论文总字数：20472字

摘 要

本课题运用Aspen Plus软件对二甲苯装置邻二甲苯塔和重芳烃塔进行流程模拟，并通过对模型的分析调整，使模拟结果与生产实际参数基本吻合。在此基础上，运用Aspen Plus分析工具对邻二甲苯塔的采出量，进料板数，回流量和重芳烃精馏塔的采出量，回流量，塔压等进行分析，找出影响产品质量、产量或能耗的主要因素，提出一至二项装置优化的建议。该装置中的主要产品是邻二甲苯塔塔顶分离的邻二甲苯，重芳烃塔顶的C₉及塔底的C₁₀。同时尝试将重芳烃塔与邻二甲苯塔之间的分离序列进行改变，比较与原有序列之间的优异，提出合理的改变方法与建议。

关键词：邻二甲苯；C₉；C₁₀；流程模拟；序列改变。

Process Simulation and the Separation Sequence’s Changes of O-xylene Tower and Heavy Aromatics Column in Xylene Unite Device

Abstract

This thesis uses the Aspen Plus software for p-xylene o-xylene tower device and heavy aromatics distillation column process simulation, and through the adjustment of the model, which making the results of simulation and production equipment operating parameters are basically consistent. On this basis, using Aspen Plus analysis tool analysis the recovery of o-xylene tower, back flow and heavy aromatics distillation recovery, back flow, tower pressure , then find out the main factors of affecting the quality of products, production or consumption and put forward to two suggestions for the optimization of device. The main products in the device is o-xylene o-xylene tower separation, C₉ heavy aromatics and C₁₀ at the bottom of the tower. At the same time , trying to change the separation sequence between heavy aromatic tower and o-xylene tower, compared with the original sequence between excellent, then put forward reasonable suggestions and methods of change.

Keywords: C₉; C₁₀; O-xylene; Process Simulation; Sequence Change.

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 Aspen Plus软件简介 1

1.3 工艺流程及要求 1

1.3.1 邻二甲苯塔的简介 1

1.3.2 重芳烃塔的简介 1

1.3.3 产品分离要求 2

1.3.4 工艺流程图 2

第二章 模型的建立与调整 4

2.1 主要已知参数 4

2.2 模型的选择与建立 4

2.3 模型参数的输入 4

2.3.1 组分的输入 4

2.3.2 物性方法的选择 5

2.3.3 进料流股的输入 5

2.3.4 塔模块参数的输入 6

2.4 模型的运行 7

2.4.1 整体运行结果 7

2.4.2 DA3601塔的塔温及塔顶分离结果 8

2.5 模型的调整 9

2.5.1 采出量的影响 9

2.5.2 回流量的影响 9

2.6 灵敏度分析 9

2.6.1 灵敏度分析的定义 9

2.6.2 灵敏度分析 10

第三章 工艺分析与优化 15

3.1 工艺分析简介 15

3.1.1 DA3601的灵敏度分析 15

3.1.2 DA802塔的灵敏度分析 19

3.2 优化 20

3.2.1 定义目标变量 21

3.2.2 定义操纵变量及优化 22

3.2.3 优化结果 24

3.3 优化建议 24

第四章 分离序列的改变 25

4.1 分离序列的种类 25

4.2 分离序列的流程模拟 25

4.2.1 流程的建立 25

4.2.2 流程的调整 25

第五章 总结 27

5.1 邻二甲苯塔及重芳烃塔模型总结 27

5.2 工艺分析总结 27

5.3 生产优化总结 27

5.4 序列改变总结 27

致谢 28

参考文献 29

第一章 绪论

1.1 课题背景

二甲苯是C₈芳烃的主要成分,^[1]有三种异构体(对二甲苯PX、邻二甲苯OX、间二甲苯MX)。对二甲苯以及邻二甲苯是二甲苯的主要产品，工业上的需要量约占所需C₈芳烃量的95%（质量分数）。邻二甲苯^[3]（OX），它是用途广泛的化工原料，主要生产苯酐（邻苯二甲酸酐PA）、染料、杀虫剂等。邻二甲苯衍生物是邻苯二甲醛，用于制备邻苯二甲酸酯增塑剂。其中OX有90%左右用于生产苯酐。^[2]

1.2 Aspen Plus软件简介

Aspen Plus是一个集合生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。Aspen Plus经过几十年来不断地改进、扩充和提高，已经推出了十几个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数更是数不胜数。

它拥有世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，并且可以把Aspen Plus 系统和自己的物性数据连接起来。可以对生产装置进行有效益的设计、模拟、瓶颈诊断和管理。

在化工建模过程中，Aspen Plus是基础平台。它拥有大量的化工单元操作模型，比如反应器、换热器、分离操作单元等；同时提供了大量的物性数据，包括几乎所有的化学物质，从它的物性数据库中能查找很多化学物质的物性数据。Aspen Plus可以单独使用，也可以对操作参数进行优化以及对化工过程进行模拟分析。

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