丙酮精制和苯酚萃取稳态及动态模拟

摘要

本文以某石化企业异丙苯法联产丙酮苯酚工艺为背景，对其工艺中丙酮精制和苯酚萃取工段进行了稳态及动态模拟研究。通过对工艺和组分的分析、组分物性的估算、热力学计算方法和模型求解方法的选择、相关设备数学模型的建立、萃取中苯酚，水-异丙苯的分配系数二次曲线拟合等过程，最终建立了丙酮精制和苯酚萃取工段的稳态及动态模拟系统。 本次对丙酮精制工段中的粗丙酮塔、精丙酮塔和苯酚萃取工段中的萃取塔进行了稳态模拟。将模拟值与设计值进行对比，验证模型精度，为后来的动态模拟打下良好的基础。对于丙酮精制工段的一些操作参数（回流比、塔顶采出量、侧线采出量和采出板位置等）进行了适当的优化。为后来的实验和工厂实际操作优化提供很好的理论依据。 本文对两个工段进行了动态模拟仿真。对比动态模拟开车稳定后的工艺参数（温度、压力和流量等）和设计值，验证模拟准确性。在对工段的仿真模拟过程中，得出了时间变化对精馏和萃取效果影响的曲线图。证实用本文的方法可以模拟丙酮精制和苯酚萃取工段。

目录

声明

符号说明

摘要

第一章 文献综述

1．1 化工系统工程概述

1．1．1 化工流程模拟的分类

1．1．2 化工流程模拟的结构

1．1．3 化工流程模拟的基本方法

1．2 丙酮和苯酚的工业概况

1．2．1 丙酮和苯酚特性与市场分析

1．2．2 制取丙酮方法简介

1．2．3 制取苯酚方法简介

1．2．4 含酚废水治理技术简介

1．3 论文选题的目的及意义

第二章 丙酮精制工段和苯酚萃取工段的系统分析

2．1 流程概要

2．2 丙酮精制工段简述

2．2．1 丙酮分离方法选择

2．2．2 工艺流程简介

2．3 苯酚萃取工段简述

2．3．1 萃取剂的选择

2．3．2 工艺流程筒述

2．4 小结

第三章 丙酮精制和苯酚萃取工段动态模型的建立

3．1 组分物性估算

3．1．1 沸点的估算

3．1．2 临界体积、压力、温度和偏心因子的估算

3．1．3 饱和蒸汽压的估算

3．1．4 蒸发焓的估算

3．1．5 热容的估算

3．1．6 相平衡常数的估算

3．2 过程单元模型的建立

3．2．1 物料平衡模型建立

3．2．2 能量平衡模型建立

3．2．3 流股混合和分流模型建立

3．2．4 换热模型建立

3．2．5 管网系统模型建立

3．3 流体热力学模型的建立

3．3．1 流体状态方程模型

3．3．2 焓值计算模型

3．3．3 逸度计算模型

3．3．4 流动模型

3．4 主要设备模型的建立

3．4．1 泵与压缩机模型建立

3．4．2 平衡闪蒸模型建立

3．4．3 塔模型建立

3．5 数学模型的求解算法

3．6 小结

第四章 丙酮精制工段和苯酚萃取工段稳态流程模拟

4．1 丙酮精制和苯酚萃取工段稳态流程模拟的建立

4．1．1 进料组分和物性参数的确定

4．1．2 分配系数拟合

4．1．3 流程热力学方法的确定

4．1．4 单元模块的选择

4．1．5 循环物流收敛块的确定

4．2 稳态模拟结果

4．2．1 丙酮精制工段稳态模拟结果

4．2．2 苯酚萃取工段稳态模拟结果

4．3 稳态模拟影响因素分析

4．3．1 丙酮精制工段的稳态模拟分析

4．3．2 苯酚萃取工段的稳态模拟分析

4．4 小结

第五章 丙酮精制工段和苯酚萃取工段动态流程模拟

5．1 丙酮精制和苯酚萃取动态模拟系统功能简介

5．2 系统模型的验证

5．2．1 粗制丙酮塔模型的验证

5．2．2 精制丙酮塔模型的验证

5．2．3 苯酚萃取塔模型的验证

5．2．4 碱洗塔模型的验证

5．3 小结

第六章 结论

参考文献

致谢

作者和导师简介