1. 研究目的与意义（文献综述）

本设计利用aspen plus流程模拟软件分别设计隔壁塔和传统序列套精馏流程方案分离苯-甲苯-邻二甲苯体系，并进行塔板数，隔板位置，出料位置等等参数模拟优化以期使能耗最小，并对比分析两种设计方案节能效益。

苯(benzene, c6h6)是最简单的芳烃，在常温下是甜味、可燃、有致癌毒性的无色透明液体，并带有强烈的芳香气味。它难溶于水，易溶于有机溶剂。沸点为80.1℃，熔点为5.5℃。甲苯在常温下是无色透明液体，有类似苯的芳香气味。沸点为110.6℃，熔点为-94.9℃。二甲苯（dimethylbenzene）在常温下是无色透明液体；是苯环上两个氢被甲基取代的产物，存在邻、间、对三种异构体，在工业上，二甲苯即指上述异构体的混合物，沸点为137～140℃。苯-甲苯-二甲苯三元混合体系由于沸点上的差异所以可以采用精馏的方法进行分离。

目前,精馏过程节能技术^[1,2]的研究主要可以分为以下2类:精馏自身的改进,如热耦合精馏塔序列^[3,4,5]、隔壁塔^[6,7]等;精馏与其他过程的耦合,如反应精馏、精馏-膜分离耦合等。其中,隔壁塔作为节能技术研究的一个热点,正在工业装置上得到迅速应用。它既可以较大幅度提高热力学效率,降低能耗,又减少设备投资^{[8,9,10,11,12]},但国内在此方面尚无工业实施案例。早在1933年,因裂解气分离问题,eric w luster就提出了隔壁塔概念,并申请了美国专利,但由于其工艺计算及控制的复杂性,直到1985年,第一座用于回收精细化学品的隔壁塔才投入工业运转。目前,大部分运营的隔壁塔为basf公司拥有,并由德国montz公司提供塔内件^[8], 由于能源价格的持续上涨,瑞士sulzer公司,美国koch- glitsch、kellogg、uop公司,德国linde、uhde公司,日本sumitomo公司等公司巨头纷纷开始隔壁塔技术的开发与应用^[13,14],隔壁塔工业化塔器也由2000年时全世界不足20座发展到2006年9月时的近100座,生产实践表明隔壁塔的应用已经产生极大的经济效益。隔壁塔技术在多元物系分离中的成功运用,证明了其在降低能耗、减少设备投资方面的巨大潜力。近年来,研究者们已着眼于将隔壁塔技术应用于特殊精馏体系,如反应精馏^[15]、萃取精馏^[16]、共沸精馏^[17,18]等新领域,以期最大限度降低能耗。国外正在加快隔壁塔的工业化步伐,并取得了令人瞩目的成果。我国对隔壁塔的研究较少,更缺少实际工业化应用。加快此项技术的开发和工业化应用步伐,并且拥有独立的知识产权,对降低工业生产的能源消耗,减少co2的排放,推动我国石油、化工行业的发展具有重要意义。

2. 研究的基本内容与方案

设计的基本内容和目标

1. 阅读相关文献和资料，了解课题的相关背景、内容和原理并完成开题报告；

2. 设计分离苯，甲苯和邻二甲苯的隔壁塔和传统分离的流程方案，用aspen plus模拟流程；

3. 研究计划与安排

1. 第3-4 周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需相关资料，确定方案，完成开题报告；

2. 第5-10 周：在文献系统调研的基础上，用aspen plus设计分离苯，甲苯和邻二甲苯的隔壁塔和传统分离的流程方案；

3. 第11-14周：对两套流程进行优化设计，确定最优的操作，对比分析两种设计方案节能效益。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].李红海, 姜奕. 精馏塔设备的设计与节能研究进展[j]. 化工进展, 2014, 33(sl):14-18.

[2].oluji#230; z, kaibel b, jansen h. distillation column internals/confugurations for process intensification[j]. chemical biochemical engineering quarterly, 2003,17(4):301-309.

[3].triantafyllou c, smith r. the design and optimization of fully thermally coupled distillation columns [j]. trans chem e:part a,1992,70(3):118-132.