论文总字数：21685字

摘 要

随着化工业的发展，越来越多的大型化工厂在开车之前开始采用流程模拟来优化装置。Aspen Plus是广为使用的流程模拟软件。在Aspen Plus软件中输入实况参数，建成基础模型，进而对苯、甲苯、二甲苯精馏塔的进行流程模拟。通过对比Aspen Plus软件模拟出的数据与现场数据，确立准确的模型。 在此模型基础上，利用Aspen Plus软件中的灵敏度分析研究塔顶回流比、塔顶采出量、塔顶压力和进料位置等变量对装置出产产品质量的影响。在符合产品质量要求的基础上，从塔顶回流比、塔顶采出量、塔顶压力和进料位置等方面提出能够增加产量或节约能耗的优化建议。

关键词：制苯装置；Aspen Plus；流程模拟；优化

Process Simulation and Optimization of System of Benzene Decice of The Benzene, Toluene, Xylene Rectify Tower

Abstract

With the development of chemical industry, more and more large chemical plants need process simulation and optimization with software before running. Aspen Plus is a process simulation software, which has been widely used. This paper input actual working condition datas in Aspen Plus software, built basic model, and achieve the process simulation and optimization of benzene, toluene, xylene rectify tower. By comparing the model calculated value with the actual value in Aspen Plus software, finally building the accurate model. Based on the estabilished model, studying the variable quantity, such as reflux ratio, distillate rate, the top pressure, feed position and so on, which have imortant effect on the mass purity of product by using sensitivity analysis in Aspen Plus software. On the basis of compliance with the mass purity of product, come up with some useful suggestions, which can increase distillate rate or save energy from the points of reflux ratio, dislillate rate, the top pressure, feed position and so on.

Keywords: System of Benzene Device; Aspen Plus; Process Simulation; Optimization

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 Aspen Plus流程模拟软件 1

1.3 本课题研究目的及方案 1

第二章 苯、甲苯、二甲苯精馏塔的工艺流程 3

2.1 制苯装置苯、甲苯、二甲苯精馏塔系统的简介 3

2.1.1 制苯装置简介 3

2.1.2 扬子石化苯、甲苯、二甲苯工艺流程简介 3

2.1.3 绘制工艺流程图 4

2.2 各塔关键参数 6

第三章 制苯装置苯、甲苯、二甲苯精馏塔的流程模拟 8

3.1 苯塔、甲苯塔、二甲苯塔的模型建立 8

3.1.1 塔和换热器的选择 8

3.1.2 单位的选择 9

3.1.3 塔组分的输入 9

3.1.4 物性方法的选择 10

3.2 苯塔、甲苯塔、二甲苯塔的流程模拟 11

3.2.1 苯塔的流程模拟 11

3.2.2 甲苯塔的流程模拟 14

3.2.3 二甲苯塔的流程模拟 16

3.3 苯塔、甲苯塔、二甲苯塔的流程模拟值与现场值的对比 20

3.4 苯塔、甲苯塔、二甲苯塔的模型调整 21

3.4.1 苯塔的模型调整 21

3.4.2 甲苯塔的模型调整 22

3.4.3 二甲苯塔的模型调整 23

第四章 制苯装置苯、甲苯、甲苯精馏塔的工艺分析 26

4.1 苯、甲苯、二甲苯塔的灵敏度分析要素 26

4.1.1 苯塔的灵敏度分析 26

4.1.2 甲苯塔的灵敏度分析 29

4.1.3 二甲苯塔的灵敏度分析 31

第五章 制苯装置苯、甲苯、二甲苯精馏塔的优化 34

5.1 设计规定 34

5.2 苯、甲苯、二甲苯塔优化的质量控制指标 34

5.2.1 苯塔DA503的优化 34

5.2.2 甲苯塔DA505的优化 36

5.2.3 二甲苯塔DA506的优化 37

结 论 39

致 谢 40

参考文献 41

第一章 绪论

1.1 引言

苯、甲苯、二甲苯是有机化工的重要原料。

制苯装置主要是以乙烯装置的副产品裂解汽油和氢气为原料，应用各种化工技术，以生产高纯度苯为主产品，同时又副产多种石油化工原料的石油化工装置。裂解汽油在制苯过程中通过加氢、抽提分离出苯和其他副产。

Aspen Plus是大型流程模拟软件。它具有着完整的结构，其后面有着强大的数据库支持着，并且提供两种工程算法，可以大大提高工作效率。是为现代化工厂所青睐的模拟工具。

用Aspen Plus软件模拟苯塔、甲苯塔、二甲苯塔，输入数据，从而建成基础模型，从而实现了对苯、甲苯、二甲苯精馏塔的流程模拟。通过对比Aspen Plus软件模拟出的数据与现场数据，确立准确的模型。 在此模型基础上，利用Aspen Plus软件中的灵敏度分析工具研究回流比、塔顶采出量、塔顶压力和进料位置等变量对装置产品质量的影响。并从回流比、塔顶采出量、塔顶压力和进料位置等方面提出能够增加产量或节约能耗的优化方案。

本课题对制苯装置精馏塔进行流程模拟及优化。

1.2 Aspen Plus流程模拟软件

Aspen Plus是这个大型通用流程模拟系统可追朔到美国十九世纪七十年代后期，该项目称为“先进过程工程系统”（简称ASPEN）。该项目于在1981年底基本完成，到了1982年时候，设计这种大型软件成员成立了Aspen Tech公司。Aspen Plus公司经过多年的研究和改良，他们已经开发了十几种版本，它可以满足大多数的化工设计的工艺要求。广泛应用于化工、石化、炼油等工业。

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