异丙苯制备及分离流程.doc
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异丙苯制备及分离流程模拟
Design and Optimization on the Isopropyl Benzene Technology Process
一级学科：化学工程与技术
学科专业：化学工程与工艺
学 生：
学 号：
指导教授： 教授
北京化工大学化学工程学院
二零一一年十二月三十日 目录
异丙苯制备及分离流程模拟1
一、设计任务与要求3
1、设计任务3
二．流程设计4
三.完成输入设定5
3.1 setup设置 5
3.2 输入组分5
3.3 物性方法的选择6
3.4 Streams的输入 6
3.5 BLOCK的输入 7
3.5.1 反应器模块的输入 7
3.5.2 换热器模块输入 9
3.5.3 精馏塔模块输入 10
3.5.4 闪蒸罐模块输入 10
3.5.5 泵的输入 11
四，模拟运行13
五．灵敏性分析16
5.1 换热器出口温度的灵敏度分析18
5.2 闪蒸罐温度的灵敏度分析20
5.3闪蒸罐压力的灵敏度分析 21
5.4精馏塔回流比的灵敏度分析 22
六．确定工艺参数： 24
七．心得体会 24
一、设计任务与要求
我的学号为，包含0、1、2、7、8五个数字，对应甲烷、丙烯、正丙醇、异丙苯、苯这五种原料，进行异丙苯制备及分离
学号1234567890分子甲烷丙烯丙烷正丁烷正戊烷甲醇正丙醇异丙苯正戊烷苯（1）进口物料：压力1.1atm 温度120 C
流 量： 苯和丙烯各40kmol/s，其他组分分别为5kmol/s
（2）反应器： 丙烯转化率0.9， 压力降、热负荷为：0
（3）换热器： 压力降 -0.1 atm
（4）精馏塔 ：要求压力为1atm （全塔）， 塔釜苯摩尔含量为0.0001
二、流程设计
根据合成及分离要求设计流程如下图1所示：
整个流程有五部分组成：反应器（REACTOR）、换热器（HEATER）、闪蒸罐（SEP）、泵（PUMP）及精馏塔（DSTWU）。
原料（FEED）首先进入反应器进行反应，丙烯和苯反应生成异丙苯，连同未反应的物质一同进入换热器中进行冷凝，经过冷凝器降温后的混合物进入闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸后的气相进入其他工序，液相经泵加压后进入精馏塔中进行分离，其中塔顶轻组分循环回到反应器中继续反应，重组分异丙苯由塔釜排出，作为产品。
图1 异丙苯制备及分离工艺流程图
三、完成输入规定
3.1 setup设置
在界面中点击，进入如图2所示界面，选用英制单位，其余均为默认值。
图2 SETUP设置界面
3.2 输入组分
进入如图3所示界面，输入正丙醇 、丙烯、异丁烷、苯和异丙苯五种物质。
图3 组分输入 3.3 物性方法选择
进入Properties输入界面，选择合适的物性方法，本次模拟选用RK-SOAVE物性方法。
图4物性方法的选择
3.4 Streams的输入
在物性方法确定之后，在Streams输入界面按照设计要求输入进口物料的温度、压力及各组分流率。注意各个参数的单位。如图5所示：
图5物流（FEED）输入
3.5 Block的输入
3.5.1反应器模块输入
根据题目要求，反应器为绝热的，即Heat duty为0，压力降为0。如图6所示：
图6反应器模块输入
接下来设置反应方程式，点击Reactions选项卡，在界面中点击New..，新建反应，方程式为：C3H6+C6H6=C9H12
转化率为0.9，关键组分为C3H6。
图7反应方程式输入
3.5.2 换热器模块输入
设定换热器的压力降及出口温度，出口温度暂设定为38℃，压力降0.1atm。如图8所示：
图8换热器模块输入
3.5.3 精馏塔模块输入
在精馏塔模块中，确定全塔压力均为1atm，回流比设定为2，并根据任务确定塔顶轻组分苯和重组分异丙苯的摩尔分率分别为0.999和0.0001。如图9所示：
图9精馏塔模块输入
3.5.4 闪蒸罐模块输入
根据分离要求，最终确定闪蒸罐压力为0.02atm，温度为29℃。如图10所示：
图10闪蒸罐模块输入
3.5.5 泵的输入
离心泵的出口压力设定为1atm，以便能够将物料输送进精馏塔。
图11.离心泵模块的输入
四．模拟运行
在所有输入完成之后，将程序进行运行，运行过程没
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