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四川理工学院毕业论文Aspen-plus模拟甲苯脱烷基制苯过程学生:＊＊＊学号:1＊**＊专业：化学工程与工艺班级：＊＊＊**指导老师：＊*＊＊四川理工学院材料与化学工程学院二〇一五年六月摘要本文基于甲苯加氢热解法（HDA）脱烷基制苯工艺，建立了Aspen Plus全流程模拟模型。
模型包括混合器、预热器、反应器、精馏塔等模块。
设定操作参数后,通过灵敏度分析工具对操作参数进行优化，提高了产品质量，降低了能耗。
通过对全流程模拟分析，提出了增加变压吸附(PSA）过程来回收循环气中氢气。
采用该过程后,循环气中甲烷含量大大减少，循环气中氢气质量分数达95%，高于原料氢气质量分数。
苯塔是分离工段能耗最大的塔，通过对苯塔进行热泵精馏技术的模拟应用,考察了热泵精馏的节能效果。
采用以塔顶气相为换热介质的塔顶气相压缩式热泵节能效果达74%。
采用以循环水为换热介质的闭式热泵节能效果达68%.结果表明热泵精馏技术是很有应用前景的节能措施。
关键词：HDA；Aspen Plus;优化；流程改造AbstractBased on the pyrolysis (HDA) process， the establishment of Aspen Plus simulation model of the whole process. The model includes a mixer, a preheater, reactor, distillation and other modules。
After setting the operating parameters， sensitivity analysis tool to optimize the operating parameters, improve product quality and reduce energy consumption.Through the whole process simulation analysis, the increase in pressure swing adsorption (PSA) process to be recycled and the hydrogen gas。
Aspen plus精馏模拟实例教程1. Aspen Plus 简介进入Aspen Plus后，出现图1所示的Aspen Plus软件操作界面.图1操作界面构成·标题条：在该栏目中显示运行标识. 在你给出运行名字之前，Simulation1是缺省的标识. ·拉式菜单：Aspen Plus的功能菜单. 这些下拉式菜单与Windows的标准菜单类似.·工艺流程窗口：在该窗口中可以建立及连接所要模拟的工艺流程.·模式选择按钮：按下此按钮你可以关闭插入对象的插入模式，并返回到选择模式.·模型库：在这里列出建立模型可用的任何单元操作的模型..·状态域：显示当前有关运行的状态信息.·快速访问按钮：快速执行Aspen Plus相应的命令。
这些快捷按钮与其它Windows程序的快速访问按钮类似.·Next按钮（N->）：设计过程的任意时刻点击它，系统都会自动跳转到当前应当进行的工作位置，这为我们输入数据提供了极大的方便.2 Aspen Plus模拟精馏简介（1）塔模型分类做塔新流程模拟分析必须先进行简捷塔计算--- 塔的初步设计. 计算结果为理论板数、进料位置、最小回流比、塔顶/釜热负荷. 然后进行塔精确模拟分析，简捷塔计算结果做为精确计算的输入依据. 本文以甲醇-水混合物系分离为例，首先介绍初步设计方法，然后介绍复杂塔模拟计算。
为初学者提供帮助。
Aspen Plus塔模型分类如下表.模型简捷蒸馏 DSTWU、 Distl 、SCFrac严格蒸馏 RadFrac、 MultiFrac、 PetroFrac、 RateFrac（2）精馏塔的模拟类型精馏塔的模拟类型可以分为设计式和操作式模拟计算. 可以通过定义模型的回流比进行设计型计算，又可以定义塔板数进行操作型计算. 本章我们进行设计计算，在下一章中进行操作型计算.（3）设计实例常压操作连续筛板精馏塔设计，设计参数如下[1]：进料组份：水63.2%、甲醇38.6%（质量分率）；处理量：水甲醇混合液55t/h；进料热状态：饱和液相进料；进料压力：125 kPa；操作压力：110 kPa；单板压降：≤0.7 kPa；塔顶馏出液：甲醇量大于99.5 %（质量分率）塔底釜液：水量大于99.5 %；（质量分率）.回流比：自选；全塔效率：E T=52%热源：低压饱和水蒸汽；我们通过这个实例学习Aspen Plus精馏模拟应用.3. 精馏塔的简捷计算·设计任务确定理论塔板数 确定合适的回流比·DSTWU 精馏模型简介本例选择DSTWU 简捷精馏计算模型.DSTWU 可对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷精馏 计算. DSTWU 假设恒定的摩尔溢流量和恒定的相对挥发度·DSTWU 规定与估算内容规 定目 的其它结果轻重关键组分的回收率 最小回流比和最小理论级数 理论级数 必需回流比回流比必需理论级数进料位置、冷凝器、再沸器的热负荷·DSTWU 计算结果浏览汇总结果、物料和能量平衡结果、回流比对级数曲线.3.1 定义模拟流程本节任务：·创建精馏塔模型 ·绘制物流·模块和物流命名1）创建精馏塔模块在模型库中选择塔设备column 标签，如图3.1-1.图3.1-1点击该DSTWU 模型的下拉箭头，弹出三个等效的模块，任选其一如图3.1-2所示.图3.1-2在空白流程图上单击，即可绘出一个精馏塔模型如图3.1-3所示.图3.1-32）绘制物流单击流股单元下拉箭头，选择流股类型，在这里我们选择 material 类型. 选择后得到图3.1-4所示.图3.1-4在箭头提示下我们可以根据需要来绘制流股，其中红色箭头表示必须定义的流股，蓝色箭头表示可选定义的流股，不同的模型根据设计任务绘制. 本例一股进料、塔顶和塔底两股出料，如图3.1-5.图3.1-53）模块和物流命名选择中流股/模块（单击流股/模块），点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 rename stream 或 rename block，在对话框中输入改后的名称，即可改变名称.在这里我们将入料改为FEED；塔顶出料改为D；塔底出料改为L；改变名称后的流程图如图3.1-6所示.图3.1-6至此，本节创建模拟流程任务完成，我们将在N-> 快捷键引导下进入下一步操作.3.2 模拟设置单击N-> 快捷键，进入初始化设置页面，如图3.2-1. 用户可以对Aspen Plus做全局设置、定义数据输入输出单位等.·定义数据输入输出单位Aspen plus提供了英制、公斤米秒制、国际单位制三种单位制. 输入数据可以在输入时改变单位，输出报告则按在此选择的单位制输出.系统自身有一套默认的设置。
ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、合成纤维、橡胶等领域。
精细的乙烯精馏生产工艺对于获得高纯度的乙烯产品至关重要。
在本文中，将使用ASPENPLUS软件进行乙烯精馏生产工艺的模拟计算。
首先，需要建立物料平衡模型。
假设进料为乙烯和杂质物料，出料为乙烯和杂质物料的混合物。
首先，可以使用MESH分离块对进料进行塔板线性分离，并定义进料进口的操作条件。
然后，可以选择塔板压降模型，然后设置相平衡模型，例如使用UNIFAC-RK模型。
接下来，需要定义塔板的结构和操作参数。
在塔顶设置乙烯的回收器，并在塔底设置乙烯的热循环回收，以提高乙烯的回收率和纯度。
然后，需要选择合适的塔板类型和厚度。
请注意，在乙烯精馏塔中，常用的塔板类型有Sieve Tray、Valve Tray、Bubble Cap Tray等。
我们可以选择其中一种适合的塔板类型。
在进行塔板设计时，需要选择适当的塔心直径、液体停留时间和气体速度，以确保塔板的正常运行。
同时，还需要通过指定冷冻器、热交换器等设备，控制塔顶和塔底的温度。
完成了物料平衡和塔板设计后，接下来需要进行乙烯的精馏过程的热力学计算。
在ASPENPLUS中，可以选择适当的热力学模型，如NRTL或UNIFAC模型，以模拟乙烯的汽液相平衡行为。
此外，还可以通过设置温度、压力和摩尔流量等操作参数，优化乙烯的回收率和纯度。
最后，可以进行仿真计算和结果分析。
在ASPENPLUS中，可以使用数据回归方法，通过各个操作参数的变化，建立乙烯精馏过程的模拟模型。
通过模拟计算，可以得到乙烯的纯度、回收率以及杂质物料的分离效果。
然后，可以根据需求进行调整，以优化乙烯精馏生产工艺。
研究结果显示，通过ASPENPLUS的模拟计算，可以实时监测乙烯精馏过程的各项参数，包括温度、压力、流量等，并通过调整操作参数，实现乙烯的高回收率和高纯度。
同时，模拟计算还可以预测乙烯精馏过程中可能出现的问题，并提供相应的解决方案。
1.化工过程模拟可分为稳态模拟和动态模拟两部分。
化工过程模拟或流程模拟多指稳态模拟，模拟过程中涉及的化工过程中的数据一般包括（进料）的温度、压力、流率组成2.化工过程模拟的功能①科学研究、开发新工艺：随着过程模拟技术不断发展，工艺开发已逐渐转变为完全或部分利用模拟技术，仅在某些必要环节进行个别的试验研究和验证。
②设计：化工过程模拟的主要应用之一是进行新装置的设计，随着科技进步，在石油化工炼油领域绝大多数过程模拟的结果可以直接运用于工业装置的设计，而无需小试或中试③改造：旧装置的改造及设计已有设备的利用也可能需要增添新设备，其计算往往比设计还要复杂，必须在过程模拟的基础上才能解决④生产调优、故障诊断：通过流程模拟才能寻求最佳工艺条件才能达到节能降耗增效的目的，通过全系统的总体调优以经济效益为目标函数，可求得关键工艺参数的最佳匹配，革新了传统观念。
3.化工过程模拟系统的构成主要包括输入系统、数据检查系统、调度系统、数据库。
现代模拟系统既可以采用图形界面，也可采用数据文件的方式输入、并且这两种方式之间可以相互转换。
图形输入简单直观，需要先做出所需计算的模拟流程图，然后再输入相关数据。
由于图形输入无需记忆输入格式和关键字，所以比较方便，现已成为主要的输入方式。
数据输入完成后，由数据检查系统进行流程拓扑分析和数据检查，这一阶段的检查只分析数据的合理性，完整性，而不涉及正确性。
若发现错误或是数据输入不完整，则返回输入系统，提示用户进行修改。
数据检查完之后进入调度系统，调度系统是程序中所有模块调用以及程序运行的指挥中心。
调度系统的考虑是否完善，编制是否灵活，是否为用户提供最大的方便，对于模拟软件的性能至关重要。
任何一个通用的化工过程模拟系统都需要物性数据库、热力学方法库、化工单元过程库、功能模块库、收敛方法库、经济评价库等。
其中最重要的是化工单元过程库和热力学方法库，化工单元工过程库关系着能否进行计算，热力学方法库关系着计算结果的准确性。
