Aspen实习作业:甲苯-乙苯精馏分离设计与优化
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更新于2024-08-06
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本次任务是关于Aspen软件在甲苯-乙苯精馏分离实习大作业中的应用。首先,背景部分介绍了甲苯和乙苯在化工产业中的重要性,它们作为C7、C8芳烃混合物的组成部分,广泛应用于溶剂、精细化学品生产以及合成材料等领域。甲苯由于产量相对过剩,有时会被用于转化为其他有价值的化学品,如苯、二甲苯或用于生产洗涤剂添加剂、医药品等。乙苯则主要用于生产苯乙烯,用于塑料和聚合物的制造。
问题叙述部分设定了一个实际操作场景,即在常压连续精馏塔中,需要分离甲苯和乙苯混合液,目标是达到塔顶甲苯浓度至少为99%,塔底乙苯浓度至少为99%。学生需要利用AspenPlus的RadFrac模型来设计并优化这个精馏塔,具体任务包括模拟塔内温度和组分浓度分布,进行灵敏度分析以理解关键参数如回流比、进料位置和采出量对塔顶和塔底热负荷以及产品纯度的影响,以及在满足分离要求的前提下,最小化总塔板数和再沸器热负荷。
解答过程将涉及以下步骤:
1. 模型建立:使用AspenPlus创建一个连续精馏塔模型,输入物料性质和初始条件,设置塔径、塔顶和塔底的温度控制。
2. 模拟优化:通过调整塔的操作条件,如回流比、进料口位置等,进行模拟计算,以找到最佳的分离效果。这可能涉及到多次迭代和调整,直到达到预设的分离指标。
3. 温度和浓度分布分析:生成塔内的温度和各组分浓度随高度变化的图形,观察塔内的相平衡情况和传质过程。
4. 灵敏度分析:通过改变关键参数,如回流比从50%到150%,进料位置从塔顶到塔中部,以及不同采出比例,分析这些变化对塔顶和塔底热负荷、产品纯度的影响程度,以确定最敏感的因素。
5. 参数优化:根据灵敏度分析的结果,调整塔的参数,例如增加塔板数或改变再沸器设计,以降低热负荷和提高效率,同时确保产品纯度。
6. 结果验证与报告:最后,验证优化后的塔是否满足分离要求,并撰写详细的设计报告,阐述优化策略和理由。
在整个过程中,学生不仅需要掌握AspenPlus软件的使用技巧,还要理解精馏原理和实际化工操作中的工程实践,这是一次结合理论与实践的深入学习机会。
2023-07-28 上传
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