芳烃作为有机化工行业中最基本的生产原料,一直备受世界各国的青睐。目前,利用石油基路线来生产芳烃的方法最为普遍,但基于我国具有“多煤、少油、贫气”的化石能源结构特点,利用甲醇芳构化技术开发煤基路线制备芳烃不仅能减少我国对石油的依赖还可以缓解我国当下面临的化石能源危机。本文根据课题组多年来对甲醇芳构化反应的诸多研究性成果,开展10万吨芳烃/年甲醇芳构化移动床工艺设计。首先,根据课题组所做的甲醇芳构化反应实验数据,构建详细的甲醇芳构化工艺流程。将甲醇芳构化工艺流程分为甲醇进料、芳构化反应和产物分离三个主要组成部分,并利用Aspen Plus软件对各部分进行模拟与计算。其次,将甲醇芳构化集总动力学模型和一维拟均相反应器模型相结合,构建甲醇芳构化移动床反应器数学模型。利用MATLAB数学软件采用四阶-Runge Kutta法对所求常微分方程组进行求解,确立的移动床反应器床层直径为2.22 m,反应器高度为13 m,床层移动速度为2.12×10-5m/s,并利用Aspen Plus软件对甲醇芳构化反应器进行模拟和优化分析,探究进料温度和进料甲醇含量对芳构化反应的影响,最终确定反应器的最佳进料温度为350℃,最佳进料甲醇含量为100%。在此优化条件下,芳烃质量收率达到22.91%,每年生产芳烃可达到11.40万吨,满足给定工艺设计要求。最后,对分离设备进行设计。三相分离器选用卧式结构,分离器的尺寸采用半满法来确定,最终确定的分离器直径为2.8 m,长度为12.65m,长径比为4.52。分离塔的设计利用Aspen Plus软件根据优化后的结果对分离塔进行工艺设计计算和校核。本文所设计的分离塔主要有脱戊烷塔、脱C6和甲苯塔、脱苯塔、脱甲苯塔和脱C8塔。