設(shè)計(jì)分離甲醇、水、正丙醇混合物精餾塔課件

1、Aspen plus模擬精餾塔說明書一、 設(shè)計(jì)題目根據(jù)以下條件設(shè)計(jì)一座分離甲醇、水、正丙醇混合物的連續(xù)操作常壓精餾塔：生產(chǎn)能力：100000噸精甲醇/年；原料組成：甲醇70%w，水 28.5%w，丙醇1.5%w；產(chǎn)品組成：甲醇99.9%w；廢水組成：水99.5%w；進(jìn)料溫度：323.15K；全塔壓降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。二、 設(shè)計(jì)要求對(duì)精餾塔進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，給出下列設(shè)計(jì)結(jié)果并利用AutoCAD繪制塔設(shè)備圖，并寫出設(shè)計(jì)說明。(1).進(jìn)料、塔頂產(chǎn)物、塔底產(chǎn)物、側(cè)線出料流量；(2).全塔總塔板數(shù)N；最佳加料板位置NF；最佳側(cè)線出料位置NP；(3).回流比R；(4)

2、.冷凝器和再沸器溫度、熱負(fù)荷；(5).塔內(nèi)構(gòu)件塔板或填料的設(shè)計(jì)。三、分析及模擬流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)模擬的輸入條件。內(nèi)容:(1)生產(chǎn)能力:一年按8000 hr計(jì)算，進(jìn)料流量為100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。(2)原料、塔頂與塔底的組成（題中已給出）：原料組成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；產(chǎn)品:甲醇99.9%w；廢水組成：水99.5%w。(3).溫度及壓降：進(jìn)料溫度：323.15K；全塔壓降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。2.用簡(jiǎn)捷模塊（DSTWU）進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算目的:對(duì)精餾塔進(jìn)行簡(jiǎn)捷計(jì)算，根

3、據(jù)給定的加料條件和分離要求計(jì)算最小回流比、最小理論板數(shù)、理論板數(shù)和加料板位置。3.靈敏度分析目的:研究回流比與塔徑的關(guān)系（NT-R），確定合適的回流比與塔板數(shù)；研究加料板位置對(duì)產(chǎn)品的影響，確定合適的加料板位置。方法:作回流比與塔徑的關(guān)系曲線（NT-R），從曲線上找到期望的回流比及塔板數(shù)。4. 用詳細(xì)計(jì)算模塊（RadFrac）進(jìn)行計(jì)算目的:精確計(jì)算精餾塔的分離能力和設(shè)備參數(shù)。方法:用RadFrac模塊進(jìn)行精確計(jì)算，通過設(shè)計(jì)規(guī)定(Design Specs)和變化(Vary)兩組對(duì)象進(jìn)行設(shè)定，檢驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)是否收斂，計(jì)算出塔徑等主要尺寸。5. 塔板設(shè)計(jì)目的：通過塔板設(shè)計(jì)(Tray sizing)計(jì)算給

4、定板間距下的塔徑。方法：在Specification表單中輸入該塔段(Trayed section)的起始塔板(Starting stage)和結(jié)束塔板(Ending stage)、塔板類型(Tray type)、塔板流型程數(shù)(Number of passes)、以及板間距(Tray spacing) 等幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。 6.塔板核算目的:計(jì)算塔板的熱負(fù)荷。方法：對(duì)第5步的計(jì)算結(jié)果（塔徑）按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行必要的圓整，用 RadFrac模塊的Tray Rating，對(duì)塔進(jìn)行設(shè)計(jì)核算。7.設(shè)計(jì)結(jié)果匯總進(jìn)料塔頂塔底側(cè)線流量/ kmol/h392.386067221.698128165.6879395

5、溫度/5064.695.884.7操作壓力/atm1回流比1.54309104塔板形式篩板式塔徑/m塔板間距/m1.80.5塔板數(shù)總塔板數(shù)N最佳加料板位置NF最佳側(cè)線出料位置NP523650一. 用簡(jiǎn)捷模塊（DSTWU）進(jìn)行初步模擬1.連接流股圖1-12. 設(shè)定全局特性圖1-23. 輸入化學(xué)組分信息圖1-34. 選擇計(jì)算方法和模型圖1-45. 輸入外部流股信息圖1-56. 輸入單元模塊參數(shù)圖1-67. 運(yùn)行程序 圖1-78.查看結(jié)果圖1-8a.流股信息 圖1-9b.最小回流比：0.4808477 ；實(shí)際回流比：0.63749982 ；最小理論板數(shù)：10 ；理論板數(shù)：20 ；加料板位置：13。（

6、如圖1-10）圖1-10圖1-11二、靈敏度分析圖2-1繪NT-R圖圖2-2三、 用詳細(xì)計(jì)算模塊（RadFrac）進(jìn)行計(jì)算1.將DSTWU模型換成RadFrac模型圖3-12.設(shè)定配置圖3-23.設(shè)定流股圖3-34.設(shè)定壓強(qiáng)圖3-45.運(yùn)行程序圖3-56.查看結(jié)果圖3-67.連接側(cè)線出料并計(jì)算圖3-7圖3-8圖3-98.加入Murphree 效率并計(jì)算圖3-10圖3-11圖3-12圖3-139.運(yùn)行程序圖3-1410.查看結(jié)果圖3-1511.反復(fù)計(jì)算，直到進(jìn)料板的甲醇含量接近0.7圖3-16圖3-17圖3-18第36快板的甲醇含量為0.7，滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算完畢。12. 設(shè)定設(shè)計(jì)規(guī)定(Desi

7、gn Specs)和變化(Vary)圖3-21圖3-22圖3-23圖3-24圖3-25圖3-26進(jìn)料、塔頂產(chǎn)物、塔底產(chǎn)物、側(cè)線出料流量圖3-27冷凝器參數(shù)圖3-28再沸器參數(shù)圖3-29四、 塔板設(shè)計(jì)塔板類型選為篩板塔；板間距(Tray spacing)選為0.5 m。圖4-1圖4-2圖4-3塔內(nèi)徑：1.76 m，圓整為1.8 m；降液管截面積：0.09999958 ；側(cè)降液管流速：0.01675961m/s ；側(cè)堰長：1280，查文獻(xiàn)圓整。圖4-4五、塔板核算圖5-1圖5-2圖5-3最大液泛因子：0.7674，小于0.8；最大降液管液位/板間距：0.3138，在0.25-0.5之間，塔徑核算成功。齊齊