制苯装置苯、甲苯、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

苯、甲苯、二甲苯是有机化工的重要原料。

制苯装置是以乙烯装置的副产品裂解汽油和氢气为原料，应用各种技术，以生产纯苯为主产品，同时副产多种石油化工原料的石油化工装置。裂解汽油在制苯过程中通过加氢、抽提分离得到纯苯，同时可得到c5、c9、甲苯、抽提油、c8、等重要的副产品。

aspenplus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。aspenplus具有完整的结构，其后面有着强大的数据库支持着，并且提供两种工程算法，可以大大提高工作效率。

2. 研究内容和预期目标

课题关键问题：

1.掌握aspenplus流程模拟软件的使用方法，熟练应用该软件进行工艺流程模拟和分析2.绘制制苯装置分离系统的工艺流程图3.运用aspenplus软件建立工艺模型，对制苯装置分离系统进行流程模拟4.运用aspenplus对模型进行分析，找出产品质量、产量及能耗的主要影响因素

课题难点：1.用aspenplus建立制苯装置分离系统的模型并选取合适的物性方法2.对制苯装置分离系统的模型进行调试和修改3.分析精馏塔的进料位置、回流比等与能耗、组分纯度的关系4.找出苯、甲苯、二甲苯产品的质量、产量、能耗的主要影响因素

3. 研究的方法与步骤

苯、甲苯、二甲苯是有机化工的重要原料。随着社会的发展世界三大合成材料中的合成树脂成为产量和消费量最高的合成材料。生产合成树脂的原料来源丰富，早期以煤焦油产品和电石碳化钙为主，现多以石油和天然气的产品为主，如苯、乙烯、丙烯等。因此苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。随着苯、甲苯、二甲苯的大量生产，但为了提高裂解汽油的处理能力，增加化工原料的制造，降低能耗物耗和生产成本以及充分利用现有设备节约投资。所以需要进一步对制苯装置苯、甲苯、二甲苯精馏塔进行优化。为了寻找优化过程中出现的故障，消除瓶颈，更好更快的实现优化，需要了解及学习aspenplus流程模拟软件。

直至二战，苯还是一种钢铁工业焦化过程中的副产物。这种方法只能从1吨煤中提取出1千克苯。1950年代后，随着工业上，尤其是日益发展的塑料工业对苯的需求增多，由石油生产苯的过程应运而生。现在全球大部分的苯来源于石油化工。工业上生产苯最重要的三种过程是：

1.催化重整即在有催化剂作用的条件下，对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。重整汽油可经芳烃制取苯、甲苯和二甲苯。这是德国在二战时期的工艺。

4. 参考文献

以AspenPlus为研究工具，建立工艺模型并对苯、甲苯、二甲苯精馏塔进行流程模拟，并通过不断的对模型的调整，使模拟结果与生产装置运行参数基本吻合。以苯塔、甲苯塔、二甲苯塔最优化为目的展开研究，探讨塔顶回流比、进料位置、回流温度等因素对塔顶产品浓度变化的影响规律，并不断优化操作条件，找出产品质量、产量以及能耗的主要影响因素，达到苯-甲苯-二甲苯精馏塔的优化目的。

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。3月2日至3月6日：复习和巩固AspenPlus软件的使用方法。3月9日至3月13日：查找制苯装置工艺资料，熟悉苯塔甲苯塔二甲苯塔的精馏工艺流

程、主要控制参数和产品质量要求，绘制带控制点的工艺流程图。3月16日至3月20日：收集相关生产数据，用AspenPlus软件建立制苯装置中苯塔-甲苯塔-二甲苯塔的基础模型。3月23日至3月27日：对模型进行调试和修改，确定最终版的基础模型。3月30日至4月3日：中期汇报。4月6日至4月10日：利用AspenPlus分析工具进行模型分析，找出产品质量、产量、能耗的主要影响因素。4月13日至4月17日：利用AspenPlus优化工具进行模型优化，提出一至两项生产优化建议。4月20日至4月24日：完善分析和优化内容，完成模型的最终版。4月27日至5月1日：撰写毕业论文初稿。5月4日至5月8日：修改毕业论文。5月11日至5月15日：完成毕业论文终稿，准备答辩。5月18日至5月22日：毕设答辩。