芳烃抽提论文：芳烃抽提及精馏装置的流程模拟研究

芳烃抽提论文：芳烃抽提及精馏装置的流程模拟研究 芳烃抽提论文:芳烃抽提及精馏装置的流程模拟研究 【中文摘要】本文运用流程模拟软件—Aspen Plus对以环丁砜做溶剂的芳烃抽提及精馏装置进行了模拟计算与优化。作者首先收集大量与芳烃抽提及精馏装置相关文献,经过分析、比较和整理,得到该装置各塔的主要工艺数据。接着运用UNIFAC基团贡献法来预测环丁砜-芳烃-非芳烃体系的气液相平衡关系,由此建立抽提体系的热力学模型。此外还建立了环丁砜芳烃抽提装置中其他主要分离设备的模 型。最后,以某企业50万吨,年芳烃抽提装置的工艺包数据为基础,采用上述模拟流程进行计算。计算结果与工艺包数据较好吻合,且与国内实际生产装置的生产情况非常符合。运用Aspen Plus软件模拟芳烃精馏分离装置,包括对苯塔、甲苯塔和混合二甲苯塔的模拟分析,确定各塔的主要工艺操作条件和设备参数。在芳烃精馏模拟结果的基础上,通过流程模拟软件Aspen Plus的灵敏度分析功能,对芳烃精馏分离过程进行优化研究,主要考察了理论板数、回流比和进料位置等参数对分离效果的影响,从而确定最优化的工艺操作条件和设备参 数。本文为芳烃抽提及精馏装置提供了合理的操作参数,以供生产企业参考,且为装置节约能耗和设备费提供方向性的指导。 【英文摘要】Process simulation software—Aspen Plus is used to simulate and design the aromatics extraction and distillation process by sulfolane. Gather the literatures about aromatics extraction and distillation as reference to get the main process dates of the unit after analysis, comparison and arrangement. Then UNIFAC is used to predecit VLE relationship, and established the thermodynamics model. The other main separation modles are also established. Finally, use the package date of a company’s 500000 tons/year aromatic extraction device as the basis to calculate the aromatics extraction and distillation process by Aspen. The simulation results are accordance with package date and the actual production trend, which verified the model selected is correct.Process simulation technical Aspen Plus is used to simulate aromatics distillation, and analysis benzene tower, toluene tower and xylene tower by simulation to confirm the process operation conditions and equipment parameters of the towers. The function of sensitivity analysis of Aspen Plus is used to simulation research the aromatics distillation process. The influences of several main operation parameters such as theoretically perfect tray, reflux ratio, feed stage on the separation process is studied to determine the optimization of process operation conditions and equipment parameters.The optimization operation parameters are obtained which can be used to improve the separate process and guide significantly to energy saving. 【关键词】芳烃抽提 芳烃精馏 流程模拟 参数优化 【英文关键词】Aromatic extraction Aromatic distillation Process simulation Parameters optimization 【备注】索购全文在线加好友:1.3.9.9.3.8848 同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务 【目录】芳烃抽提及精馏装置的流程模拟研究 摘要 5-6 Abstract 6 第1章 前言 11-13 1.1 背景 11 1.2 研究内容 11-12 1.3 意义 12-13 第2章 文献综述 13-29 2.1 芳烃生产概述 13-14 2.1.1 芳烃 在国民经济中的作用 13 2.1.2 芳烃的来源与生产方法 13-14 2.1.2.1 重整催化生产BTX芳烃 13-14 2.1.2.2 高温裂解制乙烯副产BTX芳烃 14 2.1.2.3 煤加工副产BTX芳 烃 14 2.1.2.4 轻烃芳构化与重质烃的轻质化 14 2.1.3 芳烃工业发展现状与前景 14 2.2 芳烃的分离技术 14-15 2.3 溶剂抽提法制取芳烃 15-22 2.3.1 基本原 理 15-16 2.3.2 溶剂的选择 16-17 2.3.3 溶剂抽提工 艺过程分述 17-22 2.3.3.1 犹狄克斯法 (Udex) 17-18 2.3.3.2 环丁砜溶剂抽提法 (Sulfolane) 18-20 2.3.3.3 阿罗沙文法 (Arosolvan) 20 2.3.3.4 DMSO法 20-21 2.3.3.5 福梅 克斯法(Formex) 21-22 2.4 芳烃精馏 22-23 2.5 化工过程模拟 23-27 2.5.1 化工过程模拟技术的发展 24 2.5.2 流程模拟软件的分类 24-26 2.5.2.1 按模拟对象时态分类 24-25 2.5.2.2 按应用范围分类 25-26 2.5.3 化工过程模拟的方法 26-27 2.5.3.1 序贯模块法 26 2.5.3.2 联立方程法 26 2.5.3.3 联立模块法 26-27 2.6 ASPEN PLUS流程模拟系统 27-29 2.6.1 ASPEN PLUS的特点 27 2.6.1.1 具有完备的物性数据库 27 2.6.1.2 集成能力强 27 2.6.1.3 产品功能 27 2.6.2 ASPEN PLUS在国外应用的企业和业绩 27-28 2.6.3 ASPEN PLUS在国内应用的企业和业绩 28-29 第3章 抽提过程的数学建模及热力学方法的选择 29-36 3.1 抽提模型 29-30 3.2 热力学方法的选择 30-34 3.2.1 状态方程法 30-32 3.2.1.1 van der Waals(vdW)方程 31 3.2.1.2 RK方程 31 3.2.1.3 SRK方程 31-32 3.2.1.4 PR方程 32 3.2.2 活度系数法 32-34 3.2.2.1 Van Laar方程 33 3.2.2.2 Wilson方程 33 3.2.2.3 NRTL方程 33 3.2.2.4 UNIQUAC方程 33 3.2.2.5 UNIFAC方程 33-34 3.3 芳烃抽提体系热力学模型的选择与修正 34-36 3.3.1 热力学模型的选择 34 3.3.2 热力学模型的修正 34-36 第4章 芳烃抽提分离过程模拟研究 36-54 4.1 前言 36-37 4.2 抽提塔 的模拟 37-40 4.2.1 工艺简介及流程的建立 37-38 4.2.2 进料组成 38 4.2.3 操作条件 38-39 4.2.4 结果讨论与分析 39-40 4.3 抽余油水洗塔的模拟 40-42 4.3.1 工艺简介及流程的建立 40-41 4.3.2 操作条件 41 4.3.3 结果讨论与分析 41-42 4.3.4 图表分析 42 4.4 提馏塔的模拟 42-46 4.4.1 工艺简介及流程的建立 42-43 4.4.2 操作条件 43 4.4.3 结果讨论与分析 43-45 4.4.4 图表分析 45-46 4.5 水汽提塔的模拟 46-48 4.5.1 工艺简介及流程的建立 46-47 4.5.2 操作条件 47 4.5.3 结果讨论与分析 47-48 4.6 回收塔的模拟 48-52 4.6.1 工艺简介及流程的建立 48 4.6.2 操作条件 48-49 4.6.3 结果讨论与分析 49-50 4.6.4 图表分析 50-52 4.7 模拟结果分析 52 4.8 结论 52-54 第5章 芳烃精馏及其优化 54-69 5.1 芳烃精馏的模拟 54-59 5.1.1 工艺简介及流程构建 54 5.1.2 分离要求 54 5.1.3 主要工艺操作条件 54-55 5.1.4 结果讨论与分析 55-59 5.1.4.1 苯塔模拟结果分析 55-56 5.1.4.2 甲苯塔模拟结果分析 56-58 5.1.4.3 二甲苯塔模拟结果分析 58-59 5.2 芳烃精馏塔的优化 59-68 5.2.1 苯塔的优化 59-62 5.2.1.1 理论板数的确定 59-60 5.2.1.2 回流比的确定 60-61 5.2.1.3 最佳进料位置的确定 61-62 5.2.2 甲苯塔的优化 62-65 5.2.2.1 理论板数 的确定 62-63 5.2.2.2 回流比的确定 63-64 5.2.2.3 最佳进料位置的确定 64-65 5.2.3 二甲苯塔的优化 65-67 5.2.3.1 理论板数的确定 65 5.2.3.2 回流比的 确定 65-66 5.2.3.3 最佳进料位置的确定 66-67 5.2.4 优化前后比较 67-68 5.3 结论 68-69 第6章 总结 69-70 参考文献 70-73 致谢 73