基于Aspen Plus的5wta异丙醇的合成工艺模拟与优化开题报告

 2022-11-26 12:11

1. 研究目的与意义

Aspen Plus是大型通用流程模拟系统,源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院(MIT)组织的会战,开发新型第三代流程模拟软件。

该项目称为过程工程的先进系统(Advanced System for Process Engineering,简称ASPEN),并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化,成立了AspenTech公司,并称之为Aspen Plus。

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2. 课题关键问题和重难点

1、课题关键问题1)从原料开始到最终产物合成的路线是怎么安排的?对每一阶段的反应都要考虑不能给下一阶段的合成带来麻烦。

2)精馏塔的设计3)反应器的设计4)换热器的模拟5)压力变送设备的模拟2、难点1)严格计算下精馏塔的各项参数的确定2)反应器中动力学的计算3)产品的纯化4)物料的循环5)热泵精馏可否采用?若可采用,又应该如何设计?

3. 国内外研究现状(文献综述)

我国异丙醇总消费量中的60%用来做涂料、油墨以及制药工业过程中的溶剂和萃取剂。

在涂料方面,以硝化纤维素清漆为例,异丙醇可以作为惰性溶剂来降低运输过程中和贮存时的可燃性;在油墨方面,异丙醇主要用来做水基涂料的稀释剂及助剂,醇溶油墨可以完美解决甲苯类油墨危害身体健康以及有毒溶剂残留导致包装的食品质量下降等问题;而在制药方面,异丙醇可以做抗生素和维生素萃取剂以及药品胶囊的清洗剂等。

我国异丙醇总消费量中的25%用于化学中间体领域,它可以用来生产异丙醚、异丙胺以及某些酯类。

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4. 研究方案

1、先通过异丙醇多种合成路线的比较来确定最终合成路线现已确定使用德士古工艺来进行异丙醇的合成反应方程式:CH3CH2=CH2 H →(CH3CHCH3) (CH3CHCH3) H2O→CH3CH(OH)CH3 H 副反应: CH3CH=CH2 CH3CH(CH3)OH→CH3CH(CH3)OCH(CH3)CH3 2CH3CH(CH3)OH→CH3CH(CH3)OCH(CH3)CH3 H2O 2CH3CH=CH2→C62、采用Aspen Plus模拟软件进行全流程的搭建,全流程的搭建是由以下两个部分构成:1)单元操作单元操作包含塔、换热器、反应器、闪蒸罐以及压力变送设备的模拟塔器主要是起到分离组分的作用,先通过原料中关键组分的相图来了解他们的物性,在使用简捷精馏模块DSTWU对组分进行初步分离,重点需要留意的是实际回流比实际塔板数馏出物进料比率以及进料塔板这些数据,这些数据是严格精馏模块RadFrac的原始数据。

这里提一下严格精馏模块RadFrac的优化方法:①如果塔顶/塔底的物质不够纯的话可以适当的增大回流比或者塔板数,同理,如果对纯度要求并不高的话,可以减小塔板数或者回流比。

②观察压力对于相图的变化,选择合适的压力。

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5. 工作计划

第一周:查找外文文献,撰写任务书。

第二周:翻译外文文献,完成任务书,撰写开题报告。

第三周:翻译外文文献,完成开题报告。

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