论文总字数：15310字

摘 要

本课题研究的是甲醇/氯苯/环己胺/水回收精馏装置方案研究的模拟与优化。在理性分析工艺的整个流程和熟悉Aspen Plus模拟软件的基础上，对甲醇精馏系统的模拟与优化。所建立的模型经进一步的调整后满足实际生产所达到的目标要求，然后在此基础上进行最后的优化总结，并对其中所模拟出的参数进行验证，探索出最优化的工艺条件。为进一步得到高纯度的甲醇产品，本设计的工艺流程分为两个塔模拟，分别为:简捷法精馏设计（DSTWU）、严格法精馏设计（RadFrac）。DSTWU模型可以模拟一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的多级多组分的蒸馏塔，采用Winn-Underwood-Gilliland方法进行间捷法蒸馏设计计算，其目的是确定最小回流比、最小级数或者实际回流比、实际级数；RadFrac模型是可以用来模拟各种多级气液精馏操作的严格算法模块，对DSTWU模型计算得到的塔板数、回流比等进行核算和确定。经过不断的模拟调整，在符合最后产品的各项条件下，从而探索出最优的工艺参数。

关键词：甲醇；精馏塔；模拟与优化；Aspen Plus软件

Scheme of methanol distillation unit / chlorobenzene / cyclohexane / water recycling

Abstract

This article studies the scheme of methanol distillation unit / chlorobenzene / cyclohexane / water recycling based on the analysis of technological process of methanol distillation system and familiar with Aspen Plus,a simulation software.The model coincides with the field properly after adjustment,on this basis,optimized and verificated the model,explore the most optimum conditions.In order to obtain a high purity product of methanol.The design process is divided into two tower, namely:The simple method of distillation design(DSTWU) and the strict method of distillation design(RadFrac).DSTWU model for a dephlegmator or condenser with an all-feed and two products of the distillation tower,to determine the minimum reflux ratio, the minimum base or actual reflux ratio, the actual seriesusing, we must use Winn-Underwood-Gilliland method to distillation design calculations;RadFrac model can be used to simulate a variety of strict algorithm module multistage gas-liquid distillation operations,accounted and determined for DSTWU model calculated on the number of trays, reflux ratio.After continuous analog adjustment in line with the conditions of the final product, which explore the optimal process parameters.

Keywords: Methanol;Distillation Tower;Simulation and Optimization; Aspen Plus Software

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1甲醇简介 1

1.1.1甲醇的性质 1

1.1.2甲醇的应用 1

1.1.3甲醇的合成工艺 2

1.2 Aspen Plus软件介绍 3

1.3课题研究的意义 4

第二章 精馏塔模拟 6

2.1模型的建立 6

2.1.1模型的选择 6

2.1.2物性方法的选择 7

2.2简捷法精馏设计（DSTWU） 7

2.2.1 流程图的绘制 7

2.2.2 选择单位 7

2.2.3 化学组分输入 7

2.2.4物性方法选择 8

2.2.5流股数据输入 8

2.3 严格法精馏设计（RadFrac） 10

2.3.1RadFrac精馏塔的设置 10

2.3.2模拟结果 11

第三章 甲醇精馏塔塔的分析与优化 13

3.1精馏塔的分析 13

3.1.1回流比分析 13

3.1.2进料温度的分析 15

3.2精馏塔的优化 16

第四章 结论 18

致 谢 19

参考文献 20

第一章 引言

1.1甲醇简介

甲醇是一种有机化合物，分子式是CH₄O，通常用作溶剂、防冻剂、燃料或中和剂。甲醇是甲醇系结构最为简单的饱和一元醇，通常由一氧化碳与氢气反应制得。暴露极限：200ppm TWA；310ppm STEL；200ppm TWA；260mg/m³ TWA；6000 ppm IDLH（NIOSH）。200ppm TWA；260mg/m³ TWA（OSHA）；毒害物质数据：67-56-1(Hazardous Substances Data)。在有机合成工业中，是仅次于乙烯、丙烯和芳烃的重要基础原料，是非常重要的有机化工原料，在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业都有显著的应用。

甲醇现货工程信息市场维持弱势，其中：山西、安徽、浙江、山东、河南、广东地区价格下跌20-30元/吨不等，其他地区价格暂稳。主力合约每升水16元。——2014年中国甲醇现货市场。由于现货价格下跌幅度更快，使得期货转为升水格局，该因素有利于甲醇期货价格的下跌。港口库存的高企会压制国外现货价格，下游甲醛、二甲醚正处消费淡季，销售不畅、库存偏高使得甲醇的销售支撑疲弱^[1]。

1.1.1甲醇的性质

甲醇通常又叫做木醇或者叫木精，在标况下是一种透明、无色、有毒的液体，据可靠数据证明，如果不小心饮下5~10ml的话，你就会双目失明，再也看不到这美好的世界，如果大量饮用的话，那就会直接死亡，就目前医疗水平一点医治的办法都没有，有点貌似带着浓浓酒精味道，分子量为32，熔点﹣97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.22℃，爆炸极限6％~36.5％。甲醇不仅能与水、酒精、乙醚、苯、丙酮和大多数有机溶剂相互混溶一块，而且还能够和一些非有机溶剂混合溶解。常温下很容易与空气发生自燃，它的蒸气在与空气接触下甚至可形成爆炸性混合物，生成的该混合物一旦遇到明火或者说是高热来源能都会引起致命性的燃烧爆炸，其威力不亚于几颗炸弹，而且还极易与还原性强的氧化剂接触发生化学反应引起燃烧。在做有关甲醇的实验中，实验室必须在密闭的并且通风条件顺畅条件下才能进行有关甲醇的试验，否则的话，经过一段时间的呼吸大量的甲醇会出现头晕、乏力、慢性中毒事件等严重危害身体。所以一般我们把甲醇都储存在阴凉潮湿、通风条件良好并且离火源特别远的的库房里，一旦发生泄漏的话，最关键的就是先切断泄漏源，防止它进一步扩散流入下水道等狭隘的空间^[2]。

1.1.2甲醇的应用

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