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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。
吉林化工学院化工过程模拟实训报告题目：甲醇-水精馏分离过程模拟计算教学院石油化工学院专业班级化工1204班学生学号 12110432学生姓名常月指导教师刘艳杰2014 年9月28日1、软件功能简介Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。
AspenPlus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”，并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。
Aspen Plus是AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。
自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产品优化和其它许多商业流程结合。
Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。
比如像电解质模拟，Aspen Plus主要的功能如下:（1）Windows交互性界面（2）图形向导（3）EO模型（4）ActiveX (OLE Automation)控件全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。
（1）ACM Model Export选项（2）热力学物性（3）收敛分析（4）Calculator models 计算模式（5）灵敏度分析（6）案例研究（7）Design Specification 功能:（8）数据拟合（9）优化功能（10）开放的环境2、已知基础数据及分离任务（1）已知基础数据F1：35℃，101kPa，1000 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)。
Aspen Plus教程：共沸/抽提蒸馏这个教程将会一步一步的指导你用RADFRAC设计一个共沸精馏塔残留和相容性在我们建立模型之前，这个教程将会一步一步的指导你如何去利用Aspen软件的功能去创建一个根据你自己选择的模式以及其补充液体的残留曲线和相容性曲线。
流程图在Aspen软件里面开始一个新的流程并增加一个Flash3单元和一个物流Feed到到流程图的物流中去，V APOR增加到蒸汽流里面，1-LIQUID到第一液体流里面去，2-LIQUID到第二液体流里面。
组分和信息物料组成是乙酸乙烯(V A,VINYL-ACETATE,C4H6O2-1)、水(H2O, WA TER, H2O)、还有醋酸(AA, ACETICACID,C2H4O2-1)。
我们将利用NRTL-RK模式来设定。
进料我们之后将对设定的Aspen稍作变动，现在来定义进料物料：温度=230F;压力=65psi；乙酸乙烯=1 lbmol/小时；水=1 lbmol/小时，这是精馏塔顶部的压力。
FLASH3按照下表来定义容器，这里我们将压力设为0表明没有压降和热负荷也为0来表明这是一个绝对相的分离，这样这个单元就会有和进料相同的状态。
第二液体流里面的关键组分则是水。
灵敏度分析我们可以用Aspen软件可以了解到当过程在变化的时候的灵敏度，利用这个特性来得到水-乙酸乙烯-醋酸体系的一系列液液平衡数据。
稍后将把这些数据放到一个三元平衡相图上面去为了设定灵敏度，扩大“模型分析工具”然后点击灵敏度，增加一个新的项目，之后你将需要增加FORTRAN变量来计算你的数据。
但是不必绝望，我们不会使用任何重的FORTRAN负荷，通过学习这个教程你就可以胜任基本操作了。
正如你所知，基本的陈述和其他的编程语言一样。
y = 2 (2+ 2x-sin(x)/2)x-1可以写成y = 2*(2+2*x-sin(x)/2)**(x-1)，但是话所回来，你可能根本就用不上那些。
Aspen Plus上机指南1——用RADFRAC模拟蒸馏塔要求：设计一个收率可达95%，而且在蒸馏物中乙烯纯度可达99%的的C2分离器。
进料条件如下：Component Hydrogen- H2Methane-CH4 Ethylene-C2H4Ethane-C2H6 Propylene- C3H6-2 Mole Fraction0.000140.001620.757460.240030.00075我们将用DSTEU模型来模拟操作条件，在P=18 bar, RR=3.1和basis=100 lbmol/hr 的条件下运行，DSTEU模型，DSTEU模型可以作为一个用部分冷凝器或全冷凝器且单进物料双产物蒸馏塔的捷径。
然后，将利用这些计算结果做一个RADFRAC分析，RadFrac 是一个严格模型用于模拟所有类型的多级气-液精馏操作，需要用到一个全冷凝器，同时设置乙烯的蒸馏纯度为99%。
运用DSTWU模型模拟的步骤如下1．在流程图窗口插入一个DSTWU塔，一股进料物流从塔左侧进入，两股产品物流从塔上下侧流出，如下图所示：注意：物流编号随后将很重要，所以保证你做的图和下图保持一致2．点击NEXT按扭，然后输入“DSTWU Distillation Example”作为标题。
3．点击NEXT按扭，然后你将进入到组分-说明窗口。
4．输入进料物流的组分，如下图：5．点击NEXT按扭，将出现物性方法窗口，选择PENG-ROB方法.6．点击NEXT按扭两次，然后点击OK，然后就进入了物流1-输入-说明窗口。
7．输入下列数据：Pressure 18 barVapor Fraction 0Composition Basis Mole FractionHYDROGEN 0.00014METHANE 0.00162ETHANE 0.24003ETHYLENE 0.75746PROPYLEN 0.00075Total Mole Flow 100 lbmol/hr8．点击NEXT按扭，将出现模块-B1-输入-说明窗口。
模拟练习#11.采用以下选项，对乙醇在P = 1 atm下绘制 y-x 图：a.NRTLb.WILSONc.UNIQUACd.VANLAAR2.将图与Perry的数据进行比较注意：如何绘制y-x 图介绍：1.确保你已经将Setup, Components, 和 Properties的输入条件已经完成，除了可选项以及压力外被系统默认接受。
2.改变可选项，在下拉菜单“Data”中选择“Properties” 中的“Specifications”。
在“Property Method” 区域选择合适方法和所需要得操作参数。
从下拉菜单“Tools”中选择“Analysis”下“Properties”中的“Binary”, 然后选择 Txy，会出现一个绘制 Txy 图得对话框。
Aspen Plus 会默认填写所需的信息。
3.你可以改变以下信息：a.组成（Components）；b.第一组成的成分范围；c.成分基准：摩尔分率或质量分率；d.压力；e.成生的数据点个数；f.闪蒸条件g.性质选项的设置将压力改为1 atm，按自己的要求设置相关选项，其余的采用系统默认的设置。
4.点击GO产生 Txy 图。
5.根据Txy 结果的形式选用绘图向导。
6.选择“YX” ，显示乙醇的y-x 图。
Aspen 模拟 #1: 乙醇水溶液蒸馏介绍：这个练习得目的是让你熟悉Aspen得一些基本操作技能。
在这个练习中，你可以建立一个简单得蒸馏柱，对乙醇和水得分离过程进行分析。
开始：选择Aspen Plus User Interface开始运行Aspen。
选择“Template”。
系统会出现一个窗口提示你完成任务所用的单位和类型。
，因为我们要建立一个流程，所以选择“Chemical s with metric units”这种类型，然后点击OK。
连接建立以后，你就要准备输入你的工艺流程信息。
Aspen 操作概述：模拟的第一步是建立工艺流程图，也叫做 Process Flow Diagram (PFD)。
RadFrac傻瓜指南—如何使用Aspen+PlusRadFrac 傻瓜指南—如何使用Aspen Plus RadFrac for Dummies ：A How to Guide on AspenPlus这个例子将说明如何使用Aspen Plus 的RadFrac 建立精馏塔模型，上图中的进料（feed ）包含50lbmol/hr 的甲醇和，50lbmol/hr 的水。
采用回流比为1.5时，要求塔顶和塔底产物的纯度都达到99.5%。
如果不知道如何登陆Aspen Plus ，请查看手册“Getting Started on Aspen Plus ” 选择“T emplate ”选项。
单击“OK ”按钮这个窗口特定的模拟选项，对这个例子，选择“General with English Units”选项，并且确定在“Run Type”方框中显示的是“Flowsheet”单击“OK”按钮Aspen Plus为每一个流股和块自动指派标签，为了关闭这个选项，单击“Tools”菜单选择“Options”命令。
在“Options”窗口，单击“Flowsheet”标签，下一步，单击“Stream and Block labels”里的这两个框，使得复选标记消失，标志这个功能失效完成后单击“OK”按钮当开始模拟，单击设备选择区域的“Columns ”标签，单击“RadFrac ”右侧的向下箭头，移动鼠标指针到“RadFrac ”右上方的二级图形中，单击“Fract1”。
下一步，移动鼠标到空白区域，单击所需要的地方，出现一个询问输入块号的提示“input the block ID ”，对这个例子，输入“dist ”，创建“Feed ”，“Distill ”和“Bottoms ”流股。
首先单击窗口左下角的“Material Streams ”框，在塔的周围出现红色和蓝色箭头，红色箭头表示必须给定的设计流股，蓝色箭头表示可选流股。
