论文总字数：20402字

摘 要

C₃主要是丙烷和丙烯。丙烯是三大合成材料的基础原料也是最重要的基本有机原料，丙烷常用作燃料和冷冻剂。本文基于扬子石化乙烯装置C₃分离工艺的DCS运行数据，采用流程模拟软件Aspen

Plus建立乙烯装置C₃分离工艺的模型。通过灵敏度分析找出影响产品纯度和能耗的主要因素是回流比和塔底采出量，在此基础上进行设计规定并提出合理有效的优化建议。最终实现了对乙烯装置C₃分离工艺流程的模拟与优化，使其符合生产工艺要求的同时也能达到降低能耗、提高产率的经济效益。

关键词：丙烷；丙烯；精馏；模拟；优化

Process Simulation and Optimization of Ethylene

unit C₃ Separation System

Abstract

The main compositions of C₃ are propylene and propane. Propylene is the raw material of the three major synthetic materials and is also the most important basic organic raw material. Propane commonly used as fuel and coolant. Based DCS run data of the YangZi petrochemical ethylene plant, this paper established model of C₃ ethylene separation process by using Aspen Plus software. Through the sensitivity analysis, reflux ratio and the bottoms rate was found out as the main factors which influenced the product purity and the energy consumption. On the basis of it, the reasonable and effective optimization was obtained by the design specs. Finally the process simulation and optimization was achieved for Ethylene unit C₃ Separation System. Which making it meet the requirements of the production process, save the energy consumption and improve the yield of economic.

Keywords: Propane; Propylene; Distillation; Simulation; Optimization

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2国内外生产状况 1

1.2.1丙烯国内外生产状况 1

1.2.2丙烷国内外生产状况 2

1.3 关于精馏和精馏塔 2

1.3.1 精馏 2

1.3.2 精馏塔 2

1.4 Aspen Plus流程模拟软件 3

1.5 流程模拟的主要步骤 3

1.5.1 流程的建立 3

1.5.2 变量的设置 3

1.5.3 程序的运行 3

1.6 工艺要求 3

1.7 工艺流程 3

1.8 工艺流程图 4

1.9 本文主要研究内容和方法 6

第二章 模型的建立与调整 7

2.1建模 7

2.1.1 模型的选择—严格法精馏模型^[5] 7

2.1.2 建立模型 7

2.1.3 单位的设置 8

2.1.4 已知参数 8

2.1.5 物性方法的选择 10

2.1.6 物流的输入 11

2.1.7 DA406塔的参数输入 12

2.1.8 DA410塔的参数输入 14

2.1.9 泵参数输入 15

2.2 运行结果 16

2.2.1 DA406运行结果 16

2.2.2 DA410运行结果 17

2.3 调整模型 18

2.3.1提高纯度 18

2.3.2提高塔底温度 21

第三章 工艺的分析与优化 26

3.1 工艺分析 26

3.1.1 进料位置 26

3.1.2 回流比 27

3.1.3 进料组成 29

3.1.4 进料状态 30

3.1.5 塔底采出 31

3.1.6 塔顶馏出量与进料量之比——D/F(采出率) 33

3.1.7 侧线采出量 34

3.2 设计规定的意义与方法 35

3.3 工艺优化的指标 35

3.4 优化DA406塔的纯度 35

3.5 设定回流比使DA406塔顶丙烯纯度达到薄膜级 39

3.6 优化DA410塔的纯度 40

第四章 论文总结 43

致谢 44

参考文献 45

第一章 绪论

1.1引言

乙烯装置主要是将石油或天然气转化为高纯度乙烯和丙烯，同时副产多种石油化工原料的化工装置。乙烯是世界上产量最多的化学产品之一，其工业是石油化工产业的核心，在国民经济的发展中占有重要的地位，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一 。乙烯生产的规模、成本、生产稳定、产品质量等对整个石油化工联合企业起到支配作用，因此乙烯装置就成为关系全局的核心生产装置。^[1]

丙烯（C₃H₆）是三大合成材料的基础原料也是最重要的基本有机原料，主要用于制丙烯腈、环氧丙烷和丙酮等。丙烷通常作为驱动火车，公交车和叉车的燃料，同时也可作为露营时取暖和做饭的燃料。丙烯的生产能力和供应量体现了一个国家的化工实力。

丙烷（C₃H₈）又称作液化石油气，通常是气态，但为方便运输会压缩成液态。处理原油或天然气后所得产品油经过加工可得到丙烷。丙烷常用作燃料和冷冻剂外也是裂解制乙烯和丙烯的原料，也用于制丙烯腈、硝基丙烷和全氯乙烯 。

1.2 国内外生产状况

1.2.1丙烯国内外生产状况

全球最集中的丙烯生产地分别是亚洲，北美和西欧，2003年期间着三个地区所产丙烯产量约占全球生产丙烯总量的90.5 %，亚洲该年丙烯产量达到2335.9万吨、北美丙烯产量达到1677.6万吨，西欧丙烯产量达到1538.4万吨。同年，全球丙烯产量大约6134万吨，其中大约61 %的丙烯来源于乙烯蒸汽裂解装置，来源于炼油厂的大约有34 %，还有大约有2 %的丙烯来源于其它工艺。据统计，2003年，埃克森美孚国际公司成为世界上最大的丙烯生产厂家，每年产量高达582.5万吨，其次排名第二的是壳牌公司，仅此这两家公司每年的产量之和就占到了世界产量之和的15 %。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：20402字