异丙苯制备及分离流程模拟.doc

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1、.异丙苯制备及分离流程模拟DesignandOptimizationontheIsopropylBenzeneTechnologyProcess一级学科:化学工程与技术学科专业：化学工程与工艺学生：学号：指导教授：教授北京化工大学化学工程学院二零一五年一月九日..目录第1章设计任务和要求1第1.1节设计任务1第1.2节设计要求1第2章流程设计与计算结果2第2.1节流程设计2第2.2节计算结果3第3章aspen参数设置5第3.1节流程设计之——Setup5第3.2节流程设计之——Component5第3.3节

2、流程设计之——Properties6第3.4节流程设计之——Stream6第3.5节流程设计之——Blocks7第3.6节流程设计之——衡算计算结果8第4章灵敏度分析12第4.1节灵敏度分析——定义目标函数12第4.2节灵敏度分析影响——回流比15第4.3节灵敏度分析影响——SEP压力16第4.4节灵敏度分析影响——SEP温度17第4.5节灵敏度分析影响——HEATER温度18第4.5节灵敏度分析结果19第5章小结20第5.1节流程小结20第5.2节aspen软件实习小结20..第1章设计任务和要求第1.1

3、节设计任务（1）设计异丙苯制备及分离流程模拟（2）本人学号为其中包括0；1；2；4，即0—苯；1—甲烷；2—丙烯；4—正丁烷。∴根据本题要求，进料中含4种物质。学号1234567890分子甲烷丙烯丙烷正丁烷正戊烷甲苯乙醇异丙苯正戊烷苯（3）设计并通过AspenPlus模拟确定较低能耗的工艺及操作条件（4）撰写设计报告，给出设计思想、模拟过程及结果第1.2节设计要求（1）进口物料：压力：1.1atm；温度：120℃；流量：苯和丙烯各60000mol/min，甲烷和正丁烷各10000mol/min。（2）反应器

4、：丙烯转化率：0.9；压力：0atm；热负荷为：0。（3）换热器：压力：-0.1atm。（4）精馏塔：压力：1atm全塔；塔釜苯摩尔含量：0.001。..第2章流程设计与计算结果第2.1节流程设计根据合成及分离要求设计流程如下图1所示：图2-1设计流程图本流程图为最理想简化流程图，忽略进料甲烷、正丁烷等相关杂质之间的反应，只考虑苯和丙烯之间生成异丙苯的反应。本流程中含有五个模块：分别是REACTOR反应器；HEATER换热器；SEPARATOR分离器；PUMP泵；DSTWU精馏塔。由流程图可知，苯、丙烯、甲

5、烷和正丁烷物流由FEED进料，经过反应器反应。由反应方程式C6H6+C3H6àC9H12可知，苯和丙烯为反应物，异丙苯为生成物，而甲烷和正丁烷属杂质。..从反应器REACTOR出来的物流REACTOR-OUT中包含未反应完的苯、丙烯，反应产物异丙苯等，以及没有参加反应的甲烷和正丁烷。这些物质进入换热器中进行冷凝。经过冷凝器后的混合物并没有发生化学变化，仅发生物理变化。从换热器中出来的混合物HEATER-OUT进入SEPARATOR分离器进行闪蒸。闪蒸之后气相由顶部排除，进入其他工序，液相LIQUIT由底部排

6、除，经过PUMP泵加压后进入精馏塔DSTWU进行精馏分离。精馏塔进料为PUMP-OUT，经分离后，其中轻组分从塔顶经过RECYCLE循环回REACTOR反应器参与反应，重组分异丙苯从塔釜作为产品排出。第2.2节计算结果计算结果如下表2-1和表2-2表2–1热量和质量衡算表1HeatandMaterialBalanceTableIDunitCYCFEEDH-OUTLIQTemperatureK313.84393.15310.15295.15Pressureatm1.001.100.900.10VaporFra

7、c　-1.000.22-MoleFlowkmol/hr641.428,400.005,791.663,783.27MassFlowkg/hr48,784.98477,199.11525,984.09426,414.61VolumeFlowl/min978.014,055,065.57615,212.728,001.22EnthalpyMMBtu/hr22.49410.58265.06325.95CH4　0.43600.00600.430.43C3H6-1　10.853,600.00361.0810.85C4

8、H10-1　45.74600.00645.7445.74C6H6　584.093,600.00934.32584.14C9H12　-..0.313,250.083,142.11表2–2热量和质量衡算表2HeatandMaterialBalanceTableIDunitP-OUTPRODUCTR-OUTVAPTemperatureK295.17420.81392.35295.15Pressureatm1.001.0