论文总字数：18188字

摘 要

制苯装置是以裂解汽油和氢气为原料，主要用来生产苯的石油化工装置。制苯装置通过将裂解汽油进行加氢工艺、抽提工艺，从而分离得到纯的苯，同时还会产生C₅、C₈、C₉等副产物。本文通过使用Aspen Plus软件对制苯装置分离系统进行流程模拟及优化。通过Aspen Plus的灵敏度分析找到对制苯装置产品质量影响较大的因素，并对这些因素进行调整，以达到符合实际工况的要求。再使用Aspen Plus软件的设计规定找到适合实际生产的操作参数，从而来提高产量和降低能耗。

关键词：制苯；分离；模拟；优化

Simulation and Optimization of Benzene Separation System Process

Abstract

Benzene is a means of pyrolysis gasoline and hydrogen as raw materials, mainly used to produce benzene petrochemical plants.Benzene by means of pyrolysis gasoline hydrogenation process, extraction process,Thus isolated pure benzene, Also generate byproducts C₅, C₈, C₉ and the like. By using Aspen Plus software Benzene means separation system for process simulation and optimization. Sensitivity analysis by Aspen Plus to find Benzene means greater product quality factors, and adjustment of these factors, in order to achieve compliance with the requirements of the actual working conditions. Then use the design requirements Aspen Plus software find the actual production of the operating parameters, thereby to increase production and reduce energy consumption.

Keywords: Benzene; Separation; Simulation; Optimization

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 背景 1

1.2 综述 1

1.2.1 苯制备的方法 1

1.2.2 制苯装置的介绍 2

1.2.3 精馏原理的介绍 2

1.2.4 化工模拟软件的介绍 2

1.2.5 Aspen Plus软件的介绍 2

1.3 模拟的方法 2

1.4 模拟的意义 3

第二章 制苯装置的模拟 4

2.1 制苯装置的工艺流程 4

2.2 绘制工艺流程图 4

2.3 Aspen Plus建模 6

2.3.1 进料组分 6

2.3.2 Aspen Plus模型建立 6

2.4 模拟结果 10

2.5 模型调整 11

2.5.1 苯塔的灵敏度分析 12

2.5.2 甲苯塔的灵敏度分析 14

第三章 工艺分析 18

3.1 苯塔的工艺分析 18

3.1.1 苯塔回流比对塔顶苯、甲苯含量的影响 18

3.1.2 苯塔塔顶采出量对塔顶苯、甲苯含量的影响 19

3.1.3 苯塔塔压对塔顶苯、甲苯含量的影响 19

3.1.4 苯塔进料位置对塔顶产品质量的影响 20

3.1.5 苯塔回流比对能耗的影响 21

3.1.6 塔顶采出量对能耗的影响 21

3.1.7 苯塔塔压对能耗的影响 22

3.2 甲苯塔的工艺分析 23

3.2.1 甲苯塔回流比对塔顶甲苯含量的影响 23

3.2.2 甲苯塔采出量对塔顶甲苯含量的影响 23

3.2.3 甲苯塔塔压对塔顶甲苯含量的影响 24

3.2.4 进料位置对塔顶甲苯含量的影响 25

3.2.5 甲苯塔回流比对能耗的影响 25

3.2.6 采出量对能耗的影响 26

3.2.7 甲苯塔塔压对能耗的影响 27

第四章 模型优化 28

4.1 设计规定 28

4.1.1 规定苯塔塔顶苯的产品质量找合适的塔顶采出量 28

4.1.2 规定苯塔塔顶苯的产品质量找合适的回流比 30

4.1.3 规定甲苯塔塔顶甲苯的产品质量找合适的塔顶采出量 30

4.2 结论 31

第五章 总结 32

致谢 33

参考文献 34

第一章 引言

1.1 背景

一些含碳量高的物质不完全燃烧后会生成苯。在大自然中，一些自然现象就可以生成苯，比如火山爆发会生成苯，当森林发生火灾时也会生成苯。日常生活中的一些现象也会产生少量的苯。当人们吸烟时苯就从香烟中产生了。化工领域中煤焦油的主要成分也是苯。

直到20世纪40年代，苯还是钢铁生产过程中的副产品。在当时的生产过程中人们可以用1吨煤制得1千克的苯。20世纪50年代后，工业发展速度加快，这加大了生产对苯的需求。后来，人们探索出用石油生产苯的方法。现在，制取苯最常用的方法有三种，它们分别是：催化重整制苯、甲苯加氢脱烷基化制苯、蒸汽裂化制苯。到目前为止，苯的来源基本上是石油。

在我国，主要采用催化重整油、裂解汽油和焦化轻油来制取苯。近些年，随着石油化工业的迅猛发展，石油苯已成为主要来源，制取苯的装置主要是先进的芳烃联合装置。我国现在有50多套制苯装置，年生产能力大约在250万吨。其中90 %左右的苯是用重整、裂解汽油、甲烷脱烷基、甲苯歧化的方法生产出来的，用煤焦油生产的苯占10 %左右。对于苯的消费领域，化工行业占绝大部分，轻工业的消耗占2 %，医药行业的消耗占0.5 %，还有一些其他行业对苯的消耗加起来占苯的总消耗量的25 %左右。最近几年，我国对苯的需求越来越大，这就要求提高苯的产量。

1.2 综述

苯在室温下是一种无色透明的液体，具有一定的甜味，同时具有很强烈的芳香气味。^[1]苯具有可燃性，还有一定毒性，人体长期接触苯会致癌。苯分子由碳原子和氢原子组成，它是最简单的芳烃，苯具有芳环，也是最简单的芳环。苯难溶于水却易溶于有机溶剂，苯自身也可以作为有机溶剂，苯可以用来生产炸药。苯是化工生产过程中的基本原料，苯的产量也标志着一个国家在石化行业的发展水平。

1.2.1 苯制备的方法

1、从煤焦油中提取。在煤炼焦的过程中会产生轻焦油，这些轻焦油中就含有大量的苯。最初，化工行业都是用这样的方法来生产苯的。首先，将煤焦油和煤气一起送入反应设备，用沸点较高的煤焦油作为洗涤剂和吸收剂，用来洗涤煤气中的煤焦油并吸收煤气中的煤焦油。在蒸馏结束后，便会得到粗苯和其他副产品。然后将粗苯进行精制，就可以得到工业级的苯了。但是，用这种方法制得的苯纯度较低，同时还会污染环境。现在，已经是比较落后的制苯工艺了。

2、从石油中提取。苯存在于石油中。目前，从石油中提取苯已经成为获得苯最常用的方法。^[2]

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：18188字