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《應(yīng)用AspenPlus軟件模擬二異丙苯精餾過程.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2010年6月張春勇等．應(yīng)用AspenPlus軟件模擬二異丙苯精餾過程應(yīng)用AspenPlus軟件模擬二異丙苯精餾過程張春勇鄭純智汪斌張國華(江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，常州213001)摘要采用AspenPlus模擬軟件對二異丙苯精餾分離工藝進(jìn)行模擬計(jì)算。設(shè)計(jì)出精餾工藝流程，用DSTWU筒捷法精餾設(shè)計(jì)模型和NRTL—RK模型，得到回流比、塔板數(shù)和進(jìn)料位置等工藝參數(shù)，為該工藝的開發(fā)提供依據(jù)。關(guān)鍵詞二異丙苯精餾模擬AspenPlus軟件異構(gòu)體混合物普遍存在于石油化工生產(chǎn)中，DSTWU(簡捷法精餾設(shè)計(jì))塔模
2、型來計(jì)算和模擬精如二異丙苯混合物一般存在于苯酚一丙酮、苯與餾塔。精餾二異丙苯裝置工藝流程如圖1所示。丙烯合成異丙苯等一系列裝置的副產(chǎn)物中¨．2】，因此對異構(gòu)體混合物進(jìn)行分離具有重要意義。異構(gòu)體的分離有精餾、萃取、生物酶、膜分離、分子精餾、結(jié)晶等方法，其中適合大規(guī)模連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)的是精餾法。二異丙苯有鄰、間、對3種異構(gòu)體，其中間二異丙苯是一種非常重要的精細(xì)有機(jī)化工原料，可氧化合成間苯二酚。間二異丙苯氧化法合成間苯二酚工藝先進(jìn)、污染小、收率較高。在環(huán)保日益嚴(yán)格的今天，間二異丙苯氧化法是間苯二酚合成工藝的發(fā)展
3、方向]。為提高間二異丙苯的產(chǎn)品純圖1精餾二異丙苯工藝流程示意度，利用分子篩催化劑將對二異丙苯進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)，生成間二異丙苯，間二異丙苯的含量可以達(dá)設(shè)計(jì)裝置料液處理能力1kg／s，間二異丙苯到57．62％¨，而要得到含量在90％以上的間二的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％，對二異丙苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6o％，飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料溫度為25℃，壓力為異丙苯，則需通過精餾方式分離精制。AspenPlus是美國麻省理工學(xué)院于20世紀(jì)1．1×10Pa，塔頂為全凝器，問二異丙苯的回收率99．83％。冷凝器壓力為1×10Pa，再沸器壓70年
4、代后期研制開發(fā)的大型化工模擬軟件，被公認(rèn)為是世界性大型化工標(biāo)準(zhǔn)流程模擬軟件【4J。力為1．3x10Pa，用活度系數(shù)模型NRTL—RK來計(jì)算汽液相平衡。AspenPlus自身附帶有較完整的物性參數(shù)和各種模型(如反應(yīng)、精餾等)，能根據(jù)工藝的特點(diǎn)，精確2精餾塔模擬及優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，廣泛適用于精餾、吸收、反應(yīng)等化工生2．1精餾塔模擬產(chǎn)過程中。選擇AspenPlus軟件中的精餾二異丙苯工藝采用AspenPlus模擬軟件，對二異丙苯精餾流程，打開精餾塔的規(guī)定框，輸入模擬方法和設(shè)計(jì)過程進(jìn)行模擬計(jì)算，得出精餾塔的塔板數(shù)、
5、回流任務(wù)相對應(yīng)的參數(shù)，其中回流比暫不確定，輸入任比、進(jìn)料位置等主要操作參數(shù)及工況條件，為獲得意值。點(diǎn)擊工具欄中運(yùn)行按鈕進(jìn)行模擬計(jì)算，查高純度間二異丙苯的精餾分離工藝的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)看結(jié)果視圖，得出最小回流比為15．98?？刂铺峁┮罁?jù)。1模擬方法和設(shè)計(jì)任務(wù)收稿日期：2010—04—14。作者簡介：張春勇，講師，主要從事化學(xué)工程的教學(xué)和科研結(jié)合AspenPlus的使用特點(diǎn)，用Aspen工作。細(xì)石展第，卷第6期24ADVANCESINnNEPETR0CHEMICALS2．2優(yōu)化大。但塔板數(shù)急劇增加，分離能力無明顯
6、提高，分2．2．1回流比與塔板數(shù)離能力已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)邊界值。使用AspenPlus軟件中靈敏度分析工具，進(jìn)2．3模擬結(jié)果行靈敏度分析，考查回流比和塔板數(shù)之間的關(guān)系，選擇合適的回流比為2O．78、間二異丙苯的回計(jì)算結(jié)果見圖2。收率為99．83％，計(jì)算出的模擬結(jié)果見表1和表2。表1模擬結(jié)果1項(xiàng)目輜最小回流比l5．98辮實(shí)際回流比2O．78最小塔板數(shù)88．68實(shí)際塔板數(shù)152進(jìn)料板位置74。26實(shí)際進(jìn)料板位置74再沸器功率／kw2245．80圖2塔板數(shù)與回流比的關(guān)系曲線冷凝器功~-／kW2238．12精餾溫度
7、／℃2O3．26可以將圖2中的曲線分為3段，回流比R<塔底溫度／℃221．18l9．25，l9．25≤≤23．50，R>23．50。當(dāng)R<原料中的間二異丙苯含量()，％40．019．25，曲線的斜率的絕對值最小，回流比減小1，塔板數(shù)增加很多，過多的塔板數(shù)會增加建設(shè)費(fèi)用，精餾成本急劇增加；當(dāng)19．25≤R≤23．50，回流比和塔板數(shù)呈反比關(guān)系，隨著回流比的增加，塔板數(shù)成直線下降；當(dāng)R>23．50，曲線的斜率的絕對值最大，隨著回流比的增加，塔板數(shù)緩慢下降。工藝上需要選擇合適的回流比，一般取最小3結(jié)論回流比的
8、1．2—2．0倍，取1．3倍的比較普遍。在模使用AspenPlus中的Ds’聊u精餾模型，結(jié)擬中回流比取20．78。合NRTL—RK物性方法，對二異丙苯精餾過程進(jìn)2．2．2回收率與塔板數(shù)行模擬計(jì)算的結(jié)果表明，最小回流比為l5．98，實(shí)塔板數(shù)與關(guān)鍵輕組分間二異丙苯的回收率之際回流比20．78，塔板數(shù)為152，間二異丙苯回收間的關(guān)系也是精餾塔設(shè)計(jì)中要考慮的主要因素，率可達(dá)到99．83％。兩者之間的靈敏度關(guān)系見圖3。參考文獻(xiàn)1趙培俠，劉靖，張春勇
