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

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