Aspen-plus模擬甲醇、水精餾塔設(shè)計(jì)說明書

1、.Aspen plus模擬甲醇、水精餾塔設(shè)計(jì)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、水混合物的連續(xù)操作常壓精餾塔：生產(chǎn)能力：24500噸精甲醇/年；原料組成：甲醇50%w，水50%w；產(chǎn)品組成：塔頂甲醇質(zhì)量分率94%w；塔底甲醇質(zhì)量分率1 %w；進(jìn)料溫度：350.5K；塔頂壓力常壓；進(jìn)料狀態(tài)飽和液體。二、 設(shè)計(jì)要求對精餾塔進(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；(2).全塔總塔板數(shù)N；最佳加料板位置NF；(3).回流比R；(4).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）

2、目的:求解 Aspen 簡捷設(shè)計(jì)模擬的輸入條件。內(nèi)容:(1)生產(chǎn)能力:一年按300天計(jì)算，進(jìn)料流量為24500/（300*24）=3.40278 t/hr。(2)原料、塔頂與塔底的組成（題中已給出）：原料組成：甲醇50%w，水50%w；產(chǎn)品:塔頂甲醇94%w；塔底甲醇1% w。(3).溫度及壓降：進(jìn)料溫度：77.35攝氏度=350.5K； 2.用簡捷模塊（DSTWU）進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算目的:對精餾塔進(jìn)行簡捷計(jì)算，根據(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:研究回流比與理論板數(shù)的關(guān)系（NT-R），確定合適的回流比與塔板數(shù)；研究加料板位置對產(chǎn)品的影

3、響，確定合適的加料板位置。方法:作回流比與理論塔板數(shù)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

4、)、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)料塔頂塔底流量/ lkmol/h147.53958.48394.057溫度/77.3564.7998.95操作壓力/KPa101.325回流比1.252塔板形式篩板式塔徑/m0.9塔板數(shù)總塔板數(shù)N最佳加料板位置NF1310塔板間距/m0.45一. 用簡捷模塊（DSTWU）進(jìn)

5、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：0.8345 ；實(shí)際回流比：1.252 ；最小理論板數(shù)：7 ；理論板數(shù)：13；加料板位置：10。（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

6、序圖3-56.查看結(jié)果圖3-67.反復(fù)計(jì)算，直到進(jìn)料板的甲醇含量接近0.5第10塊板的進(jìn)料接近0.5，將進(jìn)料板位置設(shè)為10，重新計(jì)算。圖3-7圖3-8第10快板的甲醇含量為0.5，滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算完畢。12. 設(shè)定設(shè)計(jì)規(guī)定(Design Specs)和變化(Vary)圖3-9圖3-10圖3-11圖3-1213.運(yùn)行程序：圖3-13進(jìn)料、塔頂產(chǎn)物、塔底產(chǎn)物 圖3-14甲醇水兩種組分隨理論塔板數(shù)的變化 圖3-15 溫度與理論塔板數(shù)的關(guān)系曲線 圖3-16 甲醇在精餾過程中的分離因子變化 圖3-17圖3-18冷凝器參數(shù)圖3-19再沸器參數(shù) 圖3-20 回流比與進(jìn)料位置的靈敏度分析圖3-21四、 塔板設(shè)計(jì)塔板類型選為篩板塔；板間距(Tray spacing)選為0.45 m。圖4-1圖4-2圖4-3塔內(nèi)徑：0.86 m，圓整為0.9 m；降液管截面積：0.09999 ；側(cè)降液管流速：0.01