简捷法精馏设计)塔模

2、型来计算和模拟精如二异丙苯混合物一般存在于苯酚一丙酮、苯与馏塔。精馏二异丙苯装置工艺流程如图1所示。丙烯合成异丙苯等一系列装置的副产物中¨．2】，因此对异构体混合物进行分离具有重要意义。异构体的分离有精馏、萃取、生物酶、膜分离、分子精馏、结晶等方法，其中适合大规模连续工业化生产的是精馏法。二异丙苯有邻、间、对3种异构体，其中间二异丙苯是一种非常重要的精细有机化工原料，可氧化合成间苯二酚。间二异丙苯氧化法合成间苯二酚工艺先进、污染小、收率较高。在环保日益严格的今天，间二异丙苯氧化法是间苯二酚合成工艺的发展

3、方向]。为提高间二异丙苯的产品纯图1精馏二异丙苯工艺流程示意度，利用分子筛催化剂将对二异丙苯进行异构化反应，生成间二异丙苯，间二异丙苯的含量可以达设计装置料液处理能力1kg／s，间二异丙苯到57．62％¨，而要得到含量在90％以上的间二的质量分数为40％，对二异丙苯的质量分数为6o％，饱和液体进料，进料温度为25℃，压力为异丙苯，则需通过精馏方式分离精制。AspenPlus是美国麻省理工学院于20世纪1．1×10Pa，塔顶为全凝器，问二异丙苯的回收率99．83％。冷凝器压力为1×10Pa，再沸器压70年

4、代后期研制开发的大型化工模拟软件，被公认为是世界性大型化工标准流程模拟软件【4J。力为1．3x10Pa，用活度系数模型NRTL—RK来计算汽液相平衡。AspenPlus自身附带有较完整的物性参数和各种模型(如反应、精馏等)，能根据工艺的特点，精确2精馏塔模拟及优化计算结果，广泛适用于精馏、吸收、反应等化工生2．1精馏塔模拟产过程中。选择AspenPlus软件中的精馏二异丙苯工艺采用AspenPlus模拟软件，对二异丙苯精馏流程，打开精馏塔的规定框，输入模拟方法和设计过程进行模拟计算，得出精馏塔的塔板数、

5、回流任务相对应的参数，其中回流比暂不确定，输入任比、进料位置等主要操作参数及工况条件，为获得意值。点击工具栏中运行按钮进行模拟计算，查高纯度间二异丙苯的精馏分离工艺的设计及生产看结果视图，得出最小回流比为15．98。控制提供依据。1模拟方法和设计任务收稿日期：2010—04—14。作者简介：张春勇，讲师，主要从事化学工程的教学和科研结合AspenPlus的使用特点，用Aspen工作。细石展第，卷第6期24ADVANCESINnNEPETR0CHEMICALS2．2优化大。但塔板数急剧增加，分离能力无明显

6、提高，分2．2．1回流比与塔板数离能力已经达到了一个边界值。使用AspenPlus软件中灵敏度分析工具，进2．3模拟结果行灵敏度分析，考查回流比和塔板数之间的关系，选择合适的回流比为2O．78、间二异丙苯的回计算结果见图2。收率为99．83％，计算出的模拟结果见表1和表2。表1模拟结果1项目辎最小回流比l5．98辫实际回流比2O．78最小塔板数88．68实际塔板数152进料板位置74。26实际进料板位置74再沸器功率／kw2245．80图2塔板数与回流比的关系曲线冷凝器功~-／kW2238．12精馏温度

7、／℃2O3．26可以将图2中的曲线分为3段，回流比R<塔底温度／℃221．18l9．25，l9．25≤≤23．50，R>23．50。当R<原料中的间二异丙苯含量()，％40．019．25，曲线的斜率的绝对值最小，回流比减小1，塔板数增加很多，过多的塔板数会增加建设费用，精馏成本急剧增加；当19．25≤R≤23．50，回流比和塔板数呈反比关系，随着回流比的增加，塔板数成直线下降；当R>23．50，曲线的斜率的绝对值最大，随着回流比的增加，塔板数缓慢下降。工艺上需要选择合适的回流比，一般取最小3结论回流比的

8、1．2—2．0倍，取1．3倍的比较普遍。在模使用AspenPlus中的Ds’聊u精馏模型，结拟中回流比取20．78。合NRTL—RK物性方法，对二异丙苯精馏过程进2．2．2回收率与塔板数行模拟计算的结果表明，最小回流比为l5．98，实塔板数与关键轻组分间二异丙苯的回收率之际回流比20．78，塔板数为152，间二异丙苯回收间的关系也是精馏塔设计中要考虑的主要因素，率可达到99．83％。两者之间的灵敏度关系见图3。参考文献1赵培侠，刘靖，张春勇