AspenPlus60万吨每年芳烃联合装置分馏工段工艺设计+图纸(5)
本设计中，使用了三组精馏塔，分别用以分离出混合二甲苯、邻二甲苯、C9芳烃和C10芳烃。由于物料中对二甲苯和间二甲苯的分子结构性质较为相似，沸点相差较小，精馏操作难以将其分开，故而在本设计中，仅要求将二甲苯混合物（间二甲苯、对二甲苯及少量邻二甲苯）与大部分邻二甲苯、C9以上重芳烃分离。混合二甲苯的进一步分离则由其他工段通过吸附分离或结晶分离方法完成。分离出的邻二甲苯和C10芳烃可直接作为产品引出，C9芳烃则进入歧化工段以获得更多的二甲苯。
三组精馏塔中，由于需要尽可能多的分离出邻二甲苯，减小后续工段的负荷，第一组塔二甲苯塔的回流比较大，气液项负荷较重，经过计算，我们认为将其分为两个塔并联操作是一种可行的方案。而其后的邻二甲苯塔和重芳烃塔各只有一个即可满足产量和分离效果的要求。
4.2 工艺参数的计算和选择
精馏塔设备设计的计算量大，步骤繁琐，人工计算较为困难。AspenPlus软件提供了多种模块用以计算精馏塔，利用这些模块，可对精馏塔进行简单计算和严格核算，也提供了塔板设计和填料设计的功能。下面将以二甲苯塔为例对精馏塔进行工艺参数的设计。
如图4.1，本设计中，二甲苯塔采用两塔并联的设计，因此将进料需先分为相同的两股物流，分别进入两个塔。由于两塔的等同性，设计中只对一个精馏塔进行了设计。精馏塔模块先采用简单计算模块“DSTWU”估算设备大致的工艺参数，为精馏塔的严格计算提供初值。
“DSTWU”模块计算所需输入的参数有塔板数，轻、重关键组分的收率及塔顶和塔底的压力。塔板数可设置为120块，关键轻组分为对二甲苯，重组分为邻二甲苯，然后分别设置其收率。塔顶塔底压强都可近似取1atm，即常压操作塔。参数设置如图4.2所示。
图4.1 二甲苯塔的流程模拟
图4.2 DSTWU模块设置
计算后，可得到如表4.1的工艺参数。
表4.1 DSTWU模块计算得到的工艺参数
参数 计算结果
最小回流比 7.97745738
实际回流比 9.17175341
最小塔板数 62.1163171
实际塔板数 120
进料板 60.5582645
再沸器热负荷（cal/s） 28698649.3
冷凝器热负荷（cal/s） 27622920.9
塔顶温度（℃） 138.858239
塔底温度（℃） 153.656488
D:F 0.683908859
从计算的结果可以看出，该塔的最小塔板数为63块。预设的塔板数为120块，但还需要确定适合的塔板数。这一参数一般可取塔板数-回流比曲线有陡峭转为平缓的一点。利用AspenPlus的Sensitivity功能可以做出曲线并找出合适的塔板数。
在Simulation|Model Analysis Tools|Sensitivity中新建一项，命名为NSTAG，设置自变量为DSTWU模块的NSTAGE参数，即塔板数，计算范围可取80~150，步长为1
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