《AspenPlus應(yīng)用塔》 (2)ppt課件

1、Aspen Plus運(yùn)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)上節(jié)課內(nèi)容Aspen plus簡(jiǎn)介Aspen plus操作界面Aspen plus運(yùn)用根本步驟Aspen Plus塔設(shè)計(jì)運(yùn)用Aspen Plus中的塔設(shè)備模塊簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU嚴(yán)厲精餾模塊RadFrac一、Aspen plus中的塔設(shè)備模塊塔模塊分類：簡(jiǎn)捷精餾：DSTWU、Distl、SCFrac嚴(yán)厲精餾：RadFrac、MultiFrac、PetroFrac、RateFrac液-液萃?。篍xtract1.1簡(jiǎn)捷塔模塊本節(jié)課學(xué)習(xí)DSTWU模塊1.2 嚴(yán)厲塔模塊我們主要學(xué)習(xí)RadFrac模塊塔設(shè)計(jì)案例甲醇和水的精餾分別進(jìn)料組成甲醇：38.6wt%水：63.2

2、wt%進(jìn)料量：55t/h分別要求：甲醇純度：99.9wt%甲醇回收率：99.5%氣體分別安裝丙烯塔進(jìn)料組成丙烯：85.58mol%丙烷：14.32mol%正丁烷: 0.1mol%進(jìn)料量：25t/h分別要求：丙烯純度：99.5wt%丙烯回收率：99.9%設(shè)計(jì)思緒1.1.用用Aspen plusAspen plus的簡(jiǎn)捷精餾模塊的簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWUDSTWU確確定滿足要求的實(shí)際板數(shù)、最小回流比和采出率定滿足要求的實(shí)際板數(shù)、最小回流比和采出率的大約值；的大約值；2.2.用靈敏度分析得到塔板數(shù)和再沸器熱負(fù)荷隨用靈敏度分析得到塔板數(shù)和再沸器熱負(fù)荷隨回流比的變化曲線，選擇適宜的回流比；回流比的變化曲線

3、，選擇適宜的回流比；3.3.結(jié)合采出率和進(jìn)料板位置共同作為嚴(yán)厲精餾結(jié)合采出率和進(jìn)料板位置共同作為嚴(yán)厲精餾的輸入條件，選用嚴(yán)厲精餾模塊的輸入條件，選用嚴(yán)厲精餾模塊RadFracRadFrac進(jìn)展模擬；進(jìn)展模擬；4.4.用用Aspen plusAspen plus模型分析功能中的設(shè)計(jì)規(guī)定輔模型分析功能中的設(shè)計(jì)規(guī)定輔助進(jìn)展求解，使之準(zhǔn)確到達(dá)設(shè)計(jì)要求。助進(jìn)展求解，使之準(zhǔn)確到達(dá)設(shè)計(jì)要求。選擇模板Template甲醇分別：Chemicals with Metric Units丙烯塔Petroleum with Metric Units2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU建立工藝流程圖數(shù)據(jù)輸入模擬運(yùn)算及結(jié)果查看靈敏度

4、分析2.1建立工藝流程圖1啟動(dòng)Aspen Plus2選Template： Chemicals with Metric Units3選用模塊: DSTWU4銜接流股5整理工藝流程圖2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU3選用模塊: DSTWU2.1建立工藝流程圖選取這三個(gè)不同的圖標(biāo)，僅僅是外形不同，功能是一樣的DSTWU模型用于對(duì)模型用于對(duì)塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算，塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算，它可以估算最小回流它可以估算最小回流比和最小實(shí)際板數(shù)。比和最小實(shí)際板數(shù)。4銜接流股2.1建立工藝流程圖FEED進(jìn)料流股銜接處Distillate塔頂采出Bottom塔底抽出點(diǎn)擊Material Streams銜接流股5整理工藝流程圖重命

5、名塔模塊、流股調(diào)整模塊大小、流股位置保管模擬工程 2.1建立工藝流程圖Example4_1 Column Appl模擬工程稱號(hào)最好不用中文，文件所在目錄也最好不用中文，防止運(yùn)轉(zhuǎn)錯(cuò)誤2.2數(shù)據(jù)輸入2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU(1)輸入全局變量(2)輸入化學(xué)組分(3)輸入/修正物性方法(4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)(5)設(shè)定模塊數(shù)據(jù)(1)輸入全局變量2.2前期輸入輸入Title 可不輸入穩(wěn)態(tài)過程，不用改動(dòng)不含固體，不用改動(dòng)物流計(jì)算基準(zhǔn)由Mole改成Mass(1)輸入全局變量2.2前期輸入b)輸入描畫信息Description c)輸入帳號(hào)信息Accounting (1)輸入全局變量2.2前期輸入d)修正Re

6、port Options部分選項(xiàng) Fraction basisMole 選上Mass 選上(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入aFormula 表項(xiàng)中分別輸入水和甲醇分子式bComponent 表項(xiàng)中對(duì)化學(xué)組分重命名，便于本人識(shí)別例：甲基環(huán)戊烷ID：METHY-01(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入其他的選項(xiàng)缺省設(shè)置不用管(3)輸入/修正物性方法2.2前期輸入甲醇和水用模板Chemicals with Metric Units 的缺省物性方法NRTL，不用修正(3)輸入/修正物性方法2.2前期輸入(4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)2.2前期輸入a輸入進(jìn)料溫度、壓力和氣相分率中的兩個(gè)b輸入進(jìn)料流量c輸入進(jìn)料組成(

7、4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)2.2前期輸入相對(duì)壓力1bar=0.1MPa總和為1或100(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入a輸入實(shí)際板數(shù)和回流比中的一項(xiàng)普通選輸入回流比i輸入正數(shù)，如3， 表示回流比為3ii輸入負(fù)數(shù)，如-1.5表示1.5倍最小回流比(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入b輸入塔頂壓力和塔釜壓力為相對(duì)壓力塔頂壓力要小于進(jìn)料壓力，否那么計(jì)算過程會(huì)報(bào)警告信息(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入c選擇冷凝器類型假設(shè)選擇了部分冷凝還要在這里輸入氣相餾出物的分率值。(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入d輸入輕/重關(guān)鍵組分及其在塔頂采出中的mole回收率進(jìn)料甲醇：36.8wt

8、%甲醇純度：99.9wt%回收率：99.5%SD0/F=0.368*99.5%/0.999=0.3665水回收率=(SD0*0.1%)/(F*0.632)=0.00058輸入完成，按輸入完成，按Next鍵開場(chǎng)模擬計(jì)算鍵開場(chǎng)模擬計(jì)算2.3 模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU計(jì)算終了無錯(cuò)誤提示無警告提示輸入完成，按輸入完成，按Data Brower鍵查看模擬結(jié)果鍵查看模擬結(jié)果2.3 模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看物流結(jié)果塔頂甲醇分率滿足：質(zhì)量分率0.999甲醇回收率：20218.8*0.999/(55000*0.268)=0.9940.9952.3 模擬計(jì)算及結(jié)果查看2

9、.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看塔模塊結(jié)果最小回流比：0.99762.4靈敏度分析用靈敏度分析得到塔板數(shù)和再沸器熱負(fù)荷隨回流比的變化曲線，選擇適宜的回流比2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU(1)新建靈敏度義務(wù)找到Model Analysis Tools Sensitivity點(diǎn)New按鈕在彈出窗口中輸入義務(wù)ID2.4靈敏度分析(2)定義因變量點(diǎn)New按鈕，輸入因變量稱號(hào)在彈出窗口中定義因變量類型2.4靈敏度分析NSTAGE為精餾塔所需實(shí)際板數(shù)(3)定義自變量2.4靈敏度分析自變量選擇回流比RR輸入自變量變化范圍和步長(zhǎng)RR的下限要大于最小回流比(4)數(shù)據(jù)表設(shè)置2.4靈敏度分析點(diǎn)擊此項(xiàng)自動(dòng)填入一切表項(xiàng)點(diǎn)點(diǎn)Ne

10、xt鍵開場(chǎng)鍵開場(chǎng)靈敏度分析計(jì)算靈敏度分析計(jì)算(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析a.定義X軸數(shù)據(jù)左鍵選取RR這一列數(shù)據(jù)在菜單欄上選取PlotX-Axis Variable(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析b.定義Y軸數(shù)據(jù)左鍵選取NSTAGE這一列數(shù)據(jù)在菜單欄上選取PlotY-Axis Variable(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析c.畫RR-NSTAGE圖選完X、Y軸直接點(diǎn)Plot Display Plot畫圖(5) RR-NSTAGE曲線2.4靈敏度分析曲線拐點(diǎn)：回流比約1.3(6) 模擬結(jié)果2.4靈敏度分析回流比1.3下的

11、模擬結(jié)果實(shí)際板數(shù)：19.04進(jìn)料板：14.8塔頂/進(jìn)料：0.2458(mole)(7) 結(jié)論2.4靈敏度分析對(duì)同一產(chǎn)質(zhì)量量要求而言回流比R添加 塔板數(shù)減少，投資費(fèi)用降低 能耗添加，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用上升嚴(yán)厲精餾條件回流比 R=1.3實(shí)際板數(shù) N=20進(jìn)料板 NF=15采出率 D/F=0.2458 (mole比)3.精細(xì)分別模塊RadFrac建立工藝流程圖模塊數(shù)據(jù)輸入模擬運(yùn)算及結(jié)果查看結(jié)果分析與改良塔板設(shè)計(jì)3.1 建立工藝流程圖1在工藝流程窗口插入RadFrac模塊2用Manipulators的Dupl模塊復(fù)制T1進(jìn)料流股作為RadFrac進(jìn)料3銜接RadFrac模塊各流股3.嚴(yán)厲精餾模塊RadFrac3

12、.1 建立工藝流程圖流股銜接選中T1進(jìn)料T1F，右鍵，選取Reconnect Destination將T1F銜接到復(fù)制器Dupl上再從Dupl上引出兩股物流至兩個(gè)塔模塊上銜接RadFrac所需物流整理工藝流程圖3.1 建立工藝流程圖DUPL：復(fù)制器將一股物流復(fù)制成完全一樣的多股物流無需反復(fù)輸入外部物流數(shù)據(jù)點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕中的點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕中的一個(gè)進(jìn)展數(shù)據(jù)輸入一個(gè)進(jìn)展數(shù)據(jù)輸入3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入3.嚴(yán)厲精餾模塊RadFrac(1)為了減少對(duì)新嚴(yán)厲精餾計(jì)算的干擾，將T1和已有的靈敏度分析都Deactivate(2)Configuration設(shè)定3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入a.輸入實(shí)際板數(shù)輸入實(shí)際板數(shù)b.選擇

13、冷凝器類型：選擇冷凝器類型：全凝器全凝器部分冷凝器部分冷凝器無冷凝器無冷凝器3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入c.選擇再沸器器類型：選擇再沸器器類型：釜式再沸器釜式再沸器熱虹吸再沸器熱虹吸再沸器無再沸器無再沸器(2)Configuration設(shè)定3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入d.選擇精餾過程中選擇精餾過程中的有效相態(tài)。的有效相態(tài)。e.選擇塔模塊收斂方法選擇塔模塊收斂方法此項(xiàng)對(duì)流程收斂非常此項(xiàng)對(duì)流程收斂非常重要重要(2)Configuration設(shè)定3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入f.從列表框中選擇從列表框中選擇操作變量類型。操作變量類型。(2)Configuration設(shè)定3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入(3)Streams設(shè)定輸入進(jìn)料板位

14、置輸入進(jìn)料板位置3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入(4)Pressure設(shè)定輸入第一級(jí)實(shí)際輸入第一級(jí)實(shí)際板壓力板壓力輸入單板壓降或輸入單板壓降或全塔壓降。全塔壓降。非必填項(xiàng)非必填項(xiàng)3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入(5)Condenser設(shè)定輸入經(jīng)過冷凝器輸入經(jīng)過冷凝器后的過冷溫度。后的過冷溫度。非必填項(xiàng)非必填項(xiàng)輸入完成，按輸入完成，按Next鍵開場(chǎng)模擬計(jì)算鍵開場(chǎng)模擬計(jì)算3.3模擬運(yùn)算及結(jié)果查看3.嚴(yán)厲精餾模塊RadFrac(1)查看物流結(jié)果達(dá)不到分別效果達(dá)不到分別效果可用設(shè)計(jì)規(guī)定來優(yōu)化可用設(shè)計(jì)規(guī)定來優(yōu)化3.4結(jié)果分析與改良3.嚴(yán)厲精餾模塊RadFrac(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置3.4結(jié)

15、果分析與改良進(jìn)料板位置還是在進(jìn)料板位置還是在15塊塊(2)Design Spec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結(jié)果分析與改良(2)Design Spec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結(jié)果分析與改良(2)Design Spec設(shè)計(jì)規(guī)定優(yōu)化(b)定義自變量3.4結(jié)果分析與改良自變量為回流比自變量為回流比R點(diǎn)擊點(diǎn)擊Next鍵運(yùn)轉(zhuǎn)鍵運(yùn)轉(zhuǎn)(2)Design Spec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果3.4結(jié)果分析與改良塔頂采出甲醇純度塔頂采出甲醇純度到達(dá)要求到達(dá)要求(2)Design Spec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果3.4結(jié)果分析與改良回流比為回流比為1.39塔頂溫度為塔頂溫度為58.6可思索經(jīng)過降低塔頂壓力可思索經(jīng)過降低塔頂壓力使塔頂溫度降低至使塔頂溫度降低至45左左右，從而降低能耗右，從而降低能耗3.5塔板設(shè)計(jì)經(jīng)過Tray Sizing的New按鈕新建一個(gè)設(shè)計(jì)表項(xiàng)3.嚴(yán)厲精餾模塊RadFracTray Sizing計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)Tray Rating計(jì)算3.5塔板設(shè)計(jì)Tray Ratin