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《Aspen Plus模擬三元物系精餾分離過程的設計開題報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、開題報告AspenPlus模擬三元物系精餾分離過程的設計一、選題的背景、意義把液體混合物進行多次部分氣化，同時又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離成為所要求組分的操作過程稱為精餾[1]。精餾實際上是多次簡單蒸餾的組合。在精餾段，氣相在上升的過程中，氣相低沸點組分不斷得到精餾，在氣相中不斷地增濃，在塔頂獲得低沸點產(chǎn)品。精餾過程與其他蒸餾過程最大的區(qū)別在于塔兩端同時提供純度較高的液相和氣相回流，為精餾過程提供了傳質(zhì)的必要條件。提供高純度的回流，使在相同理論板的條件下，為精餾實現(xiàn)高純度的分離時，始終保證一定的傳質(zhì)推動力[2]。化工流程模擬軟件
2、出現(xiàn)于上世紀50年代末，現(xiàn)已成為進行化工過程設計的強大工具。這類軟件包含強大的熱力學和單元操作模塊，并配有龐大的物性數(shù)據(jù)庫，既可進行單個的設備計算，也可計算整個化工生產(chǎn)流程?，F(xiàn)在化工過程模擬軟件已經(jīng)廣泛地被應用于化工過程的設計、測試、優(yōu)化和過程的整合。利用模擬軟件解決精餾操作型問題是一條非常有效的捷徑，AspenPlus是一種通用型化工流程模擬軟件，可用于單元過程及化工流程的模擬、設計和優(yōu)化，具有界面友好、工作效率高、結果準確等優(yōu)點。通過對精餾過程進行準確的模擬計算來改善精餾塔的分離能力和降低能源消耗，實施精餾裝置的優(yōu)化操作，對于企業(yè)提高經(jīng)
3、濟效益具有極其重要的現(xiàn)實意義。無論從工業(yè)界的需要還是計算機技術在工業(yè)中應用的發(fā)展，精餾過程的模擬和優(yōu)化都是一個重要的研究課題。二、相關研究的最新成果及動態(tài)化工過程穩(wěn)態(tài)模擬經(jīng)過了近50年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛的應用于煉油、石油化工、精細化工、電池工業(yè)等化工領域，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、環(huán)保等行業(yè)也有一定應用?，F(xiàn)在化工過程模擬軟件已經(jīng)廣泛的被應用于化工過程的設計、測試、優(yōu)化和過程的整合。常用的模擬軟件主要有：AspenPlus、ProII、Hysys、ChemCAD、DesignII、ECSS[3]。（1）AspenPlusAspenPlus是基于流程的過程穩(wěn)
4、態(tài)模擬軟件，由以下基本模塊組成：純組分數(shù)據(jù)庫，包括二元參數(shù)、反應常數(shù)等。用于物理和傳遞性質(zhì)計算的熱動力學模型，單元操作模型等。該軟件共包括56種單元操作模型、5000種純組分、5000種二元混合物、3314種固體化合物、40000個二元交互作用參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，及兩個通用的數(shù)據(jù)庫：[4]AspenCD——ASPENTECH公司自己開發(fā)的數(shù)據(jù)庫，DIPPR——美國化工協(xié)會物性數(shù)據(jù)設計院設計的數(shù)據(jù)庫。應用范圍：化工過程的研究開發(fā)，裝置設計，生產(chǎn)過程的控制，工藝優(yōu)化及技術改造等方面[3、4](2)ProIIProII的應用范圍應用范圍：綜合工藝流程模
5、擬，在制氣、煉油、石油化工、化學工程、制藥、工程建設與施工中進行過程設計、過程操作分析、設計和操作過程優(yōu)化。能夠完成新工藝設計。不同的裝置配置評估，優(yōu)化和改進現(xiàn)有裝置，依據(jù)環(huán)境評估，消除工藝裝置瓶頸，優(yōu)化產(chǎn)能、增進收益[5]。(3)Hysys該軟件可應用于：工廠設計，操作監(jiān)視，故障檢查，全生命周期模擬，動態(tài)模擬，改進操作，資產(chǎn)管理[67]。(4)ChemCAD主要應用于化工過程的工藝開發(fā)、工程設計、優(yōu)化操作和技術改造中.(5)DesignIIDesignⅡ軟件的主要應用范圍包括：管線建模，混合胺體系模擬，原油處理，換熱器設計，合成氨工廠模擬
6、，燃料電池模擬，化工傳遞模擬[5.8]。(6)ECSS可用來進行物性推算，單級過程模擬、反應過程模擬、工藝流程系統(tǒng)模擬、塔及換熱器設計、經(jīng)濟評價和實驗數(shù)據(jù)處理等，功能十分豐富。隨著全世界能源問題的日益緊迫,煤化工行業(yè)廣泛興起。許多高校和科研院所也陸續(xù)投入到煤化工新工藝的開發(fā)和優(yōu)化中來。作為火電廠的煙氣脫硫技術,由于濕法脫硫工藝復雜、影響因素繁多,特別是經(jīng)濟性敏感,其核心技術長期處于國外壟斷狀態(tài)。孫志翱[9]等利用ASPENPLUS對火電廠煙氣濕法脫硫工藝進行了模擬,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的煙氣脫硫技術,其結論與原始設計數(shù)據(jù)較為吻合,建立的
7、模型對優(yōu)化設計具有一定的指導意義。ASPENPLUS在模擬煤炭氣化過程中有獨到的優(yōu)勢,在替代能源的研究中起到了非常重要的作用。[10]孟輝等應用ASPENPLUS軟件建立了Texaco氣化爐的模型,并進行了模擬計算,結果與文獻數(shù)據(jù)相符,模型計算結果可靠。對噴流床氣化的模擬標明,此軟件能夠較合理地模IllinoisNo16煤種的氣化反應,可用于對參數(shù)的分析研究。張宗飛[11]等以ASPENPLUS為模擬工具,選擇反應平衡模型,并應用Gibbs自由能最小化方法建立了Shell粉煤氣化模型;通過對神華、沾化和天堿煤種的氣化模擬,對建立的模型進行了
8、檢驗,也取得了良好的結果。郝妙莉、劉弓、楊伯倫等人借助Aspen模擬軟件對以乙醇胺和氨為原料生產(chǎn)乙二胺、哌嗪的產(chǎn)物體系的精餾分離工藝進行了模擬計算[12]。在考慮各組分特性的基礎
