乙烯装置C3分离系统模拟及优化

论文总字数：20272字

摘 要

随着化工工业的不断发展，丙烯的需求量也快速增加，丙烯的主要来源有两条途径：一是乙烯装置烃蒸汽裂解；二是催化裂化。而且近年大型乙烯装置中的丙烯精馏塔操作不稳定、能耗大的问题，本文采用Aspen Plus软件对丙烯精馏塔和丙烷精制塔进行模拟与优化。选取Radfrac模块、PENG-ROB物性方程模拟丙烯精馏塔、丙烷精制塔来提高丙烯纯度。模拟结果及灵敏度分析结果表明：丙烯精馏塔塔底采出量和回流比对丙烯精馏塔塔底丙烯含量影响较小。但是丙烯精馏塔的回流比对丙烯精馏塔的冷凝器和再沸器的影响较大，所以减小回流比可以减少丙烯精馏塔的能耗。经过模拟及优化后丙烯精馏塔塔顶的丙烯含量在99.6 %以上，丙烷精制塔塔釜的丙烯含量在（0.00 %~5.00 %）。

关键词：丙烯；精馏塔；模拟与优化；Aspen软件

Simulation and Optimization of C₃ Separation System

in Ethylene Plant

Abstract

With the continuous development of the chemical industry, the demand for propylene has also increased rapidly. The main source of propylene has two ways: one is the hydrocarbon steam cracking of ethylene plant; the other is catalytic cracking. In recent years, the problems of unstable operation and high energy consumption of propylene distillation column in large scale ethylene plant are, Aspen Plus software is used to simulate and optimize the propylene distillation column and propane refining tower. Selection module, PENG-ROB properties Radfrac simulation of propylene distillation tower, refining tower to improve the purity of propylene . The results of numerical simulation and sensitivity analysis results showed that the propylene distillation Tatadicai and reflux ratio of propylene rectification tower bottom propylene content has little effect. But the reflux ratio of propylene rectification tower has a great influence on the condenser and Reboiling deviceof the propylene distillation column, so the reduction of reflux ratio can reduce the energy consumption of propylene distillation column. After simulation and optimization, the propylene content in the top of propylene distillation column is over 99.6 %, and the content of propylene in the propylene refining column is (0.00%~5.00%).

Keywords: Propylene; Distillation Column; Simulation and Optimization; Aspen Software

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2 Aspen Plus介绍 1

1.3课题研究的意义 1

1.4主要产品 2

1.4.1聚合级丙烯 2

1.4.2丙烷 2

第二章 丙烯精馏工艺 3

2.1精馏的原理 3

2.2主要工艺参数 3

2.3工艺要求及指标 3

2.4数据处理 3

2.5工艺流程叙述 4

2.6乙烯装置C₃分离工艺流程图 5

第三 章丙烯精馏系统的模拟 6

3.1 Aspen plus模型的建立 6

3.1.1 单元模块的选择 6

3.2模拟参数选择 7

3.2.1单位的选择 7

3.2.2物性方法的选择 7

3.2.2进料组成 7

3.2.2模块的输入 8

3.2.2.1 DA-1406塔 8

3.2.2.2 DA-1410塔 10

3.2.2.3加压泵 11

3.3模型调整 11

3.4模拟结果 12

第四章 工艺分析与优化 14

4.1精馏操作的影响因素 14

4.2灵敏度分析 14

4.3灵敏度分析操作方法 14

4.4灵敏度分析结果 15

4.4.1 DA-1406回流比对DA-1406塔顶丙烯含量的影响 15

4.4.2 DA-1406塔底采出量对DA-1406塔顶丙烯含量的影响 16

4.4.3 DA-1410侧线采出对DA-1406塔顶丙烯含量的影响 17

4.4.4 DA-1406回流比对DA-1406的冷凝器、再沸器以及DA-1410再沸器的影响的影响 18

4.4.5 DA-1406塔压对DA-1406冷凝器、再沸器和DA-1410再沸器热负荷的影响 19

4.4.6 DA-1410塔压对DA-1406冷凝器、再沸器和DA-1410再沸器热负荷的影响 20

4.4.7 DA-1410侧线采出量对DA-1406塔顶丙烯DA-1410侧线丙烷、塔底丙烷的影响 21

4.5丙烯精馏系统的优化 22

4.5.1设计规定 22

4.5.2优化回流比的输入 22

4.5.3优化回流比的结果 23

4.5.4优化采出量 24

4.5.5优化采出量的结果 24

第五章 结论 26

致谢 27

参考文献 28

附录 29

1. 绪 论

1.1引言

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