(完整word版)苯甲苯二甲苯三元模拟物系分离(proII软件)

吉林化工学院
PROII上机练习
题目：三苯精馏过程模拟计算
教学院石油化工学院
专业班级化工1204班
学生学号 12110432
学生姓名常月
指导教师刘艳杰
2015 年5月24日
任务：
1、处理量：13万吨混合芳烃/年
2、生产方法：精馏
3、生产时间：330天/年
4、原料组成见右表
5、饱和液体进料，塔顶采用全凝器
6、各塔产品质量指标
T0201(苯塔)：99.9%(苯)；
T0202(甲苯塔)：99.5%(甲苯)
7、操作压力：
T0201：171kPa
T0202：191kPa
8、组分及原料组成（质量分数）：苯：45.5 甲苯：24.3二甲苯：30.2 要求：
1、完成全流程的简捷模拟计算；
2、完成全流程的严格模拟计算；
3、优化各塔进料位置，核算各塔的分离要求；
4、计算T0201塔塔顶冷凝器和再沸器公用工程的消耗量。

根据已知数据计算得出：F=（13×104×103）/(330×24)=16414.14kg/hr
双击图标启动软件，点击确认
新建文件后开始计算：
一、简捷计算：
1、选择单位：
点击：选择SI-SET1（国际单位制），并将温度从开尔文（K）改为摄氏度（℃）：
2、添加组分:
选择Most Commonly Used，选择Chemical Formula，并分别输入：C6H6、C7H8、C8H10，然后选添加：
3、热力学方程选择:
选择常用里的SRK方程
3、画流程图：
4、输入F物流数据：
点击Flowrate and Composition后，如下图：
首先将光标放在Total Fluid Flowrate框内，点击把mole单位改为mass单位，然后输入总流率为16414.14kg/hr
然后将光标放在原料组分里：也同样点击将mole单位改为mass单位，然后依次输入：
根据东北实际情况，全年平均温度设为20℃；又因为是饱和液体进料，所以要选泡点：
5、输入T1数据：
点击Specifications进行设定：
选择物流（Stream）,依次设置D1、W1的组成（Compasition)
D1的变量设置：开始组分为C6H6,结束组分为C6H6，点击将mole单位改为mass单位。

W1的变量设置：开始组分为C7H8,结束组分为C8H10，点击将mole单位改为mass单位
根据要求设置D1的产品质量指标为0.999，W1的产品质量指标为0.999。

点击Products进行产品预估设定：首先将光标放在Estimate 里点击把mole改为mass，然后输入预估流率为7468.5kg/hr
点击Minimum Reflux进行设置，选择轻组分为C6H6,重组分为C7H8
6、输入T2数据：
点击Specifications进行设定：
选择物流（Stream）,依次设置D1、W1的组成（Compasition)
D2的变量设置：开始组分为C7H8,结束组分为C7H8，点击将mole改为mass。

W2的变量设置：开始组分为C8H10,结束组分为C8H10，点击将mole改为mass。

根据要求设置D2的产品质量指标为0.995，W2的产品质量指标为0.995。

点击Products进行产品预估设定：首先将光标放在Estimate里点击把mole改为mass，然后输入预估流率为3988.7kg/hr
点击Minimum Reflux进行设置，选择轻组分为C7H8,重组分为C8H10。

在整个屏幕中没有红色出现，则点击运行，出现蓝色，则证明正常收敛。

T1数据表
T2数据表
二、严格计算
由T1、T2的数据表可知，T1总板数为21，进料板为10，回流比为0.910。

T2总板数为18，进料板为12，回流比为1.115。

将简介计算中的shortcut换为Distillation，并输入板数分别为21和18。

1、设置T1
由于含再沸器和冷凝器，所以需要将Number of Stages设为23
点击Pressure Profile进行设置，根据已知，压力为171Kpa，设置每板压降为0.7Kpa
点击Feeds and Products进行产品预估设定：首先将光标放在Estimate里点击把mole 改为mass，然后输入预估流率为7468.5kg/hr，在进料板数处填11（存在冷凝器）
点击Performance Specifications进行设定：物流设定D1组成设定起始组分为C6H6，终止组分为C6H6。

点击Performance Specifications进行设定：物流设定W1组成设定起始组分为C7H8，终止组分为C8H10。

根据要求设置D1的产品质量指标为0.999，W1的产品质量指标为0.999。

点击PrintOptions,
选择Weight Basis
设置完成后如下图：
2、设置T2
由于含再沸器和冷凝器，所以需要将Number of Stages设为20
点击Pressure Profile进行设置，根据已知，压力为191Kpa，设置每板压降为0.7Kpa
点击Feeds and Products进行产品预估设定：首先将光标放在Estimate里点击把mole 改为mass，然后输入预估流率为4957.1kg/hr，在进料板数处填13（存在冷凝器）
点击Performance Specifications进行设定：物流设定D2组成设定起始组分为C7H8，终止组分为C7H8。

点击Performance Specifications进行设定：物流设定W2组成设定起始组分为C8H10，终止组分为C8H10。

根据要求设置D2的产品质量指标为0.995，W2的产品质量指标为0.995。

点击PrintOptions,选择Weight Basis
设置完成后如下图
三、优化各塔进料位置
（一）T1优化器优化设计
在严格计算后，点击，放置位置如图，然后双击进行目标设定：Objective 选择Minmize,
选择塔T1
Objective Function选择最小回流比，变量为：进料板
设置完成后，如图：
双击得到的最优结果如下：
由此得出：进料板为第十块板
（二）T2灵敏度分析设计
点击左上方的Input ,选择。

变量设置为：T2的进料位置
选择Actual Value（实际开始）为2
选择Value of Change（步长）为1
共循环18次，从第二块板开始，步长为1，Results设置为：回流比、塔顶热负荷、塔底热负荷。

设置完成后如下图
运行后点击Output 选择中的plots，输出曲线，如图
点击Date后选择NF为x轴，RR、QC、QR为y轴，如图：
点击Preview Plot，输出图形如下
运行后点击Output 选择中的table查找数据，将其粘贴到excle中
点击Date选择变量，NF、RR、QC、QR都为变量
点击View Table，输出数据表
点击下方的粘贴到剪贴板，新建到excel，并粘贴。

利用excel作出图如下：
四、计算T0201塔塔顶冷凝器和再沸器公用工程的消耗量
新建四个Simple HX 分别为E1、E2、E3、E4
Column，选择T1
Cold Side（冷物流）为Utility Stream，点击Utility Stream，选择冷却介质为水，根据东北天气情况，选择25℃，升温20℃
设置完成后如下
E2为塔底再沸器Cold Side（冷物流）选择Attach to Column（连接塔），点击Attach to Column，选择T1，选择Reboiler
Hot Side（热物流）选择Utility Stream，点击Utility Stream，选择加热蒸气，温度为190℃
Column，选择T2，Condenser
Cold Side（冷物流）为Utility Stream，点击Utility Stream，选择冷却介质为水，根据东北天气情况，选择25℃，升温20℃。

E4为塔底再沸器Cold Side（冷物流）选择Attach to Column（连接塔），点击Attach to Column，选择T1，选择Reboiler
Hot Side（热物流）选择Utility Stream，点击Utility Stream，选择加热蒸气，温度为200℃
点击运行，为蓝色则设计成功，点击后，点击左上角的Edit Find查找E1、E2、E3、E4 结果如下：
由上述得出
E1消耗的公用工程量（冷却水）为：140062.636kg/hr E2消耗的公用工程量（水蒸气）为：418.572kg-mol/hr E3消耗的公用工程量（冷却水）为：103902.134kg/hr E4消耗的公用工程量（水蒸气）为：253.107kg-mol/hr。