1、精選優質文檔-傾情為你奉上異丙苯制備及產物雜質分離 Design and Optimization on the Isopropyl BenzeneTechnology Process一級學科：化學工程與技術學科專業：化學工程與工藝學 生： 徐爽 學 號： 指導教授： 王水北京化工大學化學工程學院二零一五年一月十二日目錄3.5.5精餾塔模塊輸入804 66一、設計任務與要求1.異丙苯制備給定條件學號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（1）進口物料：壓力1.1atm， 溫度120 C 流 量： 苯和丙烯各60kmol/s，其他組分分別為10kmol/s（2）反

2、應器： 丙烯轉化率0.9， 壓力降、熱負荷為：0（3）換熱器： 壓力降 -0.1 atm（4）精餾塔 ：要求壓力為1atm （全塔）， 塔釜苯摩爾含量為0.0012、 物性數據我的學號為，對應以下物質：甲烷CH4，沸點-161.5C 丙烯C3H6，沸點-47.7C 正戊烷C5H12，沸點36.1C 苯C6H6，沸點80.1C  異丙苯C9H12，152.4C二流程設計根據合成及分離要求設計流程如下圖1所示：圖1 異丙苯制備及產物雜質分離流程圖整個流程主要有六種化工設備組成：反應器（REACTOR）、換熱器（HEATER）、閃蒸罐（SEP）、壓縮

3、機（COMPR)、混合器（MIXER)及精餾塔（DSTWU）。原料（FEED）以及循環回來的苯進入反應器進行反應，丙烯和苯反應生成異丙苯，連同未反應的物質一同進入換熱器中進行冷凝；從閃蒸罐出來的重組分正戊烷、苯、異丙苯液相經泵加壓后進入T1精餾塔中進行分離，塔頂輕組分為正戊烷，塔底重組分為苯和異丙苯；T1塔底重組分進入T2精餾塔分離，塔頂為苯，它將與T3塔的丙烯一起循環至進料段，作為原料作為產品；經過冷凝器降溫后的混合物進入閃蒸罐進行閃蒸，閃蒸后的氣相經過壓縮升溫加壓進入T3精餾塔實現甲烷和丙烯的分離。三、完成輸入設定3.1 SETUP設置圖2 SETUP設置圖3.2 輸入組分進入如圖所示界面

4、，輸入各組分如下：圖3 組分輸入3.3物性方法選擇進入Properties輸入界面，選擇合適的物性方法，本次模擬選用選用RK-SOAVE物性方法，如圖：圖4 物性方法選擇3.4 Streams的輸入在物性方法確定之后，在Streams輸入界面按照設計要求輸入進口物料的溫度、壓力及各組分流率。注意各個參數的單位。如圖5所示：圖5 物料輸入3.5主要 Block的輸入3.5.1反應器模塊輸入根據題目要求，反應器為絕熱的，即熱負荷為0，壓力降為0。如圖6所示：圖6反應器模塊輸入接下來設置反應方程式，點擊Reactions選項卡，在界面中點擊New，新建反應，方程式為：C3H6+C6H6=C9H12。

5、轉化率為0.9，關鍵組分為C3H6。界面如圖所示：圖7反應方程式輸入3.5.2 換熱器模塊輸入設定換熱器H1的壓力降及出口溫度，出口溫度暫設定為10，壓力降0.1atm。如圖8所示：圖8換熱器H1模塊輸入設定換熱器H2的壓力降及出口溫度，出口溫度暫設定為60，壓力降0.1atm。如圖9所示：圖9換熱器H2模塊輸入3.5.3 閃蒸罐模塊輸入根據分離要求，設定閃蒸罐壓力為0.5atm，熱負荷為0。如圖10所示：圖10閃蒸罐模塊輸入3.5.4壓縮機模塊輸入如圖11圖11 壓縮機模塊輸入3.5.5 精餾塔模塊輸入在精餾塔T1模塊中，確定全塔壓力為1atm，回流比設定為1.4，并根據任務確定塔頂輕組分正

6、戊烷和重組分苯的摩爾分率分別為0.98和0.001。如圖12所示：圖12精餾塔T1模塊輸入在精餾塔T2模塊中，確定全塔壓力均為1atm，回流比設定為1.55，并根據任務確定塔頂輕組分苯和重組分異丙苯的摩爾分率分別為0.95和0.001，采用分凝器。如圖13所示：圖13精餾塔T2模塊輸入在精餾塔T3模塊中，設定全塔壓力均為1.6MPa，回流比設定為3，并根據任務確定塔頂輕組分甲烷和重組分丙烯的摩爾分率分別為0.97和0.001，采用分凝器。如圖14所示：圖14精餾塔T3模塊輸入四模擬運行在所有輸入完成之后，將程序進行運行，運行過程沒有錯誤和警告，表示程序運行成功。程序運行結果及各模塊運行結果如下

7、圖所示： 圖15主要物流摩爾分率 圖16反應器模塊結果圖17 換熱器H1模塊結果圖18 換熱器H2模塊結果圖19 閃蒸罐模塊結果 圖20 SEP 模塊結果圖21 精餾塔T1模塊結果圖22 精餾塔T2模塊結果圖23 精餾塔T3模塊結果5 靈敏性分析分析回流比對精餾塔實際板數的影響，以T1為例，其他兩個塔只各給出一個結果圖。 圖24 T1精餾塔回流比與實際塔板數靈敏度分析輸入 圖25 T1精餾塔回流比與實際塔板數的關系類似得到T2和T3的圖圖25 T2精餾塔回流比與實際塔板數的關系圖26 T3精餾塔回流比與實際塔板數的關系六確定工藝參數：根據靈敏度分析，精餾塔回流比2.75 ,1.2 ,2.1。以此三個回流比分別輸