乙烯装置C3分离系统的流程模拟与优化开题报告

1. 研究目的与意义

乙烯装置是以石油和天然气为主要原料，以生产高纯度乙烯和丙烯为主的装置。乙烯是全球产量最多的化学产品之一，该工业是化工产业的核心。

丙烯精馏塔的作用是将进料分离成聚合级丙烯产品和C₃液化气产品；丙烷精制塔的作用是精制丙烷回收丙烯。因此丙烯精馏塔和丙烷精制塔是乙烯装置C₃分离的重要精馏塔，但是我国乙烯装置C₃分离系统存在很多问题，如运行效率低、能耗大、产品质量不高等。所以研究乙烯装置C₃分离系统的模拟与优化具有重要意义。

由于Aspen Plus 数据库包括近6000 种纯组分的物性数据，具有产品线比较长、集成能力强等优点，且是唯一将序贯（SM）模块和联立方程（EO）两种算法同时包含在一个模拟工具中的软件。^[1] 因而，本课题现采用Aspen Plus软件进行流程模拟和优化，找出影响产品质量、产量或能耗的主要因素，从而减少能耗，提高运行效率和产品质量。

2. 研究内容和预期目标

课题关键问题：

（1）掌握aspen plus软件的使用方法，熟练应用该软件进行工艺流程模拟和分析；

（2）绘制带控制点的乙烯装置c₃分离系统的工艺流程图；

3. 研究的方法与步骤

1、精馏塔的分离现状

精馏塔是精馏过程中的关键设备，用于加工进料，将进料分离成不同馏分的产品，生产过程可简述为进料经加热炉加热至工艺要求的温度，然后从塔底进入精馏塔，经蒸馏后分离为若干个产品。^[2] 每一馏分的产品成分与成分、流量、各种温度、各种压力、回流量、采出量等参数有关。精馏塔分为精馏段和提馏段，精馏段在进料口上方的塔段，把上升蒸汽中的易挥发组分进再次提浓；提馏段在进料口下方的塔段，提取向下流动液体中的易挥发组分。

由于精馏过程相当复杂、能耗也很大。优化操作、减少能耗、提高产品的质量和产量就成为研究精馏操作的重中之重。如今,以严格机理为基础的开放式方程模型方法渐渐的成为建模的主流方法之一，而优化对象也渐渐的从小规模、单个操作单元朝着大规模、整个系统的方向发展。为了达到生产效率的目的,过程系统的实时优化也被用到实际生产中。开放式方程建模、优化对象的扩大以及实时优化的实施对过程系统的优化方法提出了更高要求。^[3]

4. 参考文献

（1）掌握aspen plus流程模拟软件使用方法；熟悉生产工艺流程；

（2）收集分析生产数据，运用aspen plus软件建立乙烯装置c₃分离系统流程模型；

（3）运用aspen plus分析工具对模型进行调整和优化，使模拟结果与生产装置运行参数基本吻合；

5. 计划与进度安排

(1)查找外文文献，完成任务书；

(2)翻译外文文献，完成开题报告；

(3)汇报开题报告；