石化年产55万吨对二甲苯项目
塔设备操作条件优化
二甲苯塔（T101）用于分离碳八芳烃和碳九芳烃的分离，是塔设备中的典型设备，故优化以二甲苯塔（T101）为例，进行详细模拟与优化说明。
1二甲苯塔DSTWU简捷设计
首先使用Aspen Plus软件DSTWU 模块进行简捷设计，进行初步设计。详见Aspen Plus模拟源文件“T101（二甲苯塔）设计与优化（DSTWU简捷设计）.bkp”。DSTWU 模块用Winn-Underwood-Gilliland捷算法进行精馏塔的设计，可以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、给定回流比下的理论板数和加料板位置。
二甲苯塔进料中碳八芳烃摩尔组成为80.3%，碳九芳烃含量为19.7%。碳八芳烃中邻二甲苯沸点最高，为轻关键组分，其摩尔含量为20.26%，碳九芳烃中异丙苯沸点最低，为重关键组分，其摩尔含量为1.63%。故用DSTWU模块进行简捷设计时，选取轻关键组分回收率为99.9%，重关键组分回收率为0.1%，并作回流比和理论板数曲线，得到如图1曲线，故选取理论板数为98。当理论板数为98时，简捷设计结果如图2所示。此时碳八芳烃摩尔质量浓度为0.9998，回收率为0.99979。
16DSTWU101 (DSTWU) - Results Reflux Ratio ProfileReflux ratio1412Reflux ratio108648081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120Theoretical stages 图1 二甲苯塔塔板数与回流比曲线图
图2 简捷设计计算结果
2二甲苯塔RadFrac详细设计与优化
石油化工中二甲苯塔的塔效率为0.75～0.85，而塔设计时，塔板浮阀选用新型ADV浮阀，塔板效率提高10%以上，故二甲苯塔塔板效率选为0.9。
做进料板位置和塔顶邻二甲苯含量、塔顶冷凝器、塔底再沸器热负荷的灵敏度分析，如图3所示。详见Aspen Plus模拟源文件“T101（二甲苯塔）参数优化（进料板位置灵敏度分析）.bkp”。
0.2522000.2521750.2521500.2521250.252100-30.0425-30.0425-30.0426-30.0426-30.0426-30.0426-30.042629.636829.636729.636729.636729.636729.6367Sensitivity Results CurveQCON GCAL/HR FOX 0.2520750.2520500.2520250.2520000.2519750.2519500.251925-30.0426-30.0426-30.0426-30.0426-30.0427-30.0427-30.0427-30.0427-30.0427-30.0427QRE GCAL/HR -30.042629.636729.636729.636729.636729.636729.636729.636729.636729.636730.032.535.037.540.042.545.047.550.052.555.057.5VARY 1 T-101 104 FEEDS STAGE60.062.565.067.5塔顶邻二甲苯浓度塔顶冷凝器热负荷塔底再沸器热负荷70.072.575.077.580.0 图3 进料板位置灵敏度分析曲线
做回流比和塔顶邻二甲苯含量、塔顶冷凝器、塔底再沸器热负荷的灵敏度分析，如图4所示。详见Aspen Plus模拟源文件“T101（二甲苯塔）参数优化（回流比灵敏度分析）.bkp”
0.252250.252000.251750.25150-17.5-20.0-22.5-25.040.037.535.032.530.027.525.022.520.017.515.03.00Sensitivity Results CurveFOX QCON GCAL/HR QRE GCAL/HR QCON GCAL/HR 0.25125-30.0-32.5-35.0-37.5-40.0-42.50.251000.250750.250500.250250.25000QRE GCAL/HR -27.5FOX 3.253.503.754.004.254.504.755.005.255.505.75VARY 1 T-101 COL-SPEC MOLE-RR6.006.256.506.757.007.257.507.758.00 图4 回流比灵敏度分析曲线
在进料板上，进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组分的含量，而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。这样可以使进料后，进料物流不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成，从而保持平稳操作。进料流股104中轻关键组分，邻二甲苯摩尔浓度为20.26%，经过优化