二甲苯装置二甲苯精馏塔的流程模拟及优化开题报告

1. 研究目的与意义

二甲苯主要用作化工原料和溶剂。可用于生产苯酐、染料、杀虫剂和药物，如维生素等。亦可用作航空汽油添加剂。作溶剂外，还用于制造邻苯二甲酸干、邻苯二甲腈、二甲苯酚和二甲苯胺的原料，航空汽油添加剂。主要用作溶剂和用于合成油漆、涂料，还可用作稀释剂。

aspen plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。产品线比较长，集成能力很强。aspen plus是aspen工程套件(aes)的一个组份。aes是集成的工程产品套件，有几十种产品。以aspen plus 的严格机理模型为基础，形成了针对不同用途、不同层次的aspen tech 家族软件产品，并为这些软件提供一致的物性支持。

产品具有完备的物性数据库：物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为aspen plus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用aspen plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。aspen plus 数据库包括将近6000 种纯组分的物性数据aspen的数据库是越来越强大，目前已经包含了nist数据库。

2. 研究内容和预期目标

本课题需将精馏塔的工艺流程通过Aspen plus软件进行模拟计算，求出塔顶采出量、塔底及再沸器的流出量，并通过分析模拟计算的结果提出合理的优化建议。首先需要熟练掌握Aspen plus软件的应用，其次要了解二甲苯精馏的工艺流程。建立准确的模型是关键，其中物性方法的选择是关键点，能提高模拟结果的准确度。

问题的难点是在模拟分析了精馏塔的温度和浓度分布以及理论板数,回流比和能耗的关系后，模拟结果如何做到与实际操作数据吻合,从而使模拟结果的准确度更高？如何说明该软件的模拟过程在二甲苯精馏装置中的应用是可行的，并用于指导生产，分析精馏过程中如何尽可能提高分离的纯度，降低杂质的含量。此外，还需对二甲苯精馏装置提出合理的优化建议，达到高效运作。

3. 研究的方法与步骤

由于二甲苯组分较多，组分间沸点差异很小，分离可供选择的流程较多，其中精馏分离所需的理论板数多，本文运用精馏的基本原理，介绍aspen plus在二甲苯精馏过程中的流程模拟，通过建立模型对过程的关键参数进行综合分析，在塔产品控制指标达标的前提下，选择最优的操作参数,降低装置能耗,提升装置经济效益。使模拟结果与实际操作数一致。

二甲苯是重要的有机化学原料，主要用于合成对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，本文采用aspen plus流程模拟软件对二甲苯精馏塔装置进行流程模拟，试图建立合理可靠的模型，为装置的设计、改造和操作条件的优化提供理论依据。了解二甲苯的性质和生产工艺将有利于建立合理高效的模型，搜集热力学模型的数据，建立热力学模型以便于计算机进行模拟计算。

首先精馏是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离的过程。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。其特点是气、液相回流，优点是提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力，因而只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。

4. 参考文献

在掌握精馏原理的前提下，学习工艺流程，然后通过运用Aspen plus软件对二甲苯精馏装置进行流程模拟，建立准确的模型，选择正确的物性方法使模拟结果的准确度更高，更符合生产要求。完善和优化已建立的模型，使模拟结果与生产装置运行参数基本吻合，并在分析此工艺的基础上提出合理的优化建议。

5. 计划与进度安排

1月5日至1月9日：查找外文文献，完成任务书。

1月12日至1月16日：翻译外文文献，完成开题报告。

1月19日至1月23日：汇报开题报告。