【正文】 ， 2 21 謝 辭 這次 畢業(yè)論文 能夠得以順利完成，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關(guān)心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。塔板數(shù)越多塔的分離效果越好，但是塔板數(shù)太多，會給精餾塔的加工帶來困難，在滿足生產(chǎn)要求的前提下，對塔板數(shù)與塔底乙醇濃的關(guān)系進行優(yōu)化。 圖 220 苯的進料量與產(chǎn)品乙醇濃度關(guān)系圖 （ 2） 回流比的影響 回流比是精餾操作中的一個重要的操作參數(shù)，能夠調(diào)節(jié)塔底產(chǎn)品濃度，回流比越大，塔的分離能力增加，塔底無水乙醇產(chǎn)品濃度越高。 圖 218 F2進料位置優(yōu)化設(shè)置圖 以精餾塔塔板數(shù)為優(yōu)化對象，設(shè)置其上限為 1，下限為 30， 具體設(shè)置 如圖 219。 圖 210 默弗里效率設(shè)置 圖 在 efficiencies/vaporliquid 頁面規(guī)定 全塔的默弗里效率為 ，如圖 211。 圖 24 物性方法定義 圖 定義 進料物流 參數(shù) 對于所有的進料物流，必須規(guī)定流率、組成、熱力學狀態(tài)。 ASPEN PLUS 提供了英制、公斤米秒制、國際單位制三種單位制，輸入數(shù)據(jù)可以在輸入時改變單位， 輸出報告則按在此選擇的單位制輸出。 2 乙醇 、水、 苯 體系 恒沸 精餾過程的 模擬 生產(chǎn)任務(wù) 及 工藝參數(shù) 乙醇 水的混合物的處理量為 800t／ y， F F2 的進料溫度 為 25℃ ,進料壓力 為。利用 ASPEN PLUS，公司可以設(shè)計、模擬、瓶頸診斷和管理有效益的生產(chǎn)裝置 。 流程模擬的優(yōu)越性有以下幾點： （ 1） 進行工藝過程的能量和質(zhì)量平 衡計算； （ 2） 預(yù)測物流的流率、組成和性質(zhì)； （ 3）預(yù)測操作條件、設(shè)備尺寸； （ 4） 縮短裝置設(shè)計時間，允許設(shè)計 者快速地測試各種裝置的配置方案； （ 5） 幫助改進當前工藝； （ 6） 在給定的限制條件內(nèi)優(yōu)化工藝參數(shù) ； （ 7） 輔助確定工藝約束部位 (消除瓶頸 )； （ 8） 回答 “ 如果 ? 那會怎樣 ” 的問題 [3]。 ASPEN PLUS 是唯一獲準與 DECHEMA 數(shù)據(jù)庫接口的軟件。 這一大型項目由MIT主持、能 源部資助、 55個高校和公司參與開發(fā)。如熱穩(wěn)定性、無腐蝕、無毒，保證工藝和技術(shù)上的可行性。 恒沸精餾 原理 簡介 在被分離溶液中加入第三組分以改變原溶液中各組分間的 相對揮發(fā)度 而實現(xiàn)分離，如果加入的第三組分能和原溶液中的一種組分形成最低恒沸物，以新的 恒沸物 形式從塔頂蒸出，稱為恒沸精餾。 關(guān)鍵詞 : ASPEN PLUS； 流程模擬； 恒沸精餾 ； 夾帶劑； 優(yōu)化； Simulation of the Azeotropic Distillation of Ethanolwaterbenzene System Abstract： Azeotropic distillation technique is an important way to chemical separation, usually for closeboiling or azeotropic system. In this paper, the azeotropic rectification dehydration tower with benzene as entrainer was simulated by Aspen plus. To provide data for simulation, the activity coefficients were calculated by NRTLRK equation. The optimal technical parameters were obtained as follows: the number of the theoretical plates was 20, both of the two streams were fed at 6th stage, the output quantity of top tower was 69 kg/h, return benzene phasor was 58 kg/h and reflux ratio was 25. The bottom product met the requirement ethanol purity was ≥ %w and that of benzene was ≤50 ppm. Keywords: ASPEN PLUS。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。學校有權(quán)保留并向國家有 關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件，允許學位論文被查閱和借閱；學校可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學位論文。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 當乙醇和水混合物中乙醇質(zhì)量分數(shù)達到 %，水的質(zhì)量分數(shù)達到 %時乙醇和水的混合物形成乙醇 水二元恒沸體系。 (1) 夾帶劑 用量要少 。 過程模擬技術(shù)在科研和生產(chǎn)中的應(yīng)用主要可以概括為以下幾個方面： (1) 改進裝置操作條件 ,降低操作費用 ,提高產(chǎn)品質(zhì)量； (2) 指導裝置開工 ,節(jié)省開工費用 ,縮短開工時間； (3) 在科研開發(fā)中用過程模擬系統(tǒng)進行小試之后中試之前的概念設(shè)計； (4) 在新過程設(shè)計中工廠在不同的操作條件下的性能評價； (5) 在節(jié)能上 ,用“夾點技術(shù)”對一般化工廠能量回收系統(tǒng)進行分析 ,可以實現(xiàn)節(jié)能20%～ 30%； (6) 分析裝置“瓶頸” ,為設(shè) 備檢修與設(shè)備更換提供依據(jù) [2]。它以嚴格的機理模型和先進的技術(shù)贏得廣大用戶的信賴，它具有以下特性： 第一， ASPEN PLUS使用最新的軟件工程技術(shù)通過它的 Microsoft Windows圖形界面和交互式客戶 服務(wù)器模擬結(jié)構(gòu)使得工程生產(chǎn)力最大。 AES 是集成的工程 產(chǎn)品套件，有幾十種產(chǎn)品。這些模型的可靠性和增強功能已經(jīng)經(jīng)過 20多年經(jīng)驗的驗證和數(shù)以百萬計例子的證實。 另外 RadFrac也可以模擬鹽析出 。 塔底出料物流命名為 W， 要求乙醇含量 ≥ 99%，苯殘留量 ≤ 50ppm。 圖 23 組分定義 圖 7 定義物性方法 物性方法是一批方法和模型， ASPEN PLUS 用它們計算表熱力學物性和遷移性質(zhì)。 圖 28 進料位置設(shè)置 圖 在 Radfrac/pressure 下， stage1/condenser pressure 項中 規(guī)定 塔頂 冷凝器壓力為 ，在 stage pressure drop 項中輸入 塔板 壓降為 ， 設(shè)置 界面如 圖 29。 圖 215 乙醇純度 優(yōu)化設(shè)置圖 13 以 夾帶劑（ F2） 的進料量為優(yōu)化對象，設(shè)置其上限為 50㎏／ h，下限為 70 ㎏／ h，具體設(shè)置 如圖 216。 在最佳操作參數(shù)下生產(chǎn)，能夠節(jié)省能耗，從而保證最少的消耗，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。因為原料乙醇規(guī)定從第 6 塊塔板進料。 表 22 各流股結(jié)果輸出 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 結(jié)果與討論 （ 1） 由 模擬結(jié)果可以看 出， RADFRAC 模塊匹配適當?shù)膮?shù)，便可 達到理想的分離效果， 滿足操作要求。 二零一一年六月 四 日 22 附 錄 乙醇 水 苯 恒沸精餾過程模擬和優(yōu)化輸出結(jié)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: