aspen吸收精餾塔模擬設計轉(zhuǎn)載

1、aspen 模擬塔設計（轉(zhuǎn)載）一、板式塔工藝設計首先要知道工藝計算要算什么？要得到那些結果？如何算？然后再進行下面的計算步驟。（參考）其次要知道你用的軟件 （或軟件模塊） 能做什么，不能做什么？你如何借助它完成給定的設計任務。記?。耗闶枪に囋O計者，沒有 aspen 你必須知道計算過程及方法，能將塔設計出來，這是你經(jīng)過課程學習應該具有的能力， 理論上講也是進入畢業(yè)設計的前提。只是設計過程中將復雜的計算過程交給 aspen 完成，aspen 只替你計算，不能替你完成你的設計。 做不到這一點說明工藝設計部份還不合格， 畢業(yè)答辯就可能要出問題， 實際的這是開題時要做的事的一部份， 開題答辯就是要考察這

2、個方面的問題。設計方案，包括設計方法、路線、分析優(yōu)化方案等，應該是設計開題報告中的一部份。沒有很好的設計方案， 具體作時就會思路不清晰， 足見開題的重要性。下面給出工藝設計計算方案參考， 希望借此對今后的結構和強度設計作一個詳細的設計方案，明確的一下接下來所有工作詳細步驟和方法，以便以后設計工作順利進行。板式塔工藝計算步驟1. 物料衡算（手算）目的：求解 aspen 簡捷設計模擬的輸入條件。內(nèi)容： (1)組份分割，確定是否為清晰分割；(2) 估計塔頂與塔底的組成。得出結果：塔頂餾出液的中關鍵輕組份與關鍵重組份的回收率參考：化工原理有關精餾多組份物料平衡的內(nèi)容。2. 用簡捷模塊（ DSTWU）進

3、行設計計算目的：結合后面的靈敏度分析，確定合適的回流比和塔板數(shù)。方法：選擇設計計算，確定一個最小回流比倍數(shù)。得出結果：理論塔板數(shù)、實際板數(shù)、加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等RadFarce 所需要的所有數(shù)據(jù)。3. 靈敏度分析目的： 1. 研究回流比與塔徑的關系（NT-R），確定合適的回流比與塔板數(shù)。2. 研究加料板位置對產(chǎn)品的影響，確定合適的加料板位置。方法：可以作回流比與塔徑的關系曲線（ NT-R），從曲線上找到你所期望的回流比及塔板數(shù)。得到結果：實際回流比、實際板數(shù)、加料板位置。4. 用 DSTWU再次計算目的：求解 aspen 塔詳細計算所需要的輸入?yún)?shù)。方法：依據(jù)步驟 3 得到的結果，進

4、行簡捷計算。得出結果：加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等 RadFarce所需要的所有數(shù)據(jù)。5. 用詳細計算模塊（ RadFrace）進行初步設計計算目的：得出結構初步設計數(shù)據(jù)。方法：用 RadFrace 模塊的 Tray Sizing （填料塔用 PAking Sizing ），利用第 4 步（ DSTWU）得出的數(shù)據(jù)進行精確設計計算。主要結果：塔徑。6. 核算目的：確定工藝計算的最后結果。方法：對第 5 步的計算結果（如：塔徑等）按設計規(guī)范要求進行必要的圓整，用RateFrace或RateFrace模塊的Tray Rating（填料塔用PAkingSizing ），對塔進行設計核算。結果：塔工

5、藝設計的所有需要的結果。如果僅是完成設計，至此，工藝計算全部完成。工藝計算說明書內(nèi)容要求1. 給出 aspen 每步輸入?yún)?shù)（除給定的設計條件外）和選項的依據(jù)。2. 給出輸入的結果畫面。注意：不要每一步的輸入方法， 且記你在寫設計報告， 而不是軟件的使用教程。3. 給出運算結果（表格）注意：(1) 不是生成的計算結果畫面，而是生成的表格，最好是 Excel 的，然后插入說明中時要對其進行必要的編輯，比如，分子式的角標的寫法等。(2) 插入說明書中的單位必須是法定計量單位。二、填料塔工藝設計填料塔吸收塔設計比板式塔復雜， 具有一點挑戰(zhàn)性， 原因是由于填料塔設計本身的復雜性， 設計軟件無法依據(jù)給定

6、的設計參數(shù)， 按照某一個不變的設計路線作出最后的設計結果，需要設計者利用各模塊的功能，自己設計一個計算路線，完成給定的設計任務。因此，需要設計者有一定的獨立思考和解決問題的能力。下面的給出利用 RatdFrace 做吸收塔設計的 3 種的計算路線，僅供設計參考，當然你可能有更好的設計方法。填料吸收塔工藝計算步驟方案一：用 RadFrace 計算1. 吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為 RateFrace計算填料高度準備數(shù)據(jù)。2. 確定理論板數(shù)（手算）目的：為 RadFrace 詳細設計計算準備數(shù)據(jù) （ RadFrace 模型需要理論平衡級數(shù)）。3. 用 RateFrace 模塊確定填料高度目

7、的：為 RadFrace 詳細設計計算提供數(shù)據(jù)。4. 用 RadFrace 模塊詳細設計計算5. 核算該方案手算內(nèi)容較多。方案二：用 RateFrace 計算1. 吸收劑用量的初步估算（手算）目的：為 RateFrace計算填料高度準備數(shù)據(jù)。2. 初步計算填料高度估算一塔徑，用RateFrace模塊的設計規(guī)定，初步計算填料高度。3. 確定塔徑與填料高度用靈敏度分析， 研究填料高度與塔徑的關系， 選擇合適的塔徑及對應的填料高度，4. 核算對確定的塔徑和填料高度的塔進行最后核算，得出最后結果。rate 給出的計算結果不夠充分。方案三：用 RateFrace 和 RadFrace 結合計算1. 吸收

8、劑用量的初步估算（手算）2. 確定平衡級數(shù)用 RateFrace 模塊的設計規(guī)定，計算填料高度 H 和等板高度 HEPT。進而得到理論板數(shù) NT=H / HEPT。3. 用 RadFrace 進行初步設計4. 用 RadFrace 進行最后核算aspen 模擬塔設計之二1. 如用何用 DSTUW和 RadFRac 進行精餾塔模擬計算經(jīng)過簡單的訓練，初學都便能夠用 DSTUW和 RadFRac 進行塔模擬計算，似乎會用 aspen 做塔的設計和操作模擬了。但計算思路是不是很清楚就不一定了。如可用 DSTUW和 RadFRac完成一個塔的設計，或?qū)σ粋€已知的塔進行模擬，需要有清晰的過程思路，這樣才

9、能用好模擬軟件。使用 DSTUW和 RadFRac 塔單元模塊，首先我們應該知道模塊能做什么？然后知道如何用它做我們想做的事？需要輸入那些參數(shù)？在有 aspen 之前你首先回答不用aspen 你能不能做塔設計？如果答案是肯定的，那就可以往下用aspen 了，否則先進搞清楚精餾塔的設計原理與方法，再來研究如何用 aspen 做精餾模擬。DSTUW能做什么？DSTUW 是塔的簡捷計算模塊，它能夠?qū)M行設計計算和操作計算（也就是核算）。如何用 DSTUW進行設計和操作模擬？這兩種功能通過選擇輸入回流比和理論板數(shù)來實現(xiàn)。設計計算：輸入?yún)?shù)：回流比（或最小回流比倍數(shù)）和其它設計必須的工藝參數(shù)，但不需要結

10、構尺寸數(shù)據(jù)。計算結果：實際回流比、實際塔板數(shù)、進料板位置、蒸出率（ D/F）和傳熱面積及其它的工藝數(shù)據(jù)等。為精確設計計算提供必要的設計參數(shù)。操作模擬：輸入?yún)?shù)：塔板數(shù)、進料板位置等必要的操作參數(shù)。計算結果：為回流比、塔頂組成等。當然很多輸入?yún)?shù)是可以選擇的，但一定要保證設計或操作必須的自由度數(shù)。也就是條件必須足夠，且不能有多余。RadFRac能做什么？RadFRac能對板式塔、填料塔等進行嚴格模擬計算。功能主要有基本設計計算、結構設計計算、操作（設計）核算三個方面。（1）基本設計計算：不區(qū)別填料和板式塔等類型，當然不需要塔盤或填料的結構尺寸，也不能給出詳細的結構尺寸。但它和用 DSTUW模擬不

11、同，結果也會略有差別。（2）結構設計計算：需要要給定塔盤等或填料的詳細結構，計算必要的結構尺寸。板式塔通過對 TraySizing 設置實現(xiàn)，填料通過對 PackingSizing 設置實現(xiàn)。這兩種類型的塔可以在一個流程中進行不同的設置完成，十分方便。（3）操作（設計）核算：對于設計計算，（ 2）只得到的結果可能需要做一些圓整（比如塔徑要圓整到系列尺寸）。圓整后其它參數(shù)也會發(fā)生改變，需要對已知結構參數(shù)的塔進行核算， 得到最后的設計結果。 同樣操作計算是對已存在的塔進行模擬。綜上內(nèi)容，我們知道完成一個塔的設計計算，可以按下面步驟進行（1）簡捷計算（ DSTUW）（2） 詳細計算（ RadFRac

12、），將計算結果與 DSTUW對比，相差不是很大。（3） 結構計算（ RadFRac TrayRsting 或 RadFRac PackingRating ）輸入塔盤或填料必要的參數(shù)。（ 4） 核算（ RadFRac Tray Sizing 或 RadFRac Packing Sizing ）上面計算圓整后做最后的計算。2. 如何用 Aspen 的 RateRac 做吸收塔設計計算填料吸收塔與精餾比具有一定的挑戰(zhàn)性， 因為它沒有太固定的計算模式。 和RadFrace 一樣， RateRac 允許進行設計模式和核算模式操作。首先我們要知道如何用RateFrac 進行設計計算？RateRac 用于吸

13、收塔設計模式可以用Block Dsign Spes規(guī)定設計參數(shù)（例如純度或回收率）；用Packing Specification定義填料結構。做吸收塔設計想得到什么結果？每一個設計者都知道， 吸收塔工藝設計計算是依據(jù)分離精度要求，相和液相中的組分指標，得到填料高度、塔徑、吸收劑用量等參數(shù)。即出塔氣問題是：在 RateRac 吸收設計模式中， 填料高度、吸收劑量是必須輸入的參數(shù)。那么我們就會問：設計還沒開始，那來的填料高度、吸收劑量、塔徑？對上面問題的回答是：（1） 填料高度：想要 RateFRac 模塊運行就必須給定足夠的設計變量，其中填料高度是必給的參數(shù)之一。如果只給定設計，則RateFRa

14、c 就會按給定的填料高度進行計算。但如果將填料高度做為設計規(guī)定的操作變量， RateFrace 會按設計規(guī)定搜索填料高度，計算結束后， 用計算得到的填料高度值改寫初值。 設計者如能提供較為接近實際值的初值，可以減少迭代計算次數(shù)。（2）吸收劑量：至于吸收劑量，我們可以將它作為與設計規(guī)定相對應的可控制操作變量，給出它的調(diào)整范圍， RateFrac 就會給出滿足設計規(guī)定的吸收劑用量。（3）塔徑是必須輸入的參數(shù)之一，但如果定義填料高度為設計規(guī)定的操作變量，輸入的這個塔徑成為了初值，運行中要對其進行改寫，與填料高度匹配。順便說一句， aspen 的 RateFrace 模塊要求給出的塔板數(shù)不是理論板數(shù)，

15、是計算將填料塔分成的份數(shù)，份數(shù)越多計算越精確。進行吸收塔設計的步驟是什么？知道了上面的方法，我們?nèi)缰诌M行設計模擬呢？Aspen 用于吸收模擬有兩個模塊：核算模塊（Packing Rating ）、設計模塊（ Packing Sizing ）。如果對已有塔進行核算（操作）模擬，只用核算模塊就夠了。如果做設計計算要兩個模塊同時交替使用。下面給出的吸收塔設計計算的過程可供參考。（1）初步估算吸收劑用量。吸收是一個具有的化學反應的過程，我們須先依據(jù)反應用量，計算出吸收劑用量，確定一個大至的范圍。（2）Packing Sizing模塊進行設計計算，在這里除了要定義填料的類型與尺寸以外，還要定義填料段數(shù)、填料高度。段數(shù)（ Packing Segment ）：將填料劃為幾段計算，它即不是平衡級數(shù)，也不是實際段數(shù)。這個段數(shù)的多少并無實際意義，只影響計算精義。填料高度：這個填料高度是有實際意義的， 如不使用設計規(guī)定改變它， rate 模塊就按這個高度給出計算結果。 我們可以估算一個初值。 然后用設計規(guī)定去改變它。