软件实习大作业异丙苯制备及分离流程模拟ASPEN

异丙苯制备及分离流程模拟

Design and Optimization on the Isopropyl Benzene

Technology 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：

学 号：

指导教授： 教授

北京化工大学化学工程学院

二零一一年十二月三十日目录

异丙苯制备及分离流程模拟...................................................................................................1

一、设计任务与要求...............................................................................................................3

1、设计任务.....................................................................................................................3

二．流程设计...........................................................................................................................4

三.完成输入设定......................................................................................................................5

setup设置.................................. ..................................................................................5

输入组分....................................................................................................................5

物性方法的选择........................................................................................................6

Streams的输入............................................................ ...............................................6

BLOCK的输入........................................................ ..................................................7

反应器模块的输入........................................ ..................................................7

换热器模块输入...................................... ........................................................9

精馏塔模块输入........................................................ ....................................10

闪蒸罐模块输入...................................................... ......................................10

泵的输入............................................................... .........................................11

四，模拟运行.........................................................................................................................13

五．灵敏性分析.....................................................................................................................16

换热器出口温度的灵敏度分析..............................................................................18

闪蒸罐温度的灵敏度分析......................................................................................20

闪蒸罐压力的灵敏度分析........................................................ ................................21

精馏塔回流比的灵敏度分析.............................................. ......................................22

六．确定工艺参数：....................................................................................... ......................24

七．心得体会........................................................................................ .................................24

一、设计任务与要求

我的学号为，包含0、1、2、7、8五个数字，对应甲烷、丙烯、正丙醇、异丙苯、苯这五种原料，进行异丙苯制备及分离

学号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

分子 甲烷 丙烯 丙烷 正丁烷 正戊烷 甲醇 正丙醇 异丙苯 正戊烷 苯

（1）进口物料：压力 温度120 C

流 量： 苯和丙烯各40kmol/s，其他组分分别为5kmol/s

（2）反应器： 丙烯转化率， 压力降、热负荷为：0

（3）换热器： 压力降 atm

（4）精馏塔 ：要求压力为1atm （全塔）， 塔釜苯摩尔含量为

二、流程设计

根据合成及分离要求设计流程如下图1所示：

整个流程有五部分组成：反应器（REACTOR）、换热器（HEATER）、闪蒸罐（SEP）、泵（PUMP）及精馏塔（DSTWU）。

原料（FEED）首先进入反应器进行反应，丙烯和苯反应生成异丙苯，连同未反应的物质一同进入换热器中进行冷凝，经过冷凝器降温后的混合物进入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后的气相进入其他工序，液相经泵加压后进入精馏塔中进行分离，其中塔顶轻组分循环回到反应器中继续反应，重组分异丙苯由塔釜排出，作为产品。

图1 异丙苯制备及分离工艺流程图

三、完成输入规定

setup设置

在界面中点击，进入如图2所示界面，选用英制单位，其余均为默认值。

图2 SETUP设置界面 输入组分

进入如图3所示界面，输入正丙醇 、丙烯、异丁烷、苯和异丙苯五种物质。

图3 组分输入 物性方法选择

进入Properties输入界面，选择合适的物性方法，本次模拟选用RK-SOAVE物性方法。

图4物性方法的选择 Streams的输入

在物性方法确定之后，在Streams输入界面按照设计要求输入进口物料的温度、压力及各组分流率。注意各个参数的单位。如图5所示：

图5物流（FEED）输入 Block的输入

3.5.1反应器模块输入

根据题目要求，反应器为绝热的，即Heat duty为0，压力降为0。如图6所示：

图6反应器模块输入

接下来设置反应方程式，点击Reactions选项卡，在界面中点击New..，新建反应，方程式为：C3H6+C6H6=C9H12

转化率为，关键组分为C3H6。

图7反应方程式输入

3.5.2 换热器模块输入

设定换热器的压力降及出口温度，出口温度暂设定为38℃，压力降。如图8所示：

图8换热器模块输入

3.5.3 精馏塔模块输入

在精馏塔模块中，确定全塔压力均为1atm，回流比设定为2，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和。如图9所示：

图9精馏塔模块输入

3.5.4 闪蒸罐模块输入

根据分离要求，最终确定闪蒸罐压力为，温度为29℃。如图10所示：

图10闪蒸罐模块输入

3.5.5 泵的输入

离心泵的出口压力设定为1atm，以便能够将物料输送进精馏塔。

图11.离心泵模块的输入 四．模拟运行

在所有输入完成之后，将程序进行运行，运行过程没有错误和警告，表示程序运行成功。程序运行结果及各模块运行结果如下图所示：

图12 运行结果

图13 换热器模块结果