異丙苯制備和分離過程設(shè)計模擬

1、ofCA1958化工設(shè)計名稱：異丙苯制備及分離過程設(shè)計模擬英文名稱： Desig n and Simulatio n forthe Preparati on and Separatio n Process of Isopropylbe nzene班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：、設(shè)計任務(wù)與要求1設(shè)計任務(wù)：異丙苯的制備與分離學(xué)號11234567890分子：甲烷丙烯丙烷正丁烷正戊烷甲苯乙醇異丙苯正戊烷苯(1)進口物料：壓力 1.1 atm，溫度120 C；流量：苯和丙烯各 6 kmol/s，其他組分分別為 0.5 kmol/s(2) 反應(yīng)器：丙烯轉(zhuǎn)化率0.9，壓力降、熱負(fù)荷為：0;(3) 換熱器： 壓

2、力降-0.1 atm ;(4) 精餾塔：塔釜苯摩爾含量為0.001 .2物性數(shù)據(jù)流程設(shè)計化合物英文名Comp onent ID沸點/ c甲烷Metha neC1-161.5丙烯Propyle neC3-47.7正丁烷butaneNC4-0.5異丙苯Cume neC9152.4苯BenzeneC680.11設(shè)計流程圖根據(jù)合成和分離要求設(shè)計流程如下圖:圖1設(shè)計流程圖其中，REACTOR -反應(yīng)器，HEATX -換熱器，SEP -閃蒸罐，DIS- 精餾塔,COOL -冷卻器,MIXER -混合器.2流程簡介原料(FEED首先進入反應(yīng)器(REACTOR進行反應(yīng)，丙烯和苯反應(yīng)生成異丙苯，連同未反應(yīng)的原料

3、與雜質(zhì)一同進入深冷裝置 (COOL1,冷卻到-12 C,送入閃蒸罐(SEP1)。其中， 氣相為以甲烷為主的可燃氣，送出體系；液相與產(chǎn)品物流進行換熱，送入閃蒸罐(SEP2。SEP3),回收原料氣丙烯；液相其中，氣相為以丙烯、正戊烷為主的循環(huán)氣，送入閃蒸罐(進入精餾塔。SEP3中液相組分為以正丁烷為主的廢液。精餾塔主要用于分離原料苯與產(chǎn)物 異丙苯，其中塔頂輕組分以苯為主，與SEP3的氣相組分（主要為丙烯）混合，送至反應(yīng)器循環(huán)利用；塔底重組分為異丙苯。三、參數(shù)輸入1輸入組分進入組分輸入頁面，分別輸入甲烷、丙烯、正戊烷、苯及產(chǎn)物異丙苯。如圖所示:Petideuri |Defiro carpcnoint

4、aCdnponent IDi應(yīng)LcaFmertt打曲館FcrmulaCcrwehncrei3EMZEMEC3CcrwehticnalnRCFVLE虧=3H6-2CoweiMicnsIMEF-INEZH4C3CuTlBFALf ialsornoroENZD3HE2ncrCcthenfccmlMDLlANrC4101+FWEnWzaidUorD cHricdAoade1 Fkww圖2輸入組分2物性方法選擇考慮到分離要求中，物系為丙烯、苯以及異丙苯體系，是非極性物系，且又是真實物系,選取的是RK-SOLVE物性方法。如下圖所示:/GlobaProper melfliDda & nacckP-

5、ocm .X100MMONB ssc metiodPK-SC艇Herrj uonnpcn日他etideurfi 日1亡opHoiuFiee-iiUter nechodtWata jdutiftp3Jzleciti口I.MEwENt 口n TEtinrECheinis ID；3Howshsel SedtiatiSP U5& true ocmponni.§Picperiji mcthpodiRKSOAf j_ 二 |廠 HodFp propsity modelsEOS-Dtfd (CtLqurdgmmD ala letL qyrd真Lqukl vdnirt廠 hifedl ijf

6、 f i>iriiuI FijVT U U uuit ECWn廠 Lqq iq. rdoicrco jlatc OHtnapy圖3物性方法的選擇3流股輸入進料（FEED溫度為120C，壓力為1.1atm，丙烯和苯均為 6kmol/s，甲烷、正丁烷均為0.5kmol/s，而產(chǎn)物異丙苯為 Okmol/s。其余流股參數(shù)均為自動計算。i/lipeciticatian±| PSD r.anrrf> -?nr£rrr | E 0 Onrions 匚(KthoSubi-IjEar naiinc.| T »m»r«iLr#土|120|CJPt&am

7、p;srtirft創(chuàng)11二JTdlaltlu*.Mule二|MIbmoi/hi二|R 郎 I eriperat Jie| Mnte-Fbw 亍 lh(nol/hi 刁Corrponent巾II IP5DhJ二 i057匚4OEfotat 幣圖4原料物流參數(shù)4模塊輸入（1）反應(yīng)器（REACTOR參數(shù)輸入選擇反應(yīng)器模塊 RStoic，反應(yīng)溫度為120 C，反應(yīng)壓力為1.1atm，在此反應(yīng)器中發(fā)生 反應(yīng)：C3H6（丙烯） + C6H6 （苯）=C9H12 （異丙苯）其中丙烯的轉(zhuǎn)化率為0.9。MchDns AtifcuWon | Mftai T tdciion StlcdtMh* PoC | Co *

8、 _2Up»ii<ngcardinoncT =mpeiat_reT|WT-aid ass豈圖5反應(yīng)器參數(shù)輸入Speoli ialkns-eacfiam 匚"心鼻 Heal tii Rescliin|Sehctrd |PSDjCo 訂RrwichcmRmNh,Sp0CfitiOF 的1Frit oijn曲燈ion06 - C3-> C92Frac ocnr*ion3 C3 ? 3 口 93Free ccnficriCl-i CJ-> HC4Ne*.|7 Rhbk k cui in »iiii圖6三個反應(yīng)圖示eaztcri No.:Coolficoi

9、tC611*Rc-acionia匚 mpHirirrtCxfii&oni |rq1¥|Prccucf-s廣 M o 訛ml：1血礦皿*|Ia* Fraztciial CDrA'craon0L9cf CDnponert 匚？仃bVoiixhfltna-aEjn圖7反應(yīng)1圖8反應(yīng)2圖9反應(yīng)3(2) 深冷器(COOL參數(shù)輸入選擇加熱器模塊 Heater , COOL將物流深冷至-12 C,壓降-0.1atm ,目的為將進入 流股冷凝至適宜溫度，便于分離出輕組分甲烷氣。COOL2各物流深冷至-13 C,壓力1atm,目的為將進入流股冷凝至適宜溫度，便于 分離出輕組分原料氣丙烯

10、，用于循環(huán)利用。圖10深冷器CValid phases papooUquidOOL1Specif!cation5 Flash Options | Utility參數(shù)輸入圖12深冷器COOL：參數(shù)輸入（3）閃蒸罐（SEP參數(shù)輸入選擇閃蒸罐模塊 Flash2 , SEP1溫度-12 C,壓力為5atm，目的為將部分輕組分（主要 為甲烷，以及部分正戊烷）除去。SEP2溫度138 C,壓力1atm，目的為將輕組分（丙烯，以及部分正戊烷）除去。SEP3溫度-13 C,壓力1atm, 目的為將循環(huán)氣中的正戊烷移出體系。E nhainfment/Specilicalions Flash Options一 F

11、lash specifications：Tem 口即創(chuàng)wcPiessuiew5atniiValid phasesVapor-Liqiuid圖14閃蒸罐SEP2參數(shù)輸入Specifications Flash OptiorE： Entrainnnenl: I UtilityFlash specificationsr empsrituie二匚二Pressureatmi-Vfid phases|Vapof-Liquid圖15閃蒸罐SEP3參數(shù)輸入(4) 混合器(MIXER選擇混合器模塊 Mixer , MIXER溫度120C，壓力1atm。圖16混合器參數(shù)輸入(5) 精餾塔(DIS)選擇精餾塔簡捷算

12、法模塊DSTW，目的將原料苯與產(chǎn)品異丙苯分離。全塔壓力為1atm，回流比設(shè)為最小回流比的 1.1倍，輕關(guān)鍵組分為丙烯， 重關(guān)鍵組分為苯， 其摩爾分率分別為0.9999和0.0001。如圖所示:Spccification? 匚alculalion Options I ConvergenceColumn specificatiorisNumberof stages: FieFlux lahc:Conderiser1atmReboiler:1atmPr&sureLevLight key：ipeoiheatiansT otal condenserPartial tondersar with a

13、ll vapor distillatePartial condens&r with vapor end liquid did ateDistillt a vspor fraction:0圖17精餾塔參數(shù)輸入(6) 換熱器(HeatX)選擇換熱器模塊HeatX，其中熱物流為精餾塔塔釜餾出物，冷物流為為SEP1液相組分, 通過熱量交換將 97%屯度的異丙苯產(chǎn)品降至室溫，送出體系。將SEP1液相組分升溫，送至SEP2進行二段分離。-Calculation-G診園E舅C Dfitafed廣 ShelRTubeC AiiCwledC Plate一 Flow arrangementHd fluid

14、:Flow direction:No. shells n series：V匚 ouritercurrenl1廠 Cdculste number cF yhtlkJ £ pecificationsLMTCPressure DiropVU MethodsFilm CoefficientsUtilitiesE«ch anger T ypreTransfei UAto shortcutEwchjnger specilicationSpQifiction;Hot streairi outlet temperature decreaseValue：120|CT-Exchsriger a

15、rea:I| sqmvDoriEtarit UA:I| cal/sec-ltjMinimum temperatuie approach:|1F圖18換熱器輸入?yún)?shù)四、流程模擬運行結(jié)果參數(shù)輸入完成后，進行程序模擬，運行過程沒有錯誤和警告，表示程序運行成功。程序運行結(jié)果及各模塊運行結(jié)果如下所示。JB8zJJ1 .兀昨呼燈F104ID4E10.4&ePi&MJtBbMfl托IFJ.imi147DWn14 JQ15律m粕叫pG« LIJC儀QDQCiOS?I DXonasst0 000I D：t賞噠g bVKi的&期狛的» M!刊祁咆xsxaitf算他仙iu

16、Z?71S5KSRmb備嗎1E哥/劃Q轅卅i TOUTED如聊?m1«&IE*S潮斑H7135 D HI24U1T*?imTOftri4菟fch1&6U1Enhapy WNriiP-Jr1- :r ： - i11CG5ZZ1110 M167 51112DHT657-6176BDI43 73185B9Wcta Ftok- EvykIYiTE-£1SaiD5J 4 1*匸521131bS0T3E1冊Eli刃TT心Mam*1脈QSl?41.01%上_.t.fc34nu91» HI912fl SU1喘少坤佃和1JJBWEIM-3W150 83詢J.lC -

17、1 j1 i » ' IfHJ'.也i <、>' b.J l< 1.I/J. ,4k.n(J! 10匚i IswrMi |Sief T att叵 創(chuàng)I1|】創(chuàng)65253.91042460】4.兀IH.?0-盹1 100 351a mo1 DOO1 DD15J1.JE5227E5.6S旳1時103-花49朋麻衛(wèi)$:疋刊曠応1771033S01795E447583 0305713.-9252S333122? 117043空丁 y846S6255 莊Ml W91719K 1.77047B1S.B4BT154rmun1302 238TRACE7583

18、5396B321(J 4壬21SB7.152(lb汨圖19 streams模擬結(jié)果1234£G7FrcrnGio:D-4D7BSEftTo63D7DtC6010EKGu»3tFca*nHmm:MNC4LiquidtfkvdL 屮CMiperwit Mk: FlewC«L0MOUHR6109.1 «56169105Cies.1765263.316®C1 66C馬5283 316CJLBMOUHR473 J*7.27Q842.37350唸狎珈41 65619,5i7<wa41.6561&ClLBMOUHR912S.3*9123 屮14

19、52 508152.506145,5312.5766351449 531LBMOUHR420644285476426S4.W4205*. 3210W.B921657,1?21006.8®KC4L9MOUHR4tS4.1W4+-1W4S55.7134555.71 J+<27.603JiS.1O954427 6Q3Fca+e FlowLBHQL/HR52833.762E83.9”5509*33S5CB9.33322D9.2U2289).533E2O9.ZF/as-s FbwLBAdRG.QS4E1E*£6.0S4E1E-GS.92E04E-CS.92E04Z+£

20、12I&&7E-HG?.7)&C7E-G321Fe7E-6Volume FowC-Un/HRI244M3E-713270eE-6I.13C60E-ESBS2BEi-E1.'&3t9OEi-71.03&&4E+STsmpcraLircF28 nonit.40009fOCOOO8.託(1KJ4fO.4caa(j»&536：PSVk16.1GS5414.69G9S73 47OT4M.電船站1JX9S9E14.6SS9S73.47974Vasor Fnaatcn+2iei22J0227402&.a©i&

21、e&rLqud FrfictNn.5761 Braa&03i4tkDCOMO5772S3eC.Oi.DCCOOQ.aaccosiSold) FractbiC.Qc.eG-CC.»C.OC-.3FWar St蝕 yBTU；LDMOL-7M7 4B1-21591 E2-»119j42-2&14S9S52102SB2S1GE2-2(732.17En>tna.lfiyBTWLB-aijiaer五 JSEB-187-0S1D-167.1052.11794-4<. 50702-2C7.M29iEnlhalaY rlDiW&TU/Hq-4 94

22、7+rG-1.1S73L-1L1O0&E-Q-UIOOl-9IJTHtflE 鬲/皿oz-E.t777flh仙or Enit-oo/STUJLBMOL-aa ?苗驅(qū)-124CDB2-W5J7D0寸量aaona-iiC-onasLkjuid Vapor Lkjuid! n iiwbiiibwiiniiviii nan mil mB'iiiamHiiaMiiaimi nan »!> ran iiimiMi141516i B10丁B4初 btedUquidVapor商詼亍£658754”麗1頑352i_ t_ 6 KiiCTd 75173532 1面玉西一，

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29、i527_352 5fi6fiIII I曲2121S5E+9 iiaa « ani-24 49464圖 20 Custom stream summary 模擬結(jié)果B3BlB8Hwn曾DODTDQGrmpProiieTty m亡thodlMi-SO AVEEK-S0AVERK-SOAYEHemryJ s c omporient list IIEletrlytw chemistry IDUsf txua 54ci«sfer tltctrcilyt«sYESYESYESFf電phts« pr&ptrt isstkodS71AN-TASTEAN-TASTEATTAWat er e olilbiLi ty method.333Spe ci £1 ed. pressure atm-0. 1-121-135-12Spe ci fi ed- terniperature CSp-eci fi ei