AspenPlus應(yīng)用基礎(chǔ)-分離過(guò)程-1.ppt

AspenPlus應(yīng)用基礎(chǔ) ModelsforSeparationProcesses分離過(guò)程模型 I 分離過(guò)程模型的分類 AspenPlus中的分離過(guò)程模型包含兩大類別 簡(jiǎn)單分離單元模型塔設(shè)備單元模型 簡(jiǎn)單分離單元模型 簡(jiǎn)單分離單元模型包含五個(gè)模塊 兩相閃蒸器三相閃蒸器傾析器 組份分離器兩出口組份分離器 Flash2兩相閃蒸器 Flash2模塊執(zhí)行給定熱力學(xué)條件下的汽 液平衡或汽 液 液平衡計(jì)算 輸出一股汽相和一股液相產(chǎn)物 用于模擬閃蒸器 蒸發(fā)器 氣液分離器等 Flash2 連接 Flash2模塊的連接圖如下 Flash2 模型參數(shù) Flash2模塊的模型參數(shù)有3組 1 閃蒸設(shè)定 FlashSpecifications 1 溫度 Temperature 2 壓力 Pressure 3 蒸氣分率 VaporFraction 4 熱負(fù)荷 HeatDuty 從以上4個(gè)參數(shù)中選定2個(gè) 2 有效相態(tài) ValidPhase 1 汽 液相 Vapor Liquid 2 汽 液 液相 Vapor Liquid Liquid 3 汽 液 游離水相 Vapor Liquid FreeWater 從以上3個(gè)參數(shù)中選定1個(gè) Flash2 模型參數(shù) Flash2模塊的模型參數(shù)有3組 Flash2 模型參數(shù) Flash2模塊的模型參數(shù)有3組 3 液沫夾帶 LiquidEntrainmentinVaporStream 液相被帶入汽相中的分率 Flash2 應(yīng)用示例 1 流量為1000kg hr 壓力為0 11MPa 含乙醇70 w 水30 w的飽和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝 冷凝物流的汽 液比 摩爾 1 3 求離開冷凝器的汽 液兩相的溫度和組成 Flash2 應(yīng)用示例 2 流量為1000kg hr 壓力為0 5MPa溫度為120 含乙醇70 w 水30 w的物料絕熱閃蒸到0 15MPa 求離開閃蒸器的汽 液兩相的溫度 流量和組成 Flash2 應(yīng)用示例 3 流量為1000kg hr 壓力為0 2MPa溫度為20 含丙酮30 w 水70 w的物料進(jìn)行部分蒸發(fā)回收丙酮 求丙酮回收率為90 時(shí)的蒸發(fā)器溫度和熱負(fù)荷以及汽 液兩相的流量和組成 Flash2 應(yīng)用示例 4 流量為1000kg hr 壓力為0 2MPa溫度為20 含丙酮30 w 水70 w的物料進(jìn)行部分蒸發(fā)回收丙酮 蒸發(fā)器熱負(fù)荷為250kW 分析液沫夾帶對(duì)汽相丙酮分率和丙酮回收率的影響 Flash3三相閃蒸器 Flash3模塊執(zhí)行給定熱力學(xué)條件下的汽 液 液平衡計(jì)算 輸出一股汽相和兩股液相產(chǎn)物 用于模擬閃蒸器 蒸發(fā)器 液 液分離器 汽 液 液分離器等 Flash3 連接 Flash3模塊的連接圖如下 Flash3 模型參數(shù) Flash3模塊的模型參數(shù)有3組 1 閃蒸設(shè)定 FlashSpecifications 1 溫度 Temperature 2 壓力 Pressure 3 蒸汽分率 VaporFraction 4 熱負(fù)荷 HeatDuty 從以上4個(gè)參數(shù)中選定2個(gè) Flash3 模型參數(shù) Flash3模塊的模型參數(shù)有3組 2 關(guān)鍵組份 KeyComponent 指定關(guān)鍵組份后 含關(guān)鍵組份摩爾分率大的液相作為第二液相 如未指定關(guān)鍵組份 則密度大的液相作為第二液相 3 液沫夾帶 LiquidEntrainmentinVaporStream 分別設(shè)定兩個(gè)液相被夾帶入汽相中的分率 Flash3 模型參數(shù) Flash3模塊的模型參數(shù)有3組 Flash3 應(yīng)用示例 1 流量為1000kg hr 壓力為0 11MPa 含乙醇30 w 正己烷30 水40 w的飽和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝 冷凝物流的汽 液比 摩爾 1 9 求離開冷凝器的汽 液 液三相的溫度 質(zhì)量流量和組成 Flash3 應(yīng)用示例 2 F 500kg hr P 0 8MPa T 100 含乙醇70 w 水30 w的物流與F 500kg hr P 0 8MPa T 70 含正己烷60 乙醇40 w的物流在閃蒸器中混合并絕熱閃蒸到P 0 11MPa 求離開閃蒸器的汽 液 液三相的溫度 質(zhì)量流量和組成 Flash3 應(yīng)用示例 3 在示例 2 中分別設(shè)置乙醇和己烷為關(guān)鍵組份 觀察輸出結(jié)果有什么變化 Decanter傾析器 Decanter模塊執(zhí)行給定熱力學(xué)條件下的液 液平衡或液 游離水平衡計(jì)算 輸出兩股液相產(chǎn)物 用于模擬液 液分離器 水傾析器等 Decanter 連接 Decanter模塊的連接圖如下 Decanter 模型參數(shù) Decanter模塊的模型參數(shù)有3組 1 傾析設(shè)定 DecanterSpecifications 1 壓力 Pressure 2 溫度 熱負(fù)荷 Temperature HeatDuty 2 關(guān)鍵組份 KeyComponent 指定關(guān)鍵組份后 含關(guān)鍵組份摩爾分率大的液相作為第二液相 如未指定關(guān)鍵組份 則密度大的液相作為第二液相 Decanter 模型參數(shù) Decanter模塊的模型參數(shù)有3組 Decanter 模型參數(shù) Decanter模塊的模型參數(shù)有3組 3 組份分離效率 SeparationEfficiencies 分別設(shè)定每個(gè)組份在兩相中的分離效率 代表了相組成偏離平衡組成的程度 Decanter 應(yīng)用示例 1 用水 P 0 2MPa T 20 從含乙醇40 w 正己烷60 w的混合液 F 500kg hr P 0 2MPa T 20 中萃取乙醇 要求乙醇的萃取率達(dá)到97 求需要的水流量和萃取相和萃余相的組成 Decanter 應(yīng)用示例 2 同示例 1 求乙醇分離效率為0 9時(shí)需要的水流量和萃取相組成 Sep組份分離器 Sep模塊可以接受多股輸入物流 輸出多股物流 并把輸入混合物中的各個(gè)組份分別按照指定的比例分配到每一股輸出物流中去 Sep 連接 Sep模塊的連接圖如下 Sep 模型參數(shù) Sep模塊的模型參數(shù)有3組 1 設(shè)定 Specifications 輸出物流條件設(shè)定 指定每個(gè)組份在各股輸出物流中的分率或流量 Sep 模型參數(shù) Sep模塊的模型參數(shù)有3組 2 進(jìn)料閃蒸 FeedFlash 指定輸入物流混合后的閃蒸壓力和有效相態(tài) 3 出口閃蒸 OutletFlash 指定每一股輸出物流的閃蒸壓力 溫度 氣相分率和有效相態(tài) Sep 模型參數(shù) Sep模塊的模型參數(shù)有3組 Sep 應(yīng)用示例 1 把F 500kg hr P 0 15MPa T 20 含乙醇30 w 正丙醇20 w 正丁醇10 w 水40 w的物流分成四股輸出物流 各組份在輸出物流中的分配比例為 乙醇0 96 0 02 0 01 0 01正丙醇0 01 0 95 0 02 0 02正丁醇0 01 0 05 0 92 0 02水0 01 0 02 0 03 0 94求輸出物流組成 Sep2兩出口組份分離器 Sep2模塊可以接受多股輸入物流 輸出兩股物流 并把輸入混合物中的各個(gè)組份分別按照指定的比例分配到輸出物流中去 Sep2 應(yīng)用示例 1 從F 500kg hr P 0 15MPa T 20 含乙醇60 w 正丙醇25 w 正丁醇15 w的物流中回收乙醇 要求 乙醇濃度達(dá)到98 w 正丁醇含量不大于1 w 乙醇回收率達(dá)到95 求輸出物流的組成和流量 Sep2 應(yīng)用示例 2 同示例 1 如果分離過(guò)程是在精餾塔中實(shí)現(xiàn) 塔頂出料是0 11MPa的飽和蒸汽 塔底出料是0 13MPa的飽和液體 求輸出物流的溫度和體積流量 Sep2 應(yīng)用示例 3 采用膜分離裝置制取富氧空氣 原料空氣T 30 P 1 013bar F 500kmol hr 經(jīng)壓縮機(jī)加壓到4 5bar后進(jìn)入膜分離組件 出口壓強(qiáng)1 1bar 已知膜分離組件的性能與進(jìn) 出口壓差及進(jìn)口流量的關(guān)系由下式描述 求富氧空氣的氧濃度和體積流量 及其與進(jìn)口壓強(qiáng)的關(guān)系 塔設(shè)備單元模型 分類 DSTWUDistlRadFracExtract 塔設(shè)備 Columns 單元共有9種模塊 其中RateFrac和BatchFrac需要單獨(dú)的許可證 其余7種可直接使用 MutiFracSCFracPetroFrac Extract連續(xù)萃取塔 Extract模塊用逐級(jí)計(jì)算法精確計(jì)算給定連續(xù)萃取過(guò)程的操作結(jié)果 可以采用三種方法求取液 液平衡分配系數(shù) 1 用給定的物性方法 活度系數(shù)法或狀態(tài)方程法 2 KLL溫度關(guān)聯(lián)式 3 用戶子程序 Extract 連接 Extract模塊的連接圖如下 1 塔設(shè)定 Specs 1 塔板數(shù) Numberofstages 2 熱狀態(tài)選項(xiàng) Thermaloptions 1 絕熱 Adiabatic 2 指定溫度剖形 Specifytemperature 3 指定熱負(fù)荷剖形 Specifyheatduty Extract 模型參數(shù) Extract模塊有四組基本模型參數(shù) 2 關(guān)鍵組分 Keycomponents 1 第一液相 1stliquidphase 即比重較大的液相 從塔底出料 2 第二液相 2ndliquidphase 即比重較小的液相 從塔頂出料 Extract 模型參數(shù) Extract模塊有四組基本模型參數(shù) Extract 模型參數(shù) Extract模塊有四組基本模型參數(shù) 3 物流 Streams 設(shè)置各股側(cè)線物流的加料板和