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A spenplus模拟环丁砜萃取精馏苯乙烯工艺过程陈会1,2梅智明2(11石油化工科学研究院,北京,100083;21中国石化扬子石化有限公司芳烃厂,江苏南京,210048)摘要使用A s penp l u s模拟软件对裂解汽油C8馏分萃取精馏苯乙烯工艺进行模拟计算,得出萃取精馏塔的塔板数、进料位置,同时给出主要操作参数及工况条件。
为该工艺流程的开发建立基础。
关键词模拟苯乙烯萃取精馏裂解汽油中图分类号:TQ241.2文献标识码:B文章编号:1009-9859(2009)03-0182-041前言我国苯乙烯的供应量将在很长一段时间内处于相对紧缺的状态,需要大量进口,2009年我国的苯乙烯需求将达到319M t[1]。
随着苯乙烯后续产品需求量的增加,苯乙烯的生产成为重要的制约因素。
以石脑油、柴油为原料的乙烯厂的裂解汽油中苯乙烯的质量分数约为4%~6%,传统的加工方法是将裂解汽油C6~C8馏分进行两段加氢,其中苯乙烯被饱和成为乙苯后,随二甲苯一同作为汽油调合组分,或作为C8异构化的原料。
如果从裂解汽油C8馏分中直接回收苯乙烯,不但可以廉价地获得部分苯乙烯产品,而且可以大幅度地减轻装置的加氢负荷,降低氢耗量,同时C8芳烃因不含乙苯,作为异构化原料的使用价值也相应地提高了。
从裂解C8馏分中回收苯乙烯包括原料的预处理脱苯乙炔、萃取精馏以及粗苯乙烯的精制等环节,但萃取精馏是技术关键,该工艺开发与应用前景十分广阔。
在萃取精馏苯乙烯的溶剂研究方面已经取得了一些进展。
李福民[2]等人选用环丁砜作为溶剂取得了非常好的效果,针对该工艺的应用进行的基础性研究比较多,但是工艺计算部分却非常少。
由于Aspenplus大型模拟软件具有完备的物性模型、数据库和多种精馏模型,可结合工艺自身特点,使得最终的计算结果精确可靠。
其中包括裂解汽油C8馏分中所有主要组分的模型参数,提供了该工艺模拟计算的基础,本文使用Aspenp l u s 软件模拟开发该工艺。
用Aspen Plus 模拟苯制备过程一、流程图见附页：二、详细流程：室温，1atm条件下，甲苯与循环物流氢在模块1中混合后，经压缩机压缩至35atm，然后经加热器加热至550℃，再将混合物流输入到反应器，然后冷凝出口物流。
将物流输送至简单分离器B5，在-10℃，1atm状态下分离，轻组分为H2,CH4，重组分为C6H6,C7H8,C8H10,C9H12,将以上分离的轻组分输送至简单分离器B6在－227℃，900atm条件下进行分离，轻组分为H2，重组分为CH4，其中氢气又被循环回到加料中。
将B5所得重组分输送至精馏塔B7（塔板级数为39，回流比为10）进行分离，所得轻组分为C6H6，重组分为C7H8,C8H10,C9H12。
将B7分离得的重组分输送至精馏塔B8（塔板级数为39，回流比为18），分离所得轻组分为C7H8,重组分为C8H10,C9H12,其中轻组分甲苯经循环后又回到加料中。
B8所得重组分被输送到精馏塔B9（塔板级数为80，回流比为27）中，分离所得轻组分为二甲苯，重组分为三甲苯。
以上各分离过程轻关键组分回收率为0.999，重关键组分回收率为0.001，而轻于轻关键组分得组分回收率为100％，重于重关键组分的组分回收率为0。
三．流程主要的反应：在反应器（模块B4）中进行：2C7H8→C6H6+C8H10单程转化率为58％2C8H10→C7H8+C9H12单程转化率为1％C7H8+H2→C6H6+C H4单程转化率为0.14％C8H10+2H2→C6H6+2C H4单程转化率为28％四．物料衡算：（取反应器，混合器为例）物料衡算：以进入反应器的物流F1为8 Kmol/hH2平衡：1﹣r3-2r4＝F2x21 CH4平衡：R3﹢2r4＝F2x22 C6H6平衡：r1﹢r3＝F2x23 C7H8平衡：7﹣2r1﹢r2-r3＝F2x24 C8H10平衡：r1﹣2r2-r4＝F2x25 C9H12平衡：r2＝F2x210 转化率约束关系： r1=7×x1/2 r2=r1×x2/2 r3=7×x3 r4=r1×x4 消耗氢的分数约为甲苯的10﹪：1.0724271423=-+x F r r能量衡算方程：基准：以25℃ 1atm 生成物反应物为基准550℃ 35atm H2焓 H1 C7H8焓 H2 0℃ 1atm H2焓 H3 C7H8焓 H4输入输出∑∑-+∆=∆H i niH i H ni AHrNAR ```μ =r1/2 ×△H1+r2/2 ×△H2+r3×△H3+r4×△H4+H3+H4-H1-H2物料衡算： 以进入反应器的物流F1为 8 Kmol/hH2平衡： F0×x01+F3=1CH4平衡：F0×x04+F4=7 约束关系:F3=F2×x21 F4= F2×x24 能量衡算方程：基准：以25℃ 1atm 生成物反应物为基准C7H8的气化焓 ν∆H输入输出∑∑-+∆=∆H i niH i H ni AHrNAR ```μ =H1+7H7 +F0×x02×ν∆H +F4×ν∆H五、流程中的物质与数据如下：表一 物流中的组分表二经Aspen Plus模拟后的到的结果：1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18Temperature25 29.1 -105.1 550 -10 204.8 136.1 142.3 136.1 110.7 -10 -220 -220 129.4 25 550CPressure1 35.464 35.464 35.464 1.013 7.093 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 7.093 35 35barVapor Frac 0 0 0.88 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1Mole Flow295 295 4220.872 4220.872 464.944 304.14 102.579 0.813 101.766 201.561 3755.929 111.812 3644.116 160.804 80 4220.872 kmol/hrMass Flow27181.45 27181.45 53262.05 53262.05 42027 29468.82 10897.75 96.333 10801.42 18571.07 11235.05 3887.184 7347.868 12558.17 161.27 53262.05 kg/hrVolume Flow31.508 31.647 1513.539 8145.613 46.928 43.786 14.311 0.128 14.183 23.841 81101.95 5.071 15893.01 16.562 56.661 8253.542cum/hrEnthalpy0.857 0.902 -3.762 30.924 1.529 3.041 0.293 0.022 0.271 1.307 -1.786 -1.726 -5.972 2.51 0 30.368 MMkcal/hrMole Flowkmol/hrH20 0 3724.186 3724.186 0.034 0 0 0 0 0 3644.009 0.019 3643.991 0.034 80 3644.044CH40 0 0.126 0.126 0.048 0 0 0 0 0 80.22 80.094 0.126 0.048 0 80.268C6H60 0 0.161 0.161 160.68 0.161 0 0 0 0.161 23.625 23.625 0 160.519 0 184.305C7H8295 295 496.298 496.298 201.701 201.5 0.201 0 0.201 201.298 7.171 7.171 0 0.202 0 208.872C8H100 0 0.102 0.102 101.767 101.767 101.665 0.102 101.564 0.102 0.896 0.896 0 0 0 102.663C9H120 0 0 0 0.712 0.712 0.712 0.712 0.001 0 0.008 0.008 0 0 0 0.72。
催化分馏塔流程模拟计算一、工艺流程简述催化裂化是我国最重要的重质石油馏份轻质化的装置之一。
它由反再、主分馏及吸收稳定系统三部分所组成。
分馏系统的任务是把反再系统来的反应产物油汽混合物进行冷却，分成各种产品，并使产品的主要性质合乎规定的质量指标。
分馏系统主要由分馏塔、产品汽提塔、各中段回流热回收系统，并为吸收稳定系统提供足够的热量。
催化分馏系统分离其工流流程如图3-1所示，所涉及主要模块有进料混合罐（M1）、催化分馏塔（T2014）。
图3-1 催化分馏系统模拟计算流程图FEED进分馏塔油汽； SS塔底汽提蒸汽；GAS塔顶气；COIL轻柴油，SS1柴油汽提蒸汽；HOIL回炼油；YJ油浆；二、需要输入的主要参数1、装置进料数据2、单元操作参数3、设计规定及模拟技巧三、软件版本采用ASPEN PLUS 软件12.1版本永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07 来源：internet 浏览：504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。
为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。
下面列出了采用增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。
增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；带换相信号的增量式编码器除具备ABZ 输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。
催化吸收稳定系统流程模拟计算一、工艺流程简述催化裂化是我国最重要的重质石油馏份轻质化的装置之一。
它由反再、主分馏及吸收稳定系统三部分所组成。
分馏系统的任务是把反再系统来的反应产物油汽混合物进行冷却，分成各种产品，并使产品的主要性质合乎规定的质量指标。
分馏系统主要由分馏塔、产品汽提塔、各中段回流热回收系统，并为吸收稳定系统提供足够的热量，不少催化装置分馏系统取热分配不合理，造成产品质量不稳定、吸收稳定系统热源不足。
吸收稳定系统对主分馏塔来的压缩富气和粗气油进行加工分离，得到干气、液化气及稳定汽油等产品。
一般包括四个塔第一塔为吸收塔，用初汽油和补充稳定汽油吸收富气中的液化气组份，吸收后的干气再进入到再吸收塔，用催化分馏塔来的柴油吸收其中的较轻组份，再吸收塔顶得到含基本不含C3组份的合格干气，再吸收塔底富柴油回到分馏系统。
吸收塔底富吸收液进到解吸塔，通过加热富吸收液中的比C2轻的组份基本脱除从解吸塔顶出来再回到平衡罐，再进到吸收塔内；解吸塔底脱除C2组份的液化气和汽油组份再进到稳定塔，通过分离稳定塔顶得到C5合格的液化气组份，塔底得到蒸汽压合格的汽油，合格汽油一部分作为补充吸收剂到吸收塔，一部分作为产品出装置。
吸收稳定系统分离其工流流程如图4-1所示，所涉及主要模块有吸收塔（C10301）、解吸塔（C10302）、再解吸塔（C10303）、稳定塔（C10304）。
解吸塔进料预热器（E302）、稳定塔进料换热器（E303），补充吸收剂冷却器（C39）,平衡罐（D301）。
图4-1 催化吸收稳定系统模拟计算流程图GGGAS干气； LLPG液化气； GGOIL稳定汽油；PCOIL贫柴油；PGAS干气；FCOIL富柴油；二汽油；LPG液化气；WDGOIL5稳定汽油产品；D301平衡罐；C10301吸收塔，C10302解吸塔，C10303再吸收塔，C10304稳定塔二、需要输入的主要参数1、装置进料数据2、单元操作参数3、设计规定4、灵敏度分析的应用应用方案研究功能研究，考察贫汽油流量、贫柴油流量对贫气中C3含量、液化气中C2含量的影响。
第7章分离单元模拟Part A 作者：武佳孙兰义蒸馏基础知识蒸馏依据蒸馏过程利用均相液体混合物中各组分饱和蒸汽压（或沸点或挥发性）的差异而使各组分得以分离⏹蒸馏过程的分类按操作流程分间歇蒸馏、连续蒸馏按蒸馏方法分简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏 按操作压力分常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏按组分数分二元蒸馏、多元蒸馏、复杂蒸馏通过相对挥发度表示的汽液平衡关系()P T f K x K y i ii i ,== 在蒸馏分离过程中，系统的温度、压力时刻在发生变化，导致相平衡常数K 也在不断变化，给计算过程带来很大不便，为了避免这个问题，考虑能否找出另一参数来表达相平衡关系，而这一参数随着操作条件的变化并不明显挥发度表示物质挥发能力的大小 对纯组分：oPv =对混合液体： BBB AA A x P v xPv ==对理想溶液： Bo B B Ao AA xP P x P P ==o BB o AA Pv Pv ==()T f v =⏹相对挥发度α定义： 混合物中两组分挥发度之比，用来表示挥发能力的差异对二元物系，通常用轻组分的挥发度比上重组分的挥发度低压：BB A A B A x P x P v v //==α理想物系00BA PP 高压： AK K =α同样适用于 低压理想物系相对挥发度表示的相平衡关系二元物系：()()x x y y x x y y x y x y K K B A B A B B A A B A --====1/1/////αxxy )1(1-+=αα─以α表示的相平衡方程⏹讨论BA BA x x y y //=α是衡量组分是否易于分离的标志BAB A x x y y =⇒=1α 不能用蒸馏的方法分离 α与1.0偏离越大，两组分越易分离1.01.0xyα=1α1α2 α3 α1 <α2< α3α<1时，y<x ，可分离简单蒸馏操作及流程y原料液 x蒸气x D1 x D2 x D3冷凝器微分蒸馏、渐次汽化、渐次冷凝⏹简单蒸馏 相图分析t / Cx(y)1.0露点线泡点线yx F蒸汽一形成就离开系统（釜内）液相x 越来越小，温度T 越来越高出釜气相y 越来越小 不稳定过程平衡蒸馏闪蒸罐塔顶产品y Ax A加热器原料液塔底产品Q减压阀闪蒸混合物在加热或冷却过程中，气、液两相共存，并保持平衡状态，将气、液两相分开，以使混合物得到一定程度的分离，这种分离方式称为平衡蒸馏操作及流程⏹平衡蒸馏相图分析t / Cx(y)1.0露点线泡点线xyx F 气液两相只有一次相平衡; 釜内组分含量x 、蒸汽相组成y 符合相平衡方程;蒸馏后：x ＜x F ＜y ，有分离作用，但分离程度有限，不能得到高纯度组分。
实验一多组分分离过程Aspen Plus模拟实验
（化工分离过程）
姓名：班级：专业：学号：
姓名：班级：专业：学号：
姓名：班级：专业：学号：
姓名：班级：专业：学号：
指导教师：日期：（写以前提交模拟报告的时间）一、实验目的
化工分离过程是化学工程与工艺专业必修课，为帮助学生掌握多组分分离设备设计的基本思路，结合多组分分离案例，探讨Aspen Plus软件在化工分离过程模拟中的应用，以求达到培养学生解决实际工程问题的能力。
并让学生了解Aspen Plus模拟的基本流程，掌握Aspen Plus 分离模块中的DSTWU简捷计算和RadFrac严格计算过程，对分离塔各参数进行计算和设计计算。
二、实验要求
（给定的题目、要求）
三、实验内容
（aspen模拟过程）
四、讨论与分析
（模拟结果分析，与FUG简洁计算比较）
五、注意事项
模拟过程的注意事项
六、思考题
1.试说明物性方法的选择是否会对模拟结果产生影响。
传质分离过程ASPEN模拟全过程
姓名：王超班级：化工1301 学号：201309010114
【题目2-8】组成为60％苯，25％甲苯和15％对二甲苯（均为摩尔分数）的液体混合物100kmol，在101.3kPa和100℃下闪蒸。
试计算液体和气体产物的数量和组成。
假设该物系为理想溶液。
用安托尼方程计算蒸汽压。
启动Aspen Plus选择模块General with Metric Units,文件保存为Example2.8。
建立如图所示的流程图，其中FLASH选用模块库中的Separators丨Flash丨V-DRUM1模块。
点击N→，出现FlowsheetComp;ete对话框，点击确定，进入Setup 丨Specifications丨Global页面，在名称（Title）框中输入2-8。
在左窗口选择Units-Sets,点击New，出现Create new ID对话框，选择默认的US-1，点击OK。
然后进行如图的单位设置。
在左窗口选择Report Options,进入Steam页面，勾选Fraction basis 栏目下的Mole。
点击N→，进入Components丨Specifications丨Selection页面，输入组分甲苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、对二甲苯（C8H10-3）。
点击N→，进入Properties丨Specifications丨Global页面，选择物性方法PENG-ROB。
然后点击N→，在点击OK，如图所示
进入Streams丨FEED丨Input丨Specifications页面，输入进料（FEED）温度25℃，压力101.3kPa，流量100kmol，以及苯、甲苯、对二甲苯的摩尔分数分别为0.6、0.25、0.15。
点击N→，进入Blochs丨FLASH丨Input丨Specifications页面，输入FLASH模块参数。
温度100℃，压力101.3kPa。
点击N→，出现Required Input Complete对话框，点击确定，运行模拟。
模拟过程无警告无错误，运行正确，如图所示。
由左侧数据浏览窗口选择Results Summary丨Streams,在Material页面可以看到液体和气体产物的温度、压力、流量、数量和组成
最后点击Stream Table,然后在流程图窗口可以看到出现一个完整的物流表格，如图所示。
