乙醇_水_苯体系恒沸精馏过程模拟化工.doc

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1、乙醇-水-苯体系恒沸精馏过程模拟目录1前言11.1乙醇—水—苯体系简介11.2恒沸精馏原理简介11.3夹带剂的选择要求简述11.4化工流程模拟系统简述21.5ASPENPLUS流程模拟软件简介21.6本设计中用到的RadFrac—严格法精馏单元模块介绍31.7主要研究容42乙醇、水、苯体系连续常压恒沸精馏过程的模拟52.1生产任务及工艺参数52.2过程模拟52.2.1模拟流程的建立52.2.2设置全局信息.................................................52.2.3定义物流组分62.2.4定义物

2、性方法72.2.5定义进料物流参数................................................72.2.6定义模块参数82.3运行模拟112.4结果优化122.4.1优化设置122.4.2优化分析152.5塔情况模拟结果173结果与讨论19参考文献20谢辞21附录乙醇-水-苯恒沸精馏过程模拟和优化输出结果22乙醇—水—苯体系恒沸精馏过程模拟摘　要：共沸精馏是常用的化工分离方法之一，常用于恒沸物或近恒沸物的分离。本文运用AspenPlus软件，采用NRTL-RK活度系数方程作为物性计算方法，对以苯为夹带剂的共

3、沸精馏脱水塔进行了计算机模拟，得到了最佳工艺参数：塔顶采出量为69㎏/h,返回苯相量为58㎏/h，回流比为25，两股物流（F1、F2）进料位在第6块塔板，精馏塔塔板数为20块时得到了符合要求的产品：塔底产品乙醇≥99%w,苯≤50ppm。关键词:ASPENPLUS；流程模拟；恒沸精馏；夹带剂；优化；SimulationoftheAzeotropicDistillationofEthanol-water-benzeneSystemAbstract：Azeotropicdistillationtechniqueisanimportantwayto

4、chemicalseparation,usuallyforclose-boilingorazeotropicsystem.Inthispaper,theazeotropicrectificationdehydrationtowerwithbenzeneasentrainerwassimulatedbyAspenplus.Toprovidedataforsimulation,theactivitycoefficientswerecalculatedbyNRTL-RKequation.Theoptimaltechnicalparameterswe

5、reobtainedasfollows:thenumberofthetheoreticalplateswas20,bothofthetwostreamswerefedat6thstage,theoutputquantityoftoptowerwas69kg/h,returnbenzenephasorwas58kg/handrefluxratiowas25.Thebottomproductmettherequirementethanolpuritywas≥99.9%wandthatofbenzenewas≤50ppm.Keywords:ASPE

6、NPLUS;Processsimulation;Azeotropicdistillation;Optimization;1前言1.1乙醇—水—苯体系简介常压下乙醇、水、苯均为液体，乙醇的沸点为78.3℃，水的沸点是100℃，苯的沸点是80.2℃[1]。当乙醇和水混合物中乙醇质量分数达到97.75%，水的质量分数达到4.43%时乙醇和水的混合物形成乙醇-水二元恒沸体系。此二元恒沸体系的沸点为78.15℃,不能用普通精馏方法将之分离。此时以苯为夹带剂用恒沸精馏法将乙醇中的水脱除使乙醇浓度达到生产要求。1.2恒沸精馏原理简介在被分离溶液中加入第三组

7、分以改变原溶液中各组分间的相对挥发度而实现分离，如果加入的第三组分能和原溶液中的一种组分形成最低恒沸物，以新的恒沸物形式从塔顶蒸出，称为恒沸精馏。如果双组分溶液A、B的相对挥发度很小，或具有均相恒沸物，此时可加入某种添加剂C（又称挟带剂）进行精馏。此挟带剂C与原溶液中的一个或两个组分形成新的恒沸物（AC或ABC），该恒沸物与纯组分B（或A）之间的沸点差较大，从而可较容易地通过精馏获得纯B（或A）。醇、水、苯三种物质常压下的沸点如表1-1。表１-1　乙醇－水－苯三元共沸物性质项目共沸点（℃）共沸物组成（w%）乙醇水苯乙醇－水－苯64.8518.

8、57.474.1乙醇－苯68.2432.70.067.63苯－水69.250.08.8391.17乙醇－水78.1595.574.430.01.3夹带剂的选择要求简