aspen精餾塔講義(個人總結(jié))（課堂PPT）

1、關(guān)于Aspen 精餾模擬操作的學習交流報告人報告人： 蔡 政指導老師：指導老師： 易明武 2精餾塔設計的獨立變量（精餾塔設計的獨立變量（C+6）：Tips 1進料狀態(tài)（T）： 1進料組成（Xi）： C-1操作壓力（P）: 1進料位置（NF）: 1C+3產(chǎn)品的組成(XD、XW) 2回流比（R） 1總塔板數(shù) （NT） 1塔頂與塔釜摩爾量之比（D/W） 1 手算設計常規(guī)定的變量計算機模擬常采用的指定變量余下余下3個獨立個獨立變量從中任選變量從中任選3多元組分多元組分的分離（distill專用軟件）：以三元組分C4，C5，C6的正構(gòu)烷烴分離為例Tips 24命名（命名（Rename）：流股、模塊、組分

2、 在一些大型的全廠規(guī)模的模擬中算例中有著眾多的裝置、流股、組分，因此對單元、物流和組分的做出合理的規(guī)劃很重要，設計時能夠便利許多。Tips 35Tips 4精餾塔進料壓力進料壓力的確定305K H2O325k對應的蒸汽壓P進料壓力PFP查表以經(jīng)濟原則，采用冷水做冷源時在冷凝器中合理的換熱溫差為20K，而再沸器合理的溫差為40K。Tips 5Vapor(T+40K)溫度T對應的所需的換熱蒸汽壓P查表7精餾塔的經(jīng)濟優(yōu)化精餾塔的經(jīng)濟優(yōu)化啟發(fā)式優(yōu)化法以經(jīng)濟核算依據(jù)的優(yōu)化法Tips 681.啟發(fā)式優(yōu)化法（探索式）啟發(fā)式優(yōu)化法（探索式）全塔塔板數(shù)的確定：總塔板數(shù)等于最小理論板數(shù)的2倍倍，而最少理論板數(shù)由芬

3、斯克（Fensek）方程計算得到芬斯克方程：實際回流比的確定：實際回流比為最小回流比的1.2倍倍，而最小回流比通過恩德伍德（Underwood）公式得到恩德伍德公式：Tips 692.以經(jīng)濟核算為依據(jù)以經(jīng)濟核算為依據(jù)能耗相對于塔器和換熱器而言，塔盤的成本顯得很小。因此在經(jīng)濟核算中集中在降低能耗成本上，以獲取最大生產(chǎn)利潤。設計規(guī)定Design Spec/Vary和優(yōu)化Optimization調(diào)節(jié)操作變量回回流比流比R、餾出物、餾出物DAspen模擬獲取最大的利潤函數(shù)值Tips 610Tips 6(1).確定實現(xiàn)分離任務的最佳塔級數(shù)最佳塔級數(shù)每年總成本每年總成本1112Tips 6(2).進料塔盤

4、優(yōu)化利用模型分析工具（模型分析工具（Model Analysis Tools）中的sensitivity（靈敏度（靈敏度分析）分析）進行優(yōu)化，以再沸器和冷凝器的熱負荷及回流比為目標函數(shù)目標函數(shù)（Measured Variable），以進料板數(shù)為操縱變量操縱變量（Manipulated Variable）進行運算，得到一個數(shù)據(jù)表QminRmin13因變量構(gòu)成的目標函數(shù)14Tips 6操作優(yōu)化（操作優(yōu)化（Optimization）為了使得精餾塔的產(chǎn)品純度滿足要求，又要求獲取更大的產(chǎn)品采出流量，因此通過穩(wěn)態(tài)模擬來求取最佳操作條件，通過模型分析工具（Model Analysis Tools）中的Opt

5、imization功能，將餾出物的組成恒定運行模擬出再沸器和冷凝器的熱負荷Q及塔頂塔頂?shù)漠a(chǎn)品采出流量D、W，來通過設置盈利函數(shù)確定最大生產(chǎn)利潤Profit-max15定義因變量定義自變量回流比RR16利潤函數(shù)表達式17規(guī)定目標函數(shù)值指定組分指定目標組分所在流股定義自變量定義自變量塔頂餾出物塔頂餾出物D指定餾出物濃度規(guī)定18設計規(guī)定（Design Spec/Vary）收斂問題收斂問題對于需要調(diào)節(jié)多個操縱變量以達到精餾塔設計目標函數(shù)的要求，需要設定多個設計規(guī)定，若同時進行聯(lián)立操作則容易導致過程不收斂因而找不到合適的解，或者得到依初始條件而定的多重解，對于此類問題通常比較好的方法是：讓程序一次只對一

6、個變量收斂，而不是同時求解多個變量。比如比如：在調(diào)整合適的塔頂餾出量和回流比來達到滿足產(chǎn)品的純度要求，由于程序一次只對一個變量收斂，因而先調(diào)整餾出物量對塔頂產(chǎn)品指標收斂，然后調(diào)節(jié)回流比對塔底產(chǎn)品的指標收斂，這個先后順序的確定是由于餾出物量對全塔組分的變化影響要較回流比強強。Tips 719Tips 8二元恒沸物恒沸溫度的確定二元恒沸物恒沸溫度的確定Binary運行運行20T-xy diagram for C2H5OH/H2OLiquid/vapor mole fraction, C2H5OHTemperature, C0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.0078808284868890929496