乙醇-水-苯体系恒沸精馏过程模拟毕业论文(编辑修改稿)

乙醇-水-苯体系恒沸精馏过程模拟毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

以达到很好的分离效果。 图 220 苯的进料量与产品乙醇浓度关系图 （ 2） 回流比的影响 回流比是精馏操作中的一个重要的操作参数，能够调节塔底产品浓度，回流比越大，塔的分离能力增加，塔底无水乙醇产品浓度越高。 但回流比太大会使操作费用增加。 因此选择适宜的回流比，能够降低生产成本。 图 221 是在一定条件下的回流比对产品 纯度的影响，从图中可以看出回流比 ≤ 15，产品乙醇浓度增加很快，当回流比 ＞ 25 以后， 16 乙醇浓度 随回流比 的 变化 趋于平稳 ， 在回流比为 25 时 ， 乙醇浓度为 %且 苯的含量 亦达到 分离 要求，所以 最佳回流比 应 取 25。 图 221 回流比 与产品乙醇浓度关系图 （ 3） 夹带剂（ F2）进料位置的影响 图 222 是在一定条件下夹带剂苯（ F2）的进料位置对产品纯度的影响，从图中可以看出， F2 从第 2 块塔板到第 12 块塔板 进料时 ，对乙醇浓度影响不大，从第 15 块塔板以下进 料，乙醇浓度随着 进 料位置的增大而减小。 因为原料乙醇规定从第 6 块塔板进料。 为方便起见， 让夹带剂 也从第 6 块塔板进料。 图 222 夹带剂进料位置 与产品乙醇浓度关系图 17 （ 4）塔板数的影响 塔板数是精馏塔设计过程中一个重要的设计参数。 塔板数越多塔的分离效果越好，但是塔板数太多，会给精馏塔的加工带来困难，在满足生产要求的前提下，对塔板数与塔底乙醇浓的关系进行优化。 由 图 223 可以看出塔板数在 15 以下 ，乙醇浓度随塔板数的增加升高很快，当塔板数大于 20 时 乙醇浓度基本不随塔板数的增加而增大，综合考虑，取最佳塔板数为 20 块。 图 223 塔板数 与产品乙醇浓度关系图 塔内情况模拟结果 在满足工艺条件要求下， 以 100 ㎏／ h 质量分率为： 乙醇 %，水 %的 双组分 混合物 (F1)为第一股进料。 以 58 ㎏／ h 质量分率为： 苯 %，乙醇 %，水 1%的 三组分 混合物 （ F2） 为第二股进料。 摩尔回流比为 25，夹带剂进料位置为 6，塔板数为 20，程序运行后 的最佳工艺参数输出 结果 如下表 22 所示。 表 22 各流股结果输出 表 Strenm ID D F1 F2 W Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr 18 Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Mass Flow kg/hr WATER ETHAN01 BENZE01 Mass Frac WATER ETHAN01 BENZE01 41PPM Mole Flow kmol/hr WATER ETHAN01 BENZE01 ﹤ Mole Frac WATER ETHAN01 BENZE01 24PPM Liq Vol 60F cum/hr WATER ETHAN01 BENZE01 TRACE Liq Frac 60F WATER ETHAN01 BENZE01 37PPM 19 3 结果与讨论 （ 1） 由 模拟结果可以看 出， RADFRAC 模块匹配适当的参数，便可 达到理想的分离效果， 满足操作要求。 （ 2） 以 质量分率为： 苯 %，乙醇 %，水 1%的苯的混合物 为夹带剂 采用 恒沸精馏 可以实现 对 乙醇 水 恒沸 体系的分离。 在规定了生产任务和选定夹带剂的条件下，精馏 塔 最佳工艺 操作参数为 ： 塔压 、 全塔压降为 ，全塔的默弗里效率为 ，回流比为 25， 实际 塔板数 20 块、 两股物流的 进料板为第 6 块塔板 ， 得到的产品中 乙醇 的质量分率为 %,乙醇中苯的含量为 42ppm， 达到了理想的分离效果。 20 参考文献 [1] 能林．溶剂手册 [M]．北京：化学工业出版社， 1994． 276， 424 [2] 刘正庚 ,赵建华 .过程模拟技术 [J].计算机应用与化学， 1993,10(3):161170 [3] 谢杨，沈庆杨 . ASPEN PLUS 化工模拟系统在精馏过程中的应用 .化工生产与技术 1999， 6（ 3） [4] 陈钟秀 ,顾飞燕 ,胡望明 .化工热力学 [M].北京 :化学工业出版社 ,2020 [5] 张哲，卢涛 .基于 ASPEN PLUS 的常压蒸馏装置流程优化 北京化工大学学报 Vol. 36 , [6] 陈敏恒 ,从德滋 ,方图南 .化工原理（下册） [M].北京 :化学工业出版社 ,2020 [7] 陈银生，应于舟 .Aspen工程软件在甲醇精馏工艺设计中的应用 石油与天然气化工 2020， 34（ 4） [8] Yang B L , Wu J , Zhao G S , et al. Multiplicity analysisin reactive distillation column using ASPEN PLUS[J ] .Chinese Journal of Chemical Engineering , 2020 ,14 (3) [9] Seyab A R K, Cao Y. Comput Chem Eng[J], 2020 ,(32) : 153321545. [10]李立硕，韦藤幼，杨海敬，童张法 .酿酒科技 2020， 2 21 谢 辞 这次 毕业论文 能够得以顺利完成，是所有指导过我的老师，帮助过我的同学和一直关心支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。 我要在这里对他们表示深深的谢意。 感谢 张耀霞老师 ，没有您的悉心指导就没有这篇论文的顺利完成。 感谢大学四年来所有的化工学院老师，是 你们 传授了我知识，使我掌握了丰富的 专业基础知识，为我毕业论文的顺利完成提供了非常重要的理论基础，也为我以后的工作注入了活力和动力。 感谢我的父母 ，没有你们，就没有我的今天，你们的支持与鼓励，永远是支撑我前进的最大动力。 感谢身边所有的朋友与同学，谢谢你们四年来的关照与宽容，与你们一起走过的缤纷时代，将会是我一生最珍贵的回忆。 二零一一年六月 四 日 22 附 录 乙醇 水 苯 恒沸精馏过程模拟和优化输出结果 Run reinitialized 15:23:23 Wed May 18, 2020 Processing input specifications ... Flowsheet Analysis : COMPUTATION ORDER FOR THE FLOWSHEET: B3 Calculations begin ... Block: B3 Model: RADFRAC Convergence iterations: OL ML IL Err/Tol 1 1 4 2 1 4 3 1 3 4 1 4 5 1 4 6 1 9 7 1 5 8 1 4 9 1 3 10 1 4 11 1 3 12 1 3 13 1 2 14 1 3 15 1 3 Simulation calculations pleted ... Run reinitialized 15:18:23 Wed May 18, 2020 Processing input specifications ... Flowsheet Analysis : COMPUTATION ORDER FOR THE FLOWSHEET: S1 B3 (RETURN S1) 23 Calculations begin ... Sensitivity Block S1 Row 1 begins Block: B3 Model: RADFRAC Convergence iterations: OL ML IL Err/Tol 1 1 4 2 1 4 3 1 3 4 1 3 5 1 3 6 1 4 7 1 3 8 1 3 Sensitivity Block S1 Row 2 begins Block: B3 Model: RADFRAC Convergence iterations: OL ML IL Err/Tol 1 1 4 2 1 4 3 1 3 4 1 3 5 1 3 6 1 2 Sensitivity Block S1 Row 3 begins Block: B3 Model: RADFRAC Convergence iterations: OL ML IL Err/Tol 1 1 4 2 1 4 3 1 3 4 1 3 5 1 2 6 1 3 24 Sensitivity Block S1 Row 4 begins Block: B3 Model: RADFRAC Convergence iterations: OL ML IL Err/Tol 1 1 4 2 1 4 3 1 3 4 1 3 5 1 2 6 1 2 7 1 3 Sensitivity Block S1 Row 5 begins Block: B3 Model: RADFRAC Convergence iterations: OL ML IL Err/Tol 1 1 4 2 1 5 3 1 3 4 1 3 5 1 3 6 1 2 7 1 3 Sensitivity。