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1、異丙苯制備及分離流程模擬DesignandOptimizationontheIsopropylBenzeneTechnologyProcess一級學科:化學工程與技術學科專業(yè)：化學工程與工藝學生：學號：指導教授：教授北京化工大學化學工程學院二零一五年一月九日第21頁/共21頁目錄第1章設計任務和要求1第1.1節(jié)設計任務1第1.2節(jié)設計要求1第2章流程設計與計算結果2第2.1節(jié)流程設計2第2.2節(jié)計算結果3第3章aspen參數設置5第3.1節(jié)流程設計之——Setup5第3.2節(jié)流程設計之——Component5第3.
2、3節(jié)流程設計之——Properties6第3.4節(jié)流程設計之——Stream6第3.5節(jié)流程設計之——Blocks7第3.6節(jié)流程設計之——衡算計算結果8第4章靈敏度分析12第4.1節(jié)靈敏度分析——定義目標函數12第4.2節(jié)靈敏度分析影響——回流比15第4.3節(jié)靈敏度分析影響——SEP壓力16第4.4節(jié)靈敏度分析影響——SEP溫度17第4.5節(jié)靈敏度分析影響——HEATER溫度18第4.5節(jié)靈敏度分析結果19第5章小結20第5.1節(jié)流程小結20第5.2節(jié)aspen軟件實習小結20第21頁/共21頁北京化工大學化工軟
3、件實習大作業(yè)第1章設計任務和要求第1.1節(jié)設計任務（1）設計異丙苯制備及分離流程模擬（2）本人學號為其中包括0；1；2；4，即0—苯；1—甲烷；2—丙烯；4—正丁烷。∴根據本題要求，進料中含4種物質。學號1234567890分子甲烷丙烯丙烷正丁烷正戊烷甲苯乙醇異丙苯正戊烷苯（3）設計并通過AspenPlus模擬確定較低能耗的工藝及操作條件（4）撰寫設計報告，給出設計思想、模擬過程及結果第1.2節(jié)設計要求（1）進口物料：壓力：1.1atm；溫度：120℃；流量：苯和丙烯各60000mol/min，甲烷和正丁烷各100
4、00mol/min。（2）反應器：丙烯轉化率：0.9；壓力：0atm；熱負荷為：0。（3）換熱器：壓力：-0.1atm。（4）精餾塔：壓力：1atm全塔；塔釜苯摩爾含量：0.001。第21頁/共21頁北京化工大學化工軟件實習大作業(yè)第2章流程設計與計算結果第2.1節(jié)流程設計根據合成及分離要求設計流程如下圖1所示：圖2-1設計流程圖本流程圖為最理想簡化流程圖，忽略進料甲烷、正丁烷等相關雜質之間的反應，只考慮苯和丙烯之間生成異丙苯的反應。本流程中含有五個模塊：分別是REACTOR反應器；HEATER換熱器；SEPARAT
5、OR分離器；PUMP泵；DSTWU精餾塔。由流程圖可知，苯、丙烯、甲烷和正丁烷物流由FEED進料，經過反應器反應。由反應方程式C6H6+C3H6àC9H12可知，苯和丙烯為反應物，異丙苯為生成物，而甲烷和正丁烷屬雜質。從反應器REACTOR出來的物流REACTOR-OUT中包含未反應完的苯、丙烯第21頁/共21頁北京化工大學化工軟件實習大作業(yè)，反應產物異丙苯等，以及沒有參加反應的甲烷和正丁烷。這些物質進入換熱器中進行冷凝。經過冷凝器后的混合物并沒有發(fā)生化學變化，僅發(fā)生物理變化。從換熱器中出來的混合物HEATER-O
6、UT進入SEPARATOR分離器進行閃蒸。閃蒸之后氣相由頂部排除，進入其他工序，液相LIQUIT由底部排除，經過PUMP泵加壓后進入精餾塔DSTWU進行精餾分離。精餾塔進料為PUMP-OUT，經分離后，其中輕組分從塔頂經過RECYCLE循環(huán)回REACTOR反應器參與反應，重組分異丙苯從塔釜作為產品排出。第2.2節(jié)計算結果計算結果如下表2-1和表2-2表2–1熱量和質量衡算表1HeatandMaterialBalanceTableIDunitCYCFEEDH-OUTLIQTemperatureK313.84393.1
7、5310.15295.15Pressureatm1.001.100.900.10VaporFrac -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 0.43600.0
8、0600.430.43C3H6-1 10.853,600.00361.0810.85C4H10-1 45.74600.00645.7445.74C6H6 584.093,600.00934.32584.14第21頁/共21頁北京化工大學化工軟件實習大作業(yè)C9H12 0.31-3,250.083,142.11表2–2熱量和質量衡算表2HeatandMateri
