年产万吨甲醇装置的AspenPlus模拟及工艺设计
Aspen Plus 模拟甲醇精制过程
课程论文论文题目Aspen Plus 模拟甲醇精制过程课程编号********* 课程名称化工设计与模拟姓名***** 学号2017*******专业化学工程年级2017级学院化学化工学院日期2018.1 .................................................................................................化工设计模拟Aspen plus模拟甲醇精制过程【课题研究】要提纯甲醇,工业上常采用的方法是精馏,其精馏甲醇所用能耗占甲醇生产总能耗的20%左右。
所以,运用软件模拟甲醇精制过程,从而找到提高精馏甲醇质量的方法,有利于减少能耗。
随着能源价格的上涨,节约用能源更为重要。
甲醇合成后的生成物与合成甲醇的条件、催化剂都有密切的关系,虽然都是有C、H、O 三种元素组成,但是条件的不同,例如温度、压力、空间速度、催化剂、原料气体的组成的影响,同时在反应的时候的同时生成的副产物的存在,以粗甲醇杂质含量种类很多。
根据不同的原料、不同的方法合成粗甲醇的主要组分不同。
除了常见到的甲醇和水以外,还含有醇、醚、酮、有机酸、酯等种类,就本文讨论的是用天燃气为原料合成甲醇,主要组分及含量见表1。
表1. 粗甲醇的主要组成组分甲醇二甲醚乙醇异丙醇正丙醇异丁醇含量/%81.50.0160.0350.0050.0080.007组分正丁醇甲酸甲酸甲酯水一氧化碳甲烷含量/%0.0030.0550.05518.2620.0020.050【工业上精馏甲醇的方法】1.三塔流程其目的是更合理地利用热量,采用了两个主精馏塔,第一个主精馏塔为加压塔精馏,操作压力为0.56~0.60 MPa,第二个主精馏塔为常压塔操作。
第一主精馏塔由于加压,使物料沸点升高,顶部气相甲醇液化温度约为121℃,远高于第二常压塔釜液体的沸点温度,将其冷凝潜热作为第二主精馏塔再沸器的热源。
化工过程模拟实训AspenPlus教程第二版课程设计
化工过程模拟实训AspenPlus教程第二版课程设计1. 简介Aspen Plus是一种广泛使用的化工过程模拟软件,它可以模拟各种化学工艺操作和过程。
本教程将介绍如何使用Aspen Plus进行化工过程模拟实训。
本教程是第二版,增加了更多的实例和案例,以便读者更好地理解和应用Aspen Plus。
2. Aspen Plus基础在开始使用Aspen Plus前,需要了解以下基础概念:2.1 单元操作单元操作是指物料转化和传递过程中的基本操作,如反应、蒸馏、吸收、萃取等。
Aspen Plus提供了许多单元操作模块,可以用来构建整个流程。
2.2 组成组成是指物料的组成成分。
在Aspen Plus中,组成可以用化学式、分子式、元素符号等表示。
2.3 热力学热力学是指物料的能量状况。
在Aspen Plus中,可以使用不同的热力学库来模拟不同的物料。
2.4 流程图流程图是Aspen Plus中最基本的概念,所有的操作都可以在流程图中进行。
3. Aspen Plus实例3.1 空气分离实例空气分离是工业化学中常见的过程。
它可以通过液化空气来分离氮气和氧气。
在Aspen Plus中,可以使用cryogenic splitter模块来模拟这个过程。
1.创建流程图并选择cryogenic splitter模块。
2.设置物料组成和流量。
3.设置冷却剂和回收装置。
4.进行模拟并查看结果。
3.2 甲醇制备实例甲醇制备是另一个常见的化学工艺过程。
它可以使用甲烷和水制备甲醇。
在Aspen Plus中,可以使用reactor模块来模拟这个过程。
1.创建流程图并选择reactor模块。
2.设置物料组成和流量。
3.设置反应条件和反应器类型。
4.进行模拟并查看结果。
3.3 精制实例精制是化学工业中重要的过程,它可以使物料纯度更高。
在Aspen Plus中,可以使用distillation column模块来模拟这个过程。
1.创建流程图并选择distillation column模块。
Aspen-Plus模拟甲醇精制过程
l 甲醇简 介及 用途
甲醇是结构最简单的饱 和一元醇 , 其 化学式 为 C H O H。甲 醇又称“ 木醇 ” 或“ 木精 ” 。它是无色 、 有酒 精气 味、 易挥 发 的液
体。有毒 , 误饮 5—1 0 m L能 双 目失 明, 大 量饮 用会 导 致死 亡 。
第2 2期
范凤艳 : A s p e n—P l u s 模拟 甲醇精制过程
・9 9・
As p e n—P l u s 模 拟 甲醇 精 制过 程
(完整版)Aspenplus模拟甲醇、水精馏塔设计详细说明书
Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔:生产能力:24500吨精甲醇/年;原料组成:甲醇50%w,水50%w;产品组成:塔顶甲醇质量分率≥94%w;塔底甲醇质量分率 1 %w;进料温度:350.5K;塔顶压力常压;进料状态饱和液体。
二、设计要求对精馏塔进行详细设计,给出下列设计结果并绘制塔设备图,并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物;(2).全塔总塔板数N;最佳加料板位置N F;(3).回流比R;(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷;(5).塔内构件塔板或填料的设计。
三、分析及模拟流程1.物料衡算(手算)目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。
内容:(1)生产能力:一年按300天计算,进料流量为24500/(300*24)=3.40278 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成(题中已给出):原料组成:甲醇50%w,水50%w;产品:塔顶甲醇≥94%w;塔底甲醇《1% w。
(3).温度及压降:进料温度:77.35摄氏度=350.5K;2.用简捷模块(DSTWU)进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算,根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。
3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系(N T-R),确定合适的回流比与塔板数;研究加料板位置对产品的影响,确定合适的加料板位置。
方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线(N T-R),从曲线上找到期望的回流比及塔板数。
4. 用详细计算模块(RadFrac)进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。
方法:用RadFrac模块进行精确计算,通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定,检验计算数据是否收敛,计算出塔径等主要尺寸。
5. 塔板设计目的:通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。
年产万吨甲醇装置的AspenPlus模拟及工艺设计
年产8 万吨甲醇装置的Aspen Plus 模拟及工艺设计毕业设计(论文)内容: 1、工艺流程设计 2、物能衡算 3、设备计算4、物料流程图毕业设计(论文)专题部分:甲醇合成反应器预精馏塔指导教师:教研室主任:院长:签字签字签字年年年月月月日日日 i内容摘要本文是对年产 8 万吨甲醇装置的 Aspen 模拟及工艺设计。
本设计依据锦西天燃气有限责任公司甲醇生产工段的工艺过程,在实际生产理论的基础上,制定合理可行的设计方案。
本文主要阐述了甲醇在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。
采用 Aspen 对主要设备如:混合器、反应器、闪蒸塔、换热器、精馏塔等进行物料衡算,对甲醇反应器,进料-产品第一换热器,冷却器等六个设备进行热量衡算,并对甲醇反应器和换热器进行设备计算。
并使用CAD 绘制相应的工艺流程图。
最后对此工艺过程的安全及环保问题做了简要说明。
关键词:甲醇;Aspen 模拟;工艺设计;反应器;精馏塔; ii Abstract In this paper, This is an update to 80,000 t/Aspen simulation of methanol plant and process design. This design was based on Jinxi natural gas Corporation Limited section petrochemical ethylene plant of methanol production process, in theory on the basis of actual production, develop reasonable feasible design. This article mainly on the status and role of methanol in the nationaleconomy, industrial production method, principle, technological process of production. Aspen on major equipment such as: flashing Tower, mixers, reactors, heat exchangers, distillation, such as material balance, on methanol reactor, feed-product of the first heat exchanger, cooler heat six devices such as accountancy, and device evaluation methanol reactor and heat exchangers. And using CAD drawing the flow chart.In the last, make a short illumination for the problem of security and environmentalist. Keywords: Methanol; Aspen simulation; design; reactor;rectify; iii 目录内容摘要 .......................................................... ............................................................. . (i)Abstract .................................................... ............................................................. ............ ii 目录 .......................................................... ............................................................. .......... iii 1 文献综述 .......................................................... ................................................... 1 1.1 甲醇在国民经济中的地位和作用 ................................................................ 1 1.2 甲醇在国内外的发展动向 .......................................................... ................. 1 1.2.1 生产技术 .......................................................... ..................................... 1 1.2.2 技术发展动向 .......................................................... .............................. 1 1.3 甲醇的市场需求状况 .......................................................... ......................... 2 2 工艺概述 .......................................................... ................................................... 3 2.1 甲醇的性质 .......................................................... ........................................ 3 2.1.1 甲醇的物理性质 .......................................................... .......................... 3 2.1.2 甲醇的化学性质 .......................................................... .......................... 3 2.2 生产方法的评述及选择 .......................................................... ..................... 3 2.2.1 高压法 .......................................................... ......................................... 3 2.2.2 低压法 ................................................................................................... 4 2.2.3 中压法 .......................................................... ......................................... 4 2.3 合成甲醇催化剂的种类及性能 .......................................................... ......... 4 2.3.1 几种国外催化剂种类及性能 .......................................................... ....... 4 2.3.2 几种国内催化剂的性状 .......................................................... .............. 5 2.4 甲醇的生产原理........................................................... ................................ 6 2.4.1 合成反应原理 .......................................................... .............................. 6 2.4.2 精馏工艺原理 .......................................................... ............................. 7 2.5 工艺流程描述 .......................................................... .................................... 7 3 物能衡算 .......................................................... ................................................... 8 3.1 物性数据 .......................................................... ............................................ 8 3.2 设计依据 .......................................................... ............................................ 8 3.3 Aspen 模拟循环系统的物料衡算 .......................................................... .......... 8 3.3.1 进料组分的摩尔百分数 .......................................................... .............. 8 3.3.2 Aspen 模拟工艺流程图的设备一览表 .................................................. 9 表3.3 合成甲醇装置的Aspen 的模拟设备统计表 ....................................... 9 3.3.3 Aspen 模拟工艺流程的数据衡算表 . (11)4 设备计算 .......................................................... ................................................. 20 4.1 反应器R301 ........................................................ ....................................... 20 4.1.1 反应器设计依据 .......................................................... ........................ 20 4.1.2 反应器的计算依据 .......................................................... .................... 20 4.1.3 反应器R301 ........................................................................................ 22 4.1.4 反应器的设计Aspen 模拟流程图 . (22)4.1.5 反应器的设计和灵敏度分析 .......................................................... ..... 23 4.2 换热器的设计 .......................................................... .................................. 28 iv 4.2.1 换热器设计概述 .......................................................... ........................ 28 4.2.2 管壳式换热器的简介 .......................................................... ................ 29 4.2.3 换热器E302 ........................................................ .................................. 30 4.3 精馏塔塔T401 ........................................................ ................................... 34 4.3.1 精馏塔的设计依据 .......................................................... .................... 34 4.3.2 精馏塔的设计的Aspen 的模拟流程图 ............................................... 35 4.3.3 精馏塔T401 的设计和灵敏度的分析 ................................................. 35 4.3.4 精馏塔设计.......................................................................................... 39 5 设计结论 .......................................................... ................................................. 48 5.1 设计结论 .......................................................... .......................................... 48 5.2 安全问题的设计........................................................... .............................. 48 5.3 三废处理 .......................................................... .......................................... 48 5.4 厂址的选择 .......................................................... ...................................... 49 致谢 .......................................................... ............................................................. ......... 51 参考文献 .......................................................... ..............................................................52 附录 .......................................................... ............................................................. ......... 53 沈阳化工大学学士学位论文 1 文献综述 1 1 文献综述1.1 甲醇在国民经济中的地位和作用甲醇,又名:木精、木酒精;英文名:Methanol;分子式 CH 3 OH;分子量:32; 是一种无色、易燃、易挥发的有度液体,常温下对金属无腐蚀性(铅、铝除外),略有酒精气味。
甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书
甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书一、模拟计算依据:1、原料处理量:学号后三位XXX × 100 kg/h;2、粗甲醇液进料组成如表1所示(质量分数);进料条件为:液相进料温度60℃,进料压力140kPa,塔顶(分凝器气相出料)冷凝器压力130kPa,再沸器压力150kPa;3、分离要求:塔顶甲酸甲酯摩尔回收率为99.99%,塔顶甲醇摩尔回收率为0.7%。
4、物性方法:BWRS表1 进料组成表二、任务1、按计算依据,用简捷法(DSTWU模块)模拟计算预精馏塔以分离粗甲醇中的轻组分(建议实际回流比取最小回流比的1.5倍)。
2、在简捷模拟计算中,通过回流比随理论板数变化曲线,确定适宜回流比、理论板数。
及相应的进料位置、塔顶产品与进料的摩尔流量比(D/F)、最小回流比、最小理论板数、实际理论板数、进料位置以及塔顶温度。
3、根据简捷计算的结果,利用严格法(RadFrac模块)对预精馏塔进行严格计算,进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、再沸器采用釜式再沸器、产品纯度要求以及物性方法与简捷法相同,用严格法核算任务2中的结果(简捷计算结果)是否达到回收率要求。
4、通过严格法(RadFrac模块)设计规定功能,调整回流比、馏出与进料量比以达到分离要求;5、通过Aspen灵敏度分析功能,在严格法中求取回流比随理论板数据的变化曲线,重新确定适宜回流比、理论板数。
6、绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线、塔内的气相组成分布曲线。
7、书写模拟报告。
以下为选做部分(评优学生必做)6-1、通过Aspen灵敏度分析功能,在严格法中求取进料板位置与再沸器热负荷的关系曲线,重新确定进料板位置。
6-2、设实际塔板的塔板默弗里效率为60%,在严格法中重新设定塔板数、进料板位置;然后在严格法中初步设定塔板类型为浮阀,查看塔板的水力学性质;6-3、对塔进行校核计算,确定塔的结构尺寸、水力学性能、负荷性能。
毕业论文--年40万吨煤制甲醇精馏工艺设计
课程设计40万吨煤制甲醇精馏工艺设计摘要甲醇是煤化工中非常重要的有机产品,在甲醇合成工业生产过程中,粗甲醇的精制不仅是决定甲醇产品质量的重要工序,而且也是影响甲醇生产成本的关键因素之一。
换热器是化工生产中重要的通用热工设备之一,管壳式换热器以其结构简单、牢固、操作弹性大等特点被广泛应用于工业生产中。
本文的研究对象是四塔甲醇精馏工艺,与传统工艺相比新工艺能够节约能量,节约软水;但是同时新工艺增加了系统的藕合程度,加强了塔之间的关联性,提高了系统对于进料波动的响应的复杂性,给控制带来了很大的难题。
为了能够实现新工艺的工业应用,对新工艺进行详细的研究。
关键词:甲醇精馏,Aspen Plus模拟,换热器计算,设备选型目录摘要 (II)前言 (IV)第一章文献综述 ............................................... - 6 -............................................................ - 6 - ............................................................ - 6 - ........................................................ - 6 -1.2 甲醇的简介.............................................. - 6 -1.3 甲醇精馏流程发展........................................ - 7 -1.3.1 工艺流程概述 ...................................... - 7 -1.3.2 典型的工艺流程 .................................... - 7 -1.3.3 影响精馏操作的因素与调节 ......................... - 10 - 第二章甲醇精馏工段物料衡算 ................................... - 11 -2.1 甲醇精馏原理........................................... - 11 -2.1.1 预精馏塔的作用 ................................... - 11 -2.1.2 加碱对甲醇精馏的改善 ............................. - 11 -2.1.3 萃取精馏在甲醇精馏中的应用 ....................... - 12 -2.1.4 回流比的选择 ..................................... - 12 -2.2 四塔精馏工段工艺的物料衡算............................. - 12 -2.2.1 甲醇精馏工段物料衡算任务 ......................... - 12 -2.2.2 甲醇精馏工段物料衡算计算原理[18] ................... - 13 -2.2.3 甲醇精馏工段物料衡算 ............................. - 13 - 第三章常压塔冷却器的设计 ..................................... - 18 - ........................................................... - 18 -[18]......................................................... - 18 -....................................................... - 18 -3.2.2 工艺结构尺寸 ..................................... - 19 -....................................................... - 20 - ....................................................... - 21 - ........................................................... - 21 -3.4 确定折流挡板形状和尺寸................................. - 25 -3.5 波形膨胀节............................................. - 25 -3.6 设备主要附件的选择[17].................................. - 25 -3.6.1 接管及法兰的选型 ................................ - 25 -3.6.2 左管板的选型 .................................... - 27 -3.6.3 换热管的选择 .................................... - 28 -3.6.4 左管箱短节的选择 ................................. - 28 -3.6.5 左管箱封头的选择 ................................ - 28 -3.6.6 左管箱隔板的选择 ................................ - 29 -3.6.7 左管箱法兰和密封垫片的选型 ...................... - 29 -3.6.8 右管板 .......................................... - 29 -3.6.9 右管箱设计 ..................................... - 29 -3.6.10 鞍座的选型 ..................................... - 30 -3.7 设计结果一览表........................................ - 30 -第四章结论 ................................................... - 30 -参考文献 ...................................................... - 31 -致谢 ........................................................ - 33 -前言甲醇是重要的有机基本产品,用途非常广泛。
《基于AspenPlus对甲醇合成过程的模拟研究》范文
《基于Aspen Plus对甲醇合成过程的模拟研究》篇一一、引言随着化学工业的不断发展,甲醇作为重要的基础有机原料之一,在国内外市场需求持续增长。
为了提升甲醇的产量、质量及降低成本,对于甲醇合成过程的研究至关重要。
本文基于Aspen Plus这一专业的流程模拟软件,对甲醇的合成过程进行了详尽的模拟研究。
Aspen Plus是一款先进的化学过程模拟工具,能够对多种反应体系进行模拟,并给出准确的模拟结果。
二、甲醇合成过程概述甲醇的合成过程主要涉及原料气化、合成反应、冷凝和精馏等步骤。
首先,原料如天然气或煤经过气化生成合成气(主要成分为一氧化碳和氢气);然后,在催化剂的作用下,合成气在高温高压下反应生成甲醇;最后,通过冷凝和精馏等工艺,得到纯度较高的甲醇产品。
三、Aspen Plus模拟研究(一)模型建立在Aspen Plus中,我们首先建立了甲醇合成过程的模型。
该模型包括了原料的物性参数、反应器类型、催化剂参数等关键信息。
在建立模型的过程中,我们确保模型的准确性、可靠性,以及其与实际生产过程的匹配性。
(二)模拟条件设定我们根据实际生产情况,设定了不同的操作条件进行模拟,如反应温度、压力、进料比例等。
这些条件对于甲醇的产量和质量具有重要影响。
通过改变这些条件,我们可以得到一系列的模拟结果。
(三)模拟结果分析根据模拟结果,我们分析了不同条件对甲醇合成过程的影响。
首先,我们分析了温度对反应速率和选择性的影响。
其次,我们研究了压力对甲醇产量的影响。
此外,我们还考察了进料比例对产品质量和产量的影响。
通过这些分析,我们得到了优化甲醇合成过程的建议。
四、模拟结果与讨论(一)温度对甲醇合成的影响模拟结果显示,随着温度的升高,甲醇的合成速率增加。
然而,过高的温度会导致选择性的降低,使得副反应增多,影响产品质量。
因此,存在一个最佳的反应温度范围。
(二)压力对甲醇产量的影响压力是影响甲醇产量的重要因素之一。
模拟结果表明,随着压力的增加,甲醇的产量逐渐增加。
产万吨甲醇工艺设计合成工段
引言本文的设计的课题是年产量为五万吨甲醇工艺的合成工段,针对课题进行设计,计算,设备选型,CAD出图等过程的研究。
甲醇是极为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广泛的应用,其衍生物产品发展前景广阔。
总体上说,世界甲醇工业从90年代开始经历了1991-1998的供需平衡,1998-1999的供大于求,从2000年初至今的供求基本平衡三个基本阶段。
我国的甲醇工业经过十几年的发展,生产能力也得到了很大提高。
本文是采用Aspen Plus 软件对甲醇工艺进行模拟和探究,首先从甲醇的用途和甲醇的市场入手阐明甲醇的重要性。
本文介绍了甲醇工业的发展历程。
针对目前甲醇的生产已经非常成熟的情况和国内外甲醇生产工艺的分析,本设计采用低压鲁奇法进行甲醇合成,采用国内广泛使用的C301 型铜基催化剂,精馏部分采用三塔流程,一个预精馏塔和两个主精馏塔。
根据现实情况和地理环境对厂址进行选择,最终定为大连石油化工厂附近。
文中介绍了甲醇工艺模拟参数的选取方法,及其如何运用灵敏度分析主要设备,确定最佳的操作条件。
运用Aspen Plus 对整个工艺进行了完整的模拟并针对每个设备进行了分别的设备计算。
根据国标150 ,国标151 和Aspen Plus 的设备计算结果对压力容器,换热器等设备进行了选型。
在计算换热器的过程中,分别根据管壳式换热器标准JB/4714,JB/4715,JB/4716对每个换热器进行了确定。
根据国家安全标准,对非工艺条件中的环境,安全,贮存,运输方面进行了确定。
本文还运用CAD 软件,绘制带控制点的甲醇工艺流程图,根据设备计算和设备的选型结果,根据厂址的选择环境,对工厂主要设备进行了平立面布置图的绘制。
换热器针对的是换热器E301,它采用的是管壳式换热器,严格意义上讲是一个浮头式换热器,原因是物料前后温差较大,所以选取浮头式换热器。
它的主要作用就是运用物料与产品间的换热来达到冷却和加热的作用。
基于Aspen plus对甲醇精制工段的模拟与优化
1 1 4・ ຫໍສະໝຸດ 山 东 化 工 S H A N D O N G C HE MI C A L I N D U S T R Y
2 0 1 7年第 4 6卷
基于 A s p e n p l u s 对 甲醇 精 制 工 段 的模 拟 与优 化
周 凯 , 侯 国安 , 马 少宁
( 银川能 源学 院 , 宁夏 银川 7 5 0 1 0 0 )
供模拟和预测 。 关键词 : 甲醇精馏 ; 流程模拟 ; A s p e n p l u s ; 系统优化 中图分类号 : T Q 2 2 3 . 1 2 1 文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 8— 0 2 1 X( 2 0 1 7 ) 2 2— 0 1 t 4—0 5
1 . 1 模 拟流 程概 述
2 模 拟结 果及 讨论
来 自甲醇合成工段 的粗 甲醇 首先 进入 粗 甲醇换 热器 ( E一 2 . 1 模 拟参 数输 入 1 0 0 1 ) , 换热至 7 2  ̄ C 后 进入预精馏塔 ( T一1 0 0 1 ) , 预精馏塔 中设 甲醇精馏模拟 系统 的设 计是 以神 华 宁煤 集 团的工 艺 数据 置的冷凝器将塔 内上升气中的 甲醇 大部分冷 凝下来 后 到塔 底 , 为基础 。模拟 的初始参数如表 1 , 2所示 。 未被冷凝 的甲醇蒸 汽 、 不凝气及 轻组分 再次 被继续 冷却 。预精 表 1 原 料 初 始 数 据 馏塔底 的甲醇 水溶液经加 压泵送 至加 压塔 ( T一1 0 0 2 ) , 和预 精 馏塔精馏 过程 相似 , 塔顶 甲醇 蒸汽进 入冷凝 器/ 再 沸器 , 作为 常 压热 源。被冷 凝的 甲醇蒸汽进入加 压塔 回流槽被 冷却 , 一部 分 由加压 回流泵升压送 至塔顶作 回流 , 其余 经冷 却器 ( E一1 0 0 4 ) 冷却 至 4 0  ̄ C以下作 为 A A级精 甲醇送 至 甲醇槽 。 由加 压塔 底 排 出的 甲醇液降温进入 常压塔 ( T一1 0 0 3 ) , 由常 压塔 顶 甲醇蒸 汽经冷凝器 ( E一1 0 0 3 ) 冷凝 至 4 0  ̄ C以下 进入 常压塔 回流槽 , 后 经 回流泵加压 , 一部 分 送至 常压 回流 , 其余 作 为 G B级 产 品送 出。常压塔产 品 一 含有 乙醇 及其他杂 质 的甲醇水溶 液 , 从 下部 塔板上 出来经换热 器进 入 回收塔 ( T一1 0 0 4 ) , 并经 过 回收塔进 表 2 设备操作 参数
Aspen Plus对甲醇合成流程的模拟研究
20 01中 国 拉 制 与 决 策 学 术 年 会 论 文 泉
A pn s se Pu 对甲醇合成流程的模拟研究 l
农 2 仿蕊计井结果
N , C s C O O
4 3 .1 47 ,4 47 . 6 24 .0 23 3
23 . 1
竺 渊 翩 629
C OH H,
05 .7 56 .1 55 . 1
HA
0 0 .3 03 .3 03 .2
通过A p P 对低压L r 式甲 n s se l u u i 醉合成流程的 g 棋拟, 醉合成生产的主要设备单元 对甲 实现了物料衡算和分析, 计算结果与机理模型的结果有较好的一致性, 实验数据和工厂的实际
要有两种 :
1 循环气量的控制 ) 循环气蛋控制用调节循环压缩机冷副线的开启度来实现。 关小副线阅, 循环t增加。 循环 量的改变直接影响到合成塔空速的改变。 在反应初期, 催化剂活性较好, 可在低循环t下操作; 随着催化剂的使用时间推移, 活性下降, 转化率下降, 为保证一定的产t, 可适当 增加循环世。 如图3 所示, 增加循环气盆, 醇的出口 甲 摩尔浓度下降, 但产量在持续提高。 一 ・ 其中 一为出口
率随温度变化的特点。 32 操作压力 .
甲 醉合成反应中, 提高压力既对平衡有利, 又可以提高甲 醉的产率。 在实际操作时, 在催化 剂使用初期, 活性好, 操作压力可以较低; 在催化剂使用后期, 可提高操作压力以维持一定的生 产强度。 压力不能经常变化, 否则将引起整个系统的 大幅度波动, 通常不作为经常调节的 所以
年产8 万吨甲醇装置的Aspen Plus 模拟及工艺设计
术 ......................................................
......................................... 1 1.2.2 技 术
发Hale Waihona Puke 展动向 ......................................................
..................
iii
1
文献综
述 ......................................................
.......................................................
1 1.1 甲 醇 在 国 民 经 济 中 的 地 位 和 作
.........................................................
....................
ii
目
录 ......................................................
.........................................................
关键词:甲醇;Aspen 模拟;工艺设计;反应器;精馏塔; ii Abstract In this paper, This is an update to 80,000 t/Aspen simulation of methanol plant and process design. This design was based on Jinxi natural gas Corporation
年产60万吨甲醇制乙烯装置的设计——工艺计算
年产60万吨甲醇制⼄烯装置的设计——⼯艺计算⽬录1 概述 (3)1.1甲醇制⼄烯的研究和⽣产概况 (3)1.1.1 MTP⼯艺 (3)1.1.2 MTO及DMTO⼯艺 (4)1.2 甲醇制低碳烯烃的原理 (6)1.2.1 主要化学反应和反应动⼒学 (6)1.2.2 氧内盐机理 (7)1.2.3 碳烯离⼦机理 (7)1.2.4 串联型机理 (7)1.2.5 平⾏型机理 (8)1.3设计任务 (8)1.3.1 设计要求 (8)1.3.2 设计内容 (9)1.4过程模拟计算简介 (9)1.4.1 Aspen Plus 模拟软件 (9)1.4.2 Aspen Plus软件的使⽤ (11)2 ⼯艺流程设计 (13)2.1⼯艺流程设计概述 (13)2.2 反应器 (14)2.2.1 甲醇转化为烯烃的反应特征 (14)2.2.2 反应器及反应条件的选择 (15)2.2.3物料衡算 (16)2.2.4 反应器及再⽣器尺⼨设计⼀览表 (17)2.3 换热器 (18)2.3.1 冷、热物流热状况及换热要求 (18)2.3.2换热器模拟计算结果 (19)2.3.3 换热器E0101设计尺⼨⼀览表 (20)2.4 精馏塔 (21)2.4.1 精馏塔设计概述 (21)2.4.2 精馏塔简捷模拟计算 (22)2.4.3 精馏塔严格模拟计算 (25)2.4.4 T0201精馏塔设计参数及尺⼨⼀览表 (30)2.4.5精馏塔模拟计算结果汇总 (30)3 ⼯艺模拟计算结果 (32)3.1物料及能量衡算⼀览表 (32)3.2 产品产量及纯度 (38)4 环境保护及安全防护 (39)4.1 安全防护措施及意义 (39)4.2 环境保护措施及意义 (39)5 总结 (41)参考⽂献 (42)致谢 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
年产12.5万吨甲醇装置的Aspen Plus模拟与工艺设计
1.2.2 甲醇合成流程的模拟研究状况............................................... 4 1.3 ASPEN 软件在化工流程模拟的应用.................................................. 5 第二章 课题研究的理论基础和工具.............................................................. 8 2.1 甲醇合成热力学.................................................................................. 8 2.1.1 适用于高压下的含甲醇混合气体的状态方程....................... 8 2.1.2 甲醇合成反应的热效应......................................................... 11 2.1.2.1 理想气体反应热的计算..................................................... 12 2.1.2. 2 等温焓差的计算............................................................... 14 2.1.3 甲醇合成反应的平衡............................................................. 14 2.1.4 加压下平衡常数 KP 与平衡浓度 yi 计算............................. 16 2.2 甲醇合成反应的动力学.................................................................... 17 2.3 多元气一液平衡的热力学基础及模型............................................ 19 2.4Aspen Plus 软件介绍........................................................................ 21 2.5 小结..................................................................................................... 22
年产8 万吨甲醇装置的Aspen Plus 模拟及工艺设计
年产8 万吨甲醇装置的Aspen Plus 模拟及工艺设计毕业设计(论文)内容: 1、工艺流程设计 2、物能衡算 3、设备计算 4、物料流程图毕业设计(论文)专题部分:甲醇合成反应器预精馏塔指导教师:教研室主任:院长:签字签字签字年年年月月月日日日 i内容摘要本文是对年产 8 万吨甲醇装置的 Aspen 模拟及工艺设计。
本设计依据锦西天燃气有限责任公司甲醇生产工段的工艺过程,在实际生产理论的基础上,制定合理可行的设计方案。
本文主要阐述了甲醇在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。
采用 Aspen 对主要设备如:混合器、反应器、闪蒸塔、换热器、精馏塔等进行物料衡算,对甲醇反应器,进料-产品第一换热器,冷却器等六个设备进行热量衡算,并对甲醇反应器和换热器进行设备计算。
并使用CAD 绘制相应的工艺流程图。
最后对此工艺过程的安全及环保问题做了简要说明。
关键词:甲醇;Aspen 模拟;工艺设计;反应器;精馏塔; ii Abstract In this paper, This is an update to 80,000 t/Aspen simulation of methanol plant and process design. This design was based on Jinxi natural gas Corporation Limitedsection petrochemical ethylene plant of methanol production process, in theory on the basis of actual production, develop reasonable feasible design. This article mainly on the status and role of methanol in the national economy, industrial production method, principle, technological process of production. Aspen on major equipment such as: flashing Tower, mixers, reactors, heat exchangers, distillation, such as material balance, on methanol reactor, feed-product of the first heat exchanger, cooler heat six devices such as accountancy, and device evaluation methanol reactor and heat exchangers. And using CAD drawing the flow chart.In the last, make a short illumination for the problem of security and environmentalist. Keywords: Methanol; Aspen simulation; design; reactor;rectify; iii 目录内容摘要 .................................................... ....................................................... . (i)Abstract .............................................. ....................................................... ........................ ii 目录 ........................................................................................................... ...................... iii 1 文献综述 .................................................... ....................................................... .. 1 1.1 甲醇在国民经济中的地位和作用 .................................................... ............ 1 1.2 甲醇在国内外的发展动向 .................................................... ....................... 1 1.2.1 生产技术 .................................................... ........................................... 1 1.2.2 技术发展动向 .................................................... .................................... 1 1.3 甲醇的市场需求状况 .................................................... ............................... 2 2 工艺概述 .................................................... ....................................................... .. 3 2.1 甲醇的性质 .................................................... .............................................. 3 2.1.1甲醇的物理性质 .................................................... ................................ 3 2.1.2 甲醇的化学性质 .................................................... ................................ 3 2.2 生产方法的评述及选择 .................................................... ........................... 3 2.2.1 高压法 .................................................... ............................................... 3 2.2.2 低压法 .................................................... ............................................... 4 2.2.3 中压法 .................................................... ............................................... 4 2.3 合成甲醇催化剂的种类及性能 .................................................... ............... 4 2.3.1 几种国外催化剂种类及性能 .................................................... ............. 4 2.3.2 几种国内催化剂的性状 ........................................................................ 5 2.4 甲醇的生产原理..................................................... ...................................... 6 2.4.1 合成反应原理 .................................................... .................................... 6 2.4.2 精馏工艺原理 .................................................... ................................... 7 2.5 工艺流程描述 .................................................... .......................................... 7 3 物能衡算 .................................................... ....................................................... .. 8 3.1 物性数据 .................................................... .................................................. 8 3.2 设计依据 .................................................... .................................................. 8 3.3 Aspen 模拟循环系统的物料衡算 .................................................... ................ 8 3.3.1 进料组分的摩尔百分数 ........................................................................ 8 3.3.2 Aspen 模拟工艺流程图的设备一览表 .. (9)表 3.3 合成甲醇装置的Aspen 的模拟设备统计表 ....................................... 9 3.3.3 Aspen 模拟工艺流程的数据衡算表 .................................................... ... 11 4 设备计算 .................................................... .......................................................20 4.1 反应器R301 .................................................. ............................................. 20 4.1.1 反应器设计依据 .................................................... .............................. 20 4.1.2 反应器的计算依据 .................................................... .......................... 20 4.1.3 反应器R301 .................................................. ...................................... 22 4.1.4 反应器的设计Aspen 模拟流程图 ....................................................... 22 4.1.5 反应器的设计和灵敏度分析 .................................................... ........... 23 4.2 换热器的设计 .................................................... ........................................ 28 iv 4.2.1 换热器设计概述 .................................................... .............................. 28 4.2.2 管壳式换热器的简介 .................................................... ...................... 29 4.2.3 换热器E302 .................................................. ........................................ 30 4.3 精馏塔塔T401 .................................................. ......................................... 34 4.3.1 精馏塔的设计依据 .................................................... .......................... 34 4.3.2 精馏塔的设计的Aspen 的模拟流程图.. (35)4.3.3 精馏塔T401 的设计和灵敏度的分析 (35)4.3.4 精馏塔设..................................... 39 5 设计结论 .................................................... .......................................................48 5.1 设计结论 .................................................... ................................................ 48 5.2 安全问题的设计..................................................... .................................... 48 5.3 三废处理 .................................................... ................................................ 48 5.4 厂址的选择 .................................................... ............................................ 49 致谢 .................................................... ....................................................... ..................... 51 参考文献 .................................................... ....................................................... ............. 52 附录 ......................................................................... 53 沈阳化工大学学士学位论文 1 文献综述 1 1 文献综述 1.1 甲醇在国民经济中的地位和作用甲醇,又名:木精、木酒精;英文名:Methanol;分子式 CH 3 OH;分子量:32; 是一种无色、易燃、易挥发的有度液体,常温下对金属无腐蚀性(铅、铝除外),略有酒精气味。
《基于AspenPlus对甲醇合成过程的模拟研究》范文
《基于Aspen Plus对甲醇合成过程的模拟研究》篇一一、引言随着化学工业的不断发展,甲醇作为重要的基础有机原料之一,在工业、能源等领域得到了广泛的应用。
因此,研究甲醇的合成过程具有重要的意义。
Aspen Plus是一款广泛使用的流程模拟软件,具有高度的精确性和可操作性,可用于对复杂的化工过程进行模拟研究。
本文将基于Aspen Plus软件,对甲醇合成过程进行模拟研究,以揭示其过程特性和优化策略。
二、Aspen Plus软件简介Aspen Plus是一款集过程模拟、优化、控制于一体的流程模拟软件,广泛应用于石油化工、煤化工、精细化工等领域的生产过程模拟。
其特点在于可以模拟复杂的化工过程,提供准确的计算结果和详细的过程信息,帮助工程师进行设计和优化。
三、甲醇合成过程的模拟1. 模型建立基于Aspen Plus软件,建立甲醇合成过程的模型。
该模型包括原料准备、反应器、冷凝器、分离器等主要部分,以及相应的物性参数和操作条件。
模型的建立需要考虑反应机理、传热传质、相平衡等因素,以保证模拟结果的准确性。
2. 模拟过程根据实际生产过程中的操作条件和物料组成,设定模拟过程的初始参数。
然后运行模拟程序,对甲醇合成过程进行详细的模拟分析。
在模拟过程中,可以观察各个设备和过程的物流信息、温度、压力等关键参数的变化情况,了解整个过程的特性和瓶颈。
3. 结果分析通过对模拟结果的分析,可以得出以下结论:(1)甲醇合成过程的反应机理和动力学特性;(2)关键设备和过程的操作条件和优化策略;(3)物料组成和物流信息对甲醇合成过程的影响;(4)生产过程中的瓶颈和改进方向。
四、优化策略的提出基于模拟结果的分析,提出以下优化策略:1. 优化原料组成:通过调整原料的组成和比例,提高甲醇的收率和纯度;2. 优化反应条件:通过调整反应温度、压力和催化剂的种类和用量等条件,提高反应速率和转化率;3. 强化设备和过程:通过改进设备和过程的传热传质性能,提高整个过程的效率和稳定性;4. 智能化控制:利用先进的控制系统和人工智能技术,实现生产过程的自动化和智能化控制。
Aspen plus模拟精馏塔说明书.
Aspen plus模拟精馏塔说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔:生产能力:100000吨精甲醇/年;原料组成:甲醇70%w,水28.5%w,丙醇1.5%w;产品组成:甲醇≥99.9%w;废水组成:水≥99.5%w;进料温度:323.15K;全塔压降:0.011MPa;所有塔板Murphree 效率0.35。
二、设计要求对精馏塔进行详细设计,给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图,并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量;(2).全塔总塔板数N;最佳加料板位置N F;最佳侧线出料位置N P;(3).回流比R;(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷;(5).塔内构件塔板或填料的设计。
三、分析及模拟流程1.物料衡算(手算)目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。
内容:(1)生产能力:一年按8000 hr计算,进料流量为100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成(题中已给出):原料组成:甲醇70%w,水28.5%w,丙醇1.5%w;产品:甲醇≥99.9%w;废水组成:水≥99.5%w。
(3).温度及压降:进料温度:323.15K;全塔压降:0.011MPa;所有塔板Murphree 效率0.35。
2.用简捷模块(DSTWU)进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算,根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。
3.灵敏度分析目的:研究回流比与塔径的关系(N T-R),确定合适的回流比与塔板数;研究加料板位置对产品的影响,确定合适的加料板位置。
方法:作回流比与塔径的关系曲线(N T-R),从曲线上找到期望的回流比及塔板数。
4. 用详细计算模块(RadFrac)进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。
方法:用RadFrac模块进行精确计算,通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定,检验计算数据是否收敛,计算出塔径等主要尺寸。
甲醇合成及精馏Aspen模拟和换热集成
表 8.2 进料物料组成表
压力 Mpa 温度 ℃ 流量 kg/h
wt%
IN-T 合成气
5.00 30.0 242282.55
FREWATER 脱盐水 0.60 40.0 4500.00
氮气 氢气 甲烷
水 甲醇 一氧化碳 二氧化碳
17.14 18.88 8.56 0.04 2.16 36.17 17.05
(D-0403)和回收塔(D-0404)。本章重点对采用的四段冷激式合成塔以及塔设备进
行校核计算,即按原设计规定的结构型式、相关尺寸,通过控制计算来揭示合成
塔和塔设备的操作状态。在实际流程中,出甲醇分离器的循环合成气(H2RV)仍需
经过复杂的净化处理,才能达到进入循环的要求,考虑到其工段设备的复杂性, 在此循环气并不在系统中参与循环。
E0 3 0 1
E0 3 0 2
FEED
IN -H X
H2R V FS
0308 P0 3 0 1
去罐 区
BY- R
OU T-4
脱盐 水
E0 4 0 1
E0 4 0 5 A
E0 4 0 7 0405
自罐 区
D0401
0402 P0 4 0 3
D0402
E0 4 0 5 B
D0403
MPR O
精甲 醇
0406
合成气的制造工艺采用一段蒸汽转化法。蒸汽转化法是在催化剂存在及高温
条件下,使甲烷等烃类与水蒸气反应,生成 H2、CO、CO2 等混合气,其主反应 为:
������at.
CH4 + H2O ↔
������������ + 3������2
������at.
CH4 + 2H2O ↔
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年产8 万吨甲醇装置的Aspen Plus 模拟及工艺设计毕业设计(论文)内容: 1、工艺流程设计 2、物能衡算 3、设备计算4、物料流程图毕业设计(论文)专题部分:甲醇合成反应器预精馏塔指导教师:教研室主任:院长:签字签字签字年年年月月月日日日 i内容摘要本文是对年产 8 万吨甲醇装置的 Aspen 模拟及工艺设计。
本设计依据锦西天燃气有限责任公司甲醇生产工段的工艺过程,在实际生产理论的基础上,制定合理可行的设计方案。
本文主要阐述了甲醇在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。
采用 Aspen 对主要设备如:混合器、反应器、闪蒸塔、换热器、精馏塔等进行物料衡算,对甲醇反应器,进料-产品第一换热器,冷却器等六个设备进行热量衡算,并对甲醇反应器和换热器进行设备计算。
并使用CAD 绘制相应的工艺流程图。
最后对此工艺过程的安全及环保问题做了简要说明。
关键词:甲醇;Aspen 模拟;工艺设计;反应器;精馏塔; ii Abstract In this paper, This is an update to 80,000 t/Aspen simulation of methanol plant and process design. This design was based on Jinxi natural gas Corporation Limited section petrochemical ethylene plant of methanol production process, in theory on the basis of actual production, develop reasonable feasible design. This article mainly on the status and role of methanol in the nationaleconomy, industrial production method, principle, technological process of production. Aspen on major equipment such as: flashing Tower, mixers, reactors, heat exchangers, distillation, such as material balance, on methanol reactor, feed-product of the first heat exchanger, cooler heat six devices such as accountancy, and device evaluation methanol reactor and heat exchangers. And using CAD drawing the flow chart.In the last, make a short illumination for the problem of security and environmentalist. Keywords: Methanol; Aspen simulation; design; reactor;rectify; iii 目录内容摘要 .......................................................... ............................................................. . (i)Abstract .................................................... ............................................................. ............ ii 目录 .......................................................... ............................................................. .......... iii 1 文献综述 .......................................................... ................................................... 1 1.1 甲醇在国民经济中的地位和作用 ................................................................ 1 1.2 甲醇在国内外的发展动向 .......................................................... ................. 1 1.2.1 生产技术 .......................................................... ..................................... 1 1.2.2 技术发展动向 .......................................................... .............................. 1 1.3 甲醇的市场需求状况 .......................................................... ......................... 2 2 工艺概述 .......................................................... ................................................... 3 2.1 甲醇的性质 .......................................................... ........................................ 3 2.1.1 甲醇的物理性质 .......................................................... .......................... 3 2.1.2 甲醇的化学性质 .......................................................... .......................... 3 2.2 生产方法的评述及选择 .......................................................... ..................... 3 2.2.1 高压法 .......................................................... ......................................... 3 2.2.2 低压法 ................................................................................................... 4 2.2.3 中压法 .......................................................... ......................................... 4 2.3 合成甲醇催化剂的种类及性能 .......................................................... ......... 4 2.3.1 几种国外催化剂种类及性能 .......................................................... ....... 4 2.3.2 几种国内催化剂的性状 .......................................................... .............. 5 2.4 甲醇的生产原理........................................................... ................................ 6 2.4.1 合成反应原理 .......................................................... .............................. 6 2.4.2 精馏工艺原理 .......................................................... ............................. 7 2.5 工艺流程描述 .......................................................... .................................... 7 3 物能衡算 .......................................................... ................................................... 8 3.1 物性数据 .......................................................... ............................................ 8 3.2 设计依据 .......................................................... ............................................ 8 3.3 Aspen 模拟循环系统的物料衡算 .......................................................... .......... 8 3.3.1 进料组分的摩尔百分数 .......................................................... .............. 8 3.3.2 Aspen 模拟工艺流程图的设备一览表 .................................................. 9 表3.3 合成甲醇装置的Aspen 的模拟设备统计表 ....................................... 9 3.3.3 Aspen 模拟工艺流程的数据衡算表 . (11)4 设备计算 .......................................................... ................................................. 20 4.1 反应器R301 ........................................................ ....................................... 20 4.1.1 反应器设计依据 .......................................................... ........................ 20 4.1.2 反应器的计算依据 .......................................................... .................... 20 4.1.3 反应器R301 ........................................................................................ 22 4.1.4 反应器的设计Aspen 模拟流程图 . (22)4.1.5 反应器的设计和灵敏度分析 .......................................................... ..... 23 4.2 换热器的设计 .......................................................... .................................. 28 iv 4.2.1 换热器设计概述 .......................................................... ........................ 28 4.2.2 管壳式换热器的简介 .......................................................... ................ 29 4.2.3 换热器E302 ........................................................ .................................. 30 4.3 精馏塔塔T401 ........................................................ ................................... 34 4.3.1 精馏塔的设计依据 .......................................................... .................... 34 4.3.2 精馏塔的设计的Aspen 的模拟流程图 ............................................... 35 4.3.3 精馏塔T401 的设计和灵敏度的分析 ................................................. 35 4.3.4 精馏塔设计.......................................................................................... 39 5 设计结论 .......................................................... ................................................. 48 5.1 设计结论 .......................................................... .......................................... 48 5.2 安全问题的设计........................................................... .............................. 48 5.3 三废处理 .......................................................... .......................................... 48 5.4 厂址的选择 .......................................................... ...................................... 49 致谢 .......................................................... ............................................................. ......... 51 参考文献 .......................................................... ..............................................................52 附录 .......................................................... ............................................................. ......... 53 沈阳化工大学学士学位论文 1 文献综述 1 1 文献综述1.1 甲醇在国民经济中的地位和作用甲醇,又名:木精、木酒精;英文名:Methanol;分子式 CH 3 OH;分子量:32; 是一种无色、易燃、易挥发的有度液体,常温下对金属无腐蚀性(铅、铝除外),略有酒精气味。