Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件

1AspenPlus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)1AspenPlus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)12一、Aspenplus中的塔設(shè)備模塊塔模塊分類(lèi)：簡(jiǎn)捷精餾：DSTWU、Distl、SCFrac嚴(yán)格精餾：RadFrac、MultiFrac、PetroFrac、RateFrac液-液萃?。篍xtract2一、Aspenplus中的塔設(shè)備模塊塔模塊分類(lèi)：23塔設(shè)計(jì)案例甲醇和水的精餾分離進(jìn)料組成甲醇：38.6wt%水：63.2wt%進(jìn)料量：55t/h分離要求：甲醇純度：99.9wt%甲醇回收率：99.5%氣體分離裝置丙烯塔進(jìn)料組成丙烯：85.58mol%丙烷：14.32mol%正丁烷:0.1mol%進(jìn)料量：25t/h分離要求：丙烯純度：99.5wt%丙烯回收率：99.9%3塔設(shè)計(jì)案例甲醇和水的精餾分離氣體分離裝置丙烯塔3Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件4Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件562.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)果查看靈敏度分析62.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU建立工藝流程圖672.1建立工藝流程圖（1）啟動(dòng)AspenPlus（2）選Template：ChemicalswithMetricUnits（3）選用模塊:DSTWU（4）連接流股（5）整理工藝流程圖2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU72.1建立工藝流程圖（1）啟動(dòng)AspenPlus2.簡(jiǎn)捷78（3）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)塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算，它可以估算最小回流比和最小理論板數(shù)。8（3）選用模塊:DSTWU2.1建立工藝流程圖選取這三個(gè)89（4）連接流股2.1建立工藝流程圖FEED進(jìn)料流股連接處Distillate塔頂采出Bottom塔底抽出點(diǎn)擊MaterialStreams連接流股9（4）連接流股2.1建立工藝流程圖FEEDDistilla910（5）整理工藝流程圖重命名塔模塊、流股調(diào)整模塊大小、流股位置保存模擬項(xiàng)目

2.1建立工藝流程圖Example4_1ColumnAppl模擬項(xiàng)目名稱(chēng)最好不用中文，文件所在目錄也最好不用中文，避免運(yùn)行錯(cuò)誤10（5）整理工藝流程圖重命名塔模塊、流股2.1建立工藝流程10112.2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/修改物性方法(4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)(5)設(shè)定模塊數(shù)據(jù)112.2數(shù)據(jù)輸入2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU(1)輸入全局變1112(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(guò)程，不用改變不含固體，不用改變物流計(jì)算基準(zhǔn)由Mole改成Mass12(1)輸入全局變量2.2前期輸入輸入Title（可不輸1213(1)輸入全局變量2.2前期輸入b)輸入描述信息Descriptionc)輸入帳號(hào)信息Accounting13(1)輸入全局變量2.2前期輸入b)輸入描述信息Desc1314(1)輸入全局變量2.2前期輸入d)修改ReportOptions部分選項(xiàng)FractionbasisMole選上Mass選上14(1)輸入全局變量2.2前期輸入d)修改ReportO1415(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入（a）Formula表項(xiàng)中分別輸入水和甲醇分子式（b）Component表項(xiàng)中對(duì)化學(xué)組分重命名，便于自己識(shí)別例：甲基環(huán)戊烷ID：METHY-0115(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入（a）Formula表1516(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入其余的選項(xiàng)缺省設(shè)置不用管16(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入其余的選項(xiàng)缺省設(shè)置1617(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入甲醇和水用模板ChemicalswithMetricUnits

的缺省物性方法NRTL，不用修改17(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入甲醇和水用模板1718(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入18(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入1819(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19(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、1920(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）20(4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)2.2前期輸入相對(duì)壓力總和為1（或2021(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（a）輸入理論板數(shù)和回流比中的一項(xiàng)一般選輸入回流比（i）輸入正數(shù)，如3，表示回流比為3（ii）輸入負(fù)數(shù)，如-1.5表示1.5倍最小回流比21(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（a）輸入理論2122(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，否則計(jì)算過(guò)程會(huì)報(bào)警告信息22(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（b）輸入塔頂2223(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（c）選擇冷凝器類(lèi)型如果選擇了部分冷凝還要在這里輸入氣相餾出物的分率值。23(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（c）選擇冷凝2324(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%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Next鍵開(kāi)始模擬計(jì)算24(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（d）輸入輕/24252.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU計(jì)算結(jié)束無(wú)錯(cuò)誤提示無(wú)警告提示輸入完成，按DataBrower鍵查看模擬結(jié)果252.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU計(jì)算25262.3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(mǎn)足：質(zhì)量分率0.999甲醇回收率：20138.8*0.999/(55000*0.268)=0.994≈0.995262.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看26272.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看塔模塊結(jié)果最小回流比：0.9976272.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看27282.4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，選擇合適的回流比2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU282.4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2829(1)新建靈敏度任務(wù)找到ModelAnalysisTools

Sensitivity點(diǎn)New按鈕在彈出窗口中輸入任務(wù)ID2.4靈敏度分析29(1)新建靈敏度任務(wù)找到ModelAnalysisT2930(2)定義因變量點(diǎn)New按鈕，輸入因變量名稱(chēng)在彈出窗口中定義因變量類(lèi)型2.4靈敏度分析NSTAGE為精餾塔所需理論板數(shù)30(2)定義因變量點(diǎn)New按鈕，輸入因變量名稱(chēng)2.4靈敏度3031(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）31(3)定義自變量2.4靈敏度分析自變量選擇輸入自變量變化3132(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)填入所有表項(xiàng)點(diǎn)Next鍵開(kāi)始靈敏度分析計(jì)算32(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)點(diǎn)Next鍵3233(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-AxisVariable33(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析3334(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-AxisVariable34(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析3435(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析c.畫(huà)RR-NSTAGE圖選完X、Y軸直接點(diǎn)PlotDisplayPlot畫(huà)圖35(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析3536(5)RR-NSTAGE曲線2.4靈敏度分析曲線拐點(diǎn)：回流比約1.336(5)RR-NSTAGE曲線2.4靈敏度分析曲線拐點(diǎn)：3637(6)模擬結(jié)果2.4靈敏度分析回流比1.3下的模擬結(jié)果理論板數(shù)：19.04進(jìn)料板：14.8塔頂/進(jìn)料：0.2458(mole)37(6)模擬結(jié)果2.4靈敏度分析回流比1.3下的模擬結(jié)果3738(7)結(jié)論2.4靈敏度分析對(duì)同一產(chǎn)品質(zhì)量要求而言回流比R增加

塔板數(shù)減少，投資費(fèi)用降低能耗增加，運(yùn)行費(fèi)用上升嚴(yán)格精餾條件回流比R=1.3理論板數(shù)N=20進(jìn)料板NF=15采出率D/F=0.2458(mole比)38(7)結(jié)論2.4靈敏度分析對(duì)同一產(chǎn)品質(zhì)量要求而言回流比38393.精密分離模塊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)果分析與改進(jìn)塔板設(shè)計(jì)393.精密分離模塊RadFrac建立工藝流程圖39403.1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）連接RadFrac模塊各流股3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac403.1建立工藝流程圖（1）在工藝流程窗口插入RadF40413.1建立工藝流程圖流股連接選中T1進(jìn)料T1F，右鍵，選取ReconnectDestination將T1F連接到復(fù)制器Dupl上再?gòu)腄upl上引出兩股物流至兩個(gè)塔模塊上連接RadFrac所需物流整理工藝流程圖413.1建立工藝流程圖流股連接選中T1進(jìn)料T1F，右鍵41423.1建立工藝流程圖DUPL：復(fù)制器將一股物流復(fù)制成完全相同的多股物流無(wú)需重復(fù)輸入外部物流數(shù)據(jù)點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕中的一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入423.1建立工藝流程圖DUPL：復(fù)制器無(wú)需重復(fù)輸入點(diǎn)擊42433.2模塊數(shù)據(jù)輸入3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)為了減少對(duì)新嚴(yán)格精餾計(jì)算的干擾，將T1和已有的靈敏度分析都Deactivate433.2模塊數(shù)據(jù)輸入3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)4344(2)Configuration設(shè)定3.2模塊數(shù)據(jù)輸入a.輸入理論板數(shù)b.選擇冷凝器類(lèi)型：全凝器部分冷凝器無(wú)冷凝器44(2)Configuration設(shè)定3.2模塊數(shù)據(jù)輸入44453.2模塊數(shù)據(jù)輸入c.選擇再沸器器類(lèi)型：釜式再沸器熱虹吸再沸器無(wú)再沸器(2)Configuration設(shè)定453.2模塊數(shù)據(jù)輸入c.選擇再沸器器類(lèi)型：釜式再沸器(245463.2模塊數(shù)據(jù)輸入d.選擇精餾過(guò)程中的有效相態(tài)。e.選擇塔模塊收斂方法此項(xiàng)對(duì)流程收斂非常重要(2)Configuration設(shè)定463.2模塊數(shù)據(jù)輸入d.選擇精餾過(guò)程中的有效相態(tài)。e.選46473.2模塊數(shù)據(jù)輸入f.從列表框中選擇操作變量類(lèi)型。(2)Configuration設(shè)定473.2模塊數(shù)據(jù)輸入f.從列表框中選擇操作變量類(lèi)型。(247483.2模塊數(shù)據(jù)輸入(3)Streams設(shè)定輸入進(jìn)料板位置483.2模塊數(shù)據(jù)輸入(3)Streams設(shè)定輸入進(jìn)料板位48493.2模塊數(shù)據(jù)輸入(4)Pressure設(shè)定輸入第一級(jí)理論板壓力輸入單板壓降或全塔壓降。（非必填項(xiàng)）493.2模塊數(shù)據(jù)輸入(4)Pressure設(shè)定輸入第一級(jí)49503.2模塊數(shù)據(jù)輸入(5)Condenser設(shè)定輸入經(jīng)過(guò)冷凝器后的過(guò)冷溫度。（非必填項(xiàng)）輸入完成，按Next鍵開(kāi)始模擬計(jì)算503.2模塊數(shù)據(jù)輸入(5)Condenser設(shè)定輸入經(jīng)過(guò)50513.3模擬運(yùn)算及結(jié)果查看3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)查看物流結(jié)果達(dá)不到分離效果可用設(shè)計(jì)規(guī)定來(lái)優(yōu)化513.3模擬運(yùn)算及結(jié)果查看3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(51523.4結(jié)果分析與改進(jìn)3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置523.4結(jié)果分析與改進(jìn)3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)5253(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置3.4結(jié)果分析與改進(jìn)進(jìn)料板位置還是在15塊53(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置3.4結(jié)果分析與改進(jìn)進(jìn)料板5354(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結(jié)果分析與改進(jìn)54(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量5455(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結(jié)果分析與改進(jìn)55(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量5556(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定優(yōu)化(b)定義自變量3.4結(jié)果分析與改進(jìn)自變量為回流比R點(diǎn)擊Next鍵運(yùn)行56(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定優(yōu)化(b)定義自變量5657(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)行結(jié)果3.4結(jié)果分析與改進(jìn)塔頂采出甲醇純度達(dá)到要求57(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)5758(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)行結(jié)果3.4結(jié)果分析與改進(jìn)回流比為1.39塔頂溫度為58.6℃可考慮通過(guò)降低塔頂壓力使塔頂溫度降低至45℃左右，從而降低能耗58(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)58593.5塔板設(shè)計(jì)通過(guò)TraySizing的New按鈕新建一個(gè)設(shè)計(jì)表項(xiàng)3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac593.5塔板設(shè)計(jì)通過(guò)TraySizing的New按鈕新建5960TraySizing計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)60TraySizing計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)6061TrayRating計(jì)算3.5塔板設(shè)計(jì)61TrayRating計(jì)算3.5塔板設(shè)計(jì)6162TrayRating計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)62TrayRating計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)62設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個(gè)不同的級(jí)別定義:1. 全局級(jí)(在SetupSpecificationsGlobal頁(yè)面上的“輸入數(shù)據(jù)”和“輸出數(shù)據(jù)”域)2. 對(duì)象級(jí)(在一個(gè)對(duì)象,諸如單元模塊和物流的任意輸入表頁(yè)頂部的“Units”域3. 域級(jí)使用Setup

UnitsSets對(duì)象管理器,用戶(hù)可以建立自己的單位集。單位可以從一個(gè)現(xiàn)存單位集拷貝,然后修改。設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個(gè)不同的級(jí)別63組分使用ComponentsSpecifications

表頁(yè)來(lái)定義模擬所需的所有組分如果可用的話,每個(gè)組分的物性參數(shù)是從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索的純組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)包含諸如分子量、臨界性質(zhì)等參數(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)查找的順序是在數(shù)據(jù)庫(kù)頁(yè)面中定義?？梢允褂肍ind按鈕，根據(jù)組分名、分子式、組分類(lèi)別、分子量、沸點(diǎn)、或CAS號(hào)查找組分。可以使用ElectrolyteWizard設(shè)置一個(gè)電解質(zhì)模擬。組分使用ComponentsSpecifications64組分定義表格組分定義表格65輸入組分組分ID是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分每個(gè)組分標(biāo)識(shí)通過(guò)下列途徑與數(shù)據(jù)庫(kù)與一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)聯(lián)：分子式:組分的化學(xué)式例如：C6H6

(注意當(dāng)有異構(gòu)體時(shí)要加后綴，例如C2H6O-2)組分名:組分的全名例如：BENZENE通過(guò)使用Find按鈕，可以找出數(shù)據(jù)庫(kù)組分使用組分名、分子式、組分類(lèi)別、分子量、沸點(diǎn)或CAS數(shù)所有包含指定項(xiàng)目的組分都將被列出輸入組分組分ID是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分66FindFind67組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)第一個(gè)所選數(shù)據(jù)庫(kù)缺少的參數(shù)可以查找以后所選的數(shù)據(jù)庫(kù)。組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)第一個(gè)所選數(shù)據(jù)庫(kù)缺少的參數(shù)可以查找以后所選的數(shù)據(jù)庫(kù)68性質(zhì)使用

PropertiesSpecifications

表頁(yè)定義在模擬中所使用的物性方法。性質(zhì)方法是一個(gè)模型和方法的集合，用于描述純組分和混合物的行為。選擇正確的物性對(duì)于獲得合理模擬結(jié)果是至關(guān)重要的。選擇一個(gè)ProcessType將縮小可用方法的個(gè)數(shù)。性質(zhì)使用PropertiesSpecifications69性質(zhì)規(guī)定表性質(zhì)規(guī)定表70物流使用StreamInput表頁(yè)定義進(jìn)料物流條件和組分。定義物流條件輸入下列幾項(xiàng):溫度壓力汽化率定義物流組分輸入下列兩項(xiàng)之一:總物流流量和組分分率單個(gè)組分的流率對(duì)于不是流程進(jìn)料的物流。其規(guī)定被用作估值。物流使用StreamInput表頁(yè)定義進(jìn)料物流條件和組分71物流輸入表物流輸入表72模塊BlockInput表頁(yè)或BlockSetup表頁(yè)都指定了單元操作模型的操作條件和設(shè)備規(guī)定.一些單元操作模型要求附加規(guī)定表頁(yè)所有單元操作模型都有可選的信息表頁(yè)(例如,BlockOptions表頁(yè))模塊BlockInput表頁(yè)或BlockSetup表頁(yè)73模塊表模塊表74啟動(dòng)運(yùn)行從View

菜單中選擇ControlPanel

或按Next按鈕.當(dāng)所要求的表頁(yè)全部填完時(shí)執(zhí)行模擬過(guò)程.按鈕Next將使你進(jìn)入沒(méi)有填完的表頁(yè)中.啟動(dòng)運(yùn)行從View菜單中選擇ControlPanel75控制面板控制面板含有:一個(gè)信息窗口,通過(guò)顯示來(lái)自計(jì)算的最新信息而顯示模擬的進(jìn)展過(guò)程一個(gè)狀態(tài)區(qū)域,顯示所執(zhí)行的模擬模塊和收斂回路的層次和順序一個(gè)工具欄,能夠用來(lái)控制模擬控制面板控制面板含有:76結(jié)果查看歷史文件或控制面板信息包括任何生成的錯(cuò)誤信息和警告在View菜單下選擇

History或ControlPanel,顯示歷史文件和控制面板物流結(jié)果包括物流條件和組成對(duì)于所有物流(/Data/ResultsSummary/Streams)對(duì)于單個(gè)物流(在DataBrowser中打開(kāi)物流文件夾選擇Results表)模塊結(jié)果包括計(jì)算出的模塊操作條件(在DataBrowser中打開(kāi)模塊文件夾并選擇Results表)結(jié)果查看歷史文件或控制面板信息77異丙基苯生產(chǎn)條件Q=0Btu/hrPdrop=0psiC6H6+C3H6=C9H12苯丙烯異丙基苯丙烯轉(zhuǎn)化率為90%T=130FPdrop=0.1psiP=1atmQ=0Btu/hr苯:40lbmol/hr丙烯:40lbmol/hrT=220FP=36psi使用RK-SOAVE物性方法文件名:CUMENE.BKPREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT異丙基苯生產(chǎn)條件Q=0Btu/hrPdrop=078練習(xí)：苯流程操作條件目的:添加流程的工藝條件和進(jìn)料物流條件.由苯流程練習(xí)中創(chuàng)建的流程開(kāi)始(另存為BENZENE.BKP),按下頁(yè)所示添加工藝條件和進(jìn)料物流條件.問(wèn)題: 1.模塊“COOL”的熱負(fù)荷是多少?_________ 2.第二閃蒸模塊“FL2”的溫度是多少?_________注意: 該練習(xí)的所有答案都在附錄C中課程筆記的后面練習(xí)：苯流程操作條件目的:添加流程的工藝條件和進(jìn)料物流條件.79練習(xí)：苯流程操作條件FeedT=1000FP=550psi氫氣:405lbmol/hr甲烷:95lbmol/hr苯:95lbmol/hr甲苯:5lbmol/hrT=200FPdrop=0T=100FP=500psiP=1atmQ=0使用PENG-ROB物性方法完成時(shí)另存為:文件名:BENZENE.BKPFL1COOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ2練習(xí)：苯流程操作條件FeedT=1000FP=5580單元操作模型目的:熟悉單元操作模型的主要類(lèi)型AspenPlus

參考資料:

用戶(hù)指導(dǎo),第十章,單元操作模型參考手冊(cè),第一卷,單元操作模型單元操作模型目的:81單元操作模型類(lèi)型混合器/分流器分離器換熱器塔反應(yīng)器壓力變換器操作器固體用戶(hù)模型參考:在線幫助和文檔中，對(duì)具體模型的使用予以很好的介紹。

AspenPlus

參考手冊(cè),第1卷,單元操作模型單元操作模型類(lèi)型混合器/分流器82混合器/分流器混合器/分流器83分離器分離器84換熱器*Requiresseparatelicense換熱器*Requiresseparatelicens85簡(jiǎn)捷塔

簡(jiǎn)捷塔86嚴(yán)格塔*要求單獨(dú)許可+輸入語(yǔ)言只在10.0版中嚴(yán)格塔*要求單獨(dú)許可87反應(yīng)器反應(yīng)器88壓力變化器壓力變化器89操作器操作器90固體固體91

RadFrac

目的:論述RadFrac分餾模型最少輸入條件,并討論設(shè)計(jì)規(guī)定與板效率的用法AspenPlus

參考資料:

參考手冊(cè),第1卷,單元操作模型,第4章

RadFrac

目的:92RadFrac:嚴(yán)格多級(jí)分離可對(duì)下述過(guò)程做兩相或三相模擬:普通蒸餾吸收,再沸吸收汽提,再沸汽提恒沸蒸餾反應(yīng)蒸餾結(jié)構(gòu)選項(xiàng):任何數(shù)量的進(jìn)料任何數(shù)量的側(cè)線采出總液體采出和循環(huán)回流任何數(shù)量的換熱器任何數(shù)量的傾析器RadFrac:嚴(yán)格多級(jí)分離可對(duì)下述過(guò)程做兩相或三相模擬:93RadFrac流程連接氣體蒸餾物(DV)1頂級(jí)或冷凝器熱負(fù)荷熱(可選)(Q1)液體蒸餾物(DL)水(DW)(可選)D=DL+DVDV:D=DV/D物料回流RR=L1/DRW=LW/DW（任何數(shù)量)L1+LW產(chǎn)品(任何數(shù)量)熱循環(huán)回流傾析器熱產(chǎn)品熱返回(任何數(shù)量)上升蒸汽(VN)N級(jí)底級(jí)或再沸器熱負(fù)荷熱(可選)(QN)塔底(B)BR=VN/BRadFrac流程連接氣體蒸餾物(DV)1頂級(jí)或冷94規(guī)定:理論板數(shù)冷卻器和再沸器結(jié)構(gòu)兩塔操作規(guī)定有效相態(tài)收斂RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置95RadFrac物流設(shè)置規(guī)定:進(jìn)料板位置進(jìn)料物流規(guī)則(見(jiàn)幫助)

ABOVE-STAGE:

從進(jìn)料物流來(lái)的氣體進(jìn)入進(jìn)料板上一層塔板 液體進(jìn)入進(jìn)料板位置

ON-STAGE:

來(lái)自進(jìn)料的氣體和液體都進(jìn)入進(jìn)料板位置RadFrac物流設(shè)置規(guī)定:96RadFrac壓力設(shè)置規(guī)定下列項(xiàng)之一:塔壓力分布塔頂/塔底壓力塔段壓降RadFrac壓力設(shè)置規(guī)定下列項(xiàng)之一:97釜式再沸器T=65CP=1bar水:100lbmol/hr甲醇:100lbmol/hr9個(gè)理論級(jí)回流比=1蒸餾物對(duì)進(jìn)料的比=0.5塔壓力=1bar進(jìn)料級(jí)=6RadFrac規(guī)定文件名:RAD-EX.BKP甲醇-水嚴(yán)格精餾塔用NRTL-RK物性方法COLUMNFEEDOVHDBTMS全凝器釜式再沸器T=65CP=1bar水:10098Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件99RadFrac選項(xiàng)若設(shè)置一個(gè)不帶冷凝器或再沸器的吸收塔,則在RadFracSetupConfiguration頁(yè)面上設(shè)置冷凝器和再沸器為none在RadFracEfficiencies

表頁(yè)上能夠規(guī)定按一個(gè)理論級(jí)基準(zhǔn)或組分基準(zhǔn)的汽化效率或Murphree效率.能夠進(jìn)行板式塔或填料塔的設(shè)計(jì)和核算.如果用戶(hù)選擇汽-液-液作為有效相，也可以模擬第二液相.能夠生成再沸器和冷凝器的熱曲線.RadFrac選項(xiàng)若設(shè)置一個(gè)不帶冷凝器或再沸器的吸收塔,則100繪圖向?qū)?/p>

Plot——PlotWizard用繪圖向?qū)?在Plot菜單上)能立即生成模擬結(jié)果的曲線圖，你能用繪圖向?qū)э@示如下操作的結(jié)果:物性分析數(shù)據(jù)回歸分析所有分離模型RadFrac、MultiFrac、PetroFrac和RateFrac的數(shù)據(jù)分布點(diǎn)擊數(shù)據(jù)窗口中的對(duì)象生成該對(duì)象的曲線圖.向?qū)б龑?dǎo)你執(zhí)行生成圖表的基本操作.在Next按鈕上點(diǎn)擊繼續(xù).點(diǎn)擊Finish按鈕按缺省設(shè)置生成圖.繪圖向?qū)lot——PlotWizard用繪圖101繪圖向?qū)痉队美L圖向?qū)?chuàng)建整個(gè)塔的氣相組成曲線.繪圖向?qū)痉队美L圖向?qū)?chuàng)建整個(gè)塔的氣相組成曲線.102RadFrac的DesignSpecs

和Vary

用DesignSpecs

和Vary

表頁(yè)可以在RadFrac模型內(nèi)部規(guī)定并執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定?？梢哉{(diào)整一個(gè)或多個(gè)RadFrac輸入，來(lái)滿(mǎn)足對(duì)一個(gè)或多個(gè)RadFrac性能參數(shù)的規(guī)定要求。一般情況下，“規(guī)定”的個(gè)數(shù)應(yīng)與“變化”的個(gè)數(shù)相等.RadFrac中的“設(shè)計(jì)規(guī)定”和“改變”是在“中間回路”中求解的，如果你得到一個(gè)中間回路沒(méi)收斂的錯(cuò)誤信息，檢查你輸入的“設(shè)計(jì)規(guī)定”和“改變”RadFrac的DesignSpecs和Vary用D103RadFrac的收斂問(wèn)題如果RadFrac沒(méi)收斂,做以下工作會(huì)有幫助:

1. 檢查正確地規(guī)定了有關(guān)物性方面的問(wèn)題(物性方法的選擇、參數(shù)可用性.)。

2. 確保塔操作條件是可行的。3. 如果塔的err/tol是一直減少的,在RadFracConvergenceBasic

頁(yè)上增加最大迭代次數(shù)。RadFrac的收斂問(wèn)題如果RadFrac沒(méi)收斂,做104RadFrac的收斂問(wèn)題

(續(xù))4. 在RadFracEstimatesTemperature

頁(yè)上提供塔中一些塔板的溫度估值(對(duì)吸收塔來(lái)說(shuō)是有用的).5. 在RadFracEstimatesLiquidCompositionandVaporComposition

頁(yè)上提供塔中一些塔板的組成估值(對(duì)于高度非理想系統(tǒng)是有用的).6. 在RadFracSetupConfiguration

頁(yè)上嘗試不同的收斂方法

>> 當(dāng)一個(gè)塔不收斂時(shí),做了改變后重新初始化通常是有好處的。RadFrac的收斂問(wèn)題(續(xù))4. 在RadFracE105練習(xí)：嚴(yán)格多級(jí)精餾部分A:用如下數(shù)據(jù)完成甲醇塔核算:塔進(jìn)料: 63.2wt%水 36.8wt%甲醇 總流量120,000lb/hr

壓力20psia,飽和液體塔規(guī)定: 38塊塔板(40塊理論級(jí)) 進(jìn)料板=23(第24理論級(jí)) 全凝器 頂部壓力=16.1psia(絕對(duì)壓力）

每理論級(jí)壓力降=0.1psiDistillateflowrate蒸餾流率=1245lbmol/hr

摩爾回流比=1.3用NRTL-RK物性方法到此10、20

練習(xí)：嚴(yán)格多級(jí)精餾部分A:106練習(xí)：嚴(yán)格多級(jí)精餾(續(xù))部分B:建立塔內(nèi)的設(shè)計(jì)規(guī)定達(dá)到如下兩個(gè)目標(biāo):塔頂餾出物中甲醇含量99.95wt%塔底水含量99.90wt%要達(dá)到這些規(guī)定,你可以改變塔頂餾出物流率(800-1700lbmol/hr)和回流比(0.8-2).在運(yùn)行該題之前確保物流組成是按質(zhì)量分率報(bào)告。記錄冷凝器和再沸器的負(fù)荷:

冷凝器負(fù)荷 :_________ 再沸器負(fù)荷 :_________練習(xí)：嚴(yán)格多級(jí)精餾(續(xù))部分B:107練習(xí)：嚴(yán)格多級(jí)精餾(續(xù))部分C:規(guī)定每塊板效率為65%Murphree效率后執(zhí)行同一個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算。假設(shè)冷凝器和再沸器的板效率為90%。這些效率是如何影響塔的冷凝器和再沸器負(fù)荷的?部分D:完成整個(gè)塔的設(shè)計(jì)計(jì)算，假定使用泡罩塔盤(pán)塔 (完成后,另存為文件名:RADFRAC.BKP)練習(xí)：嚴(yán)格多級(jí)精餾(續(xù))部分C:108反應(yīng)器模型目的:

介紹各種類(lèi)型的、可用的反應(yīng)器模型,每類(lèi)中至少詳細(xì)考察一個(gè)反應(yīng)器。AspenPlus

參考資料:

參考手冊(cè),第1卷,單元操作模型,第7章反應(yīng)器模型目的: 109反應(yīng)器概述Reators(反應(yīng)器)以物料平衡為基礎(chǔ)Ryield(收率反應(yīng)器)Rstioc(化學(xué)計(jì)量反應(yīng)器)以反應(yīng)平衡為基礎(chǔ)REquil(平衡反應(yīng)器)RGibbs(吉布斯反應(yīng)器)以動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)RCSTR(連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器)RPlug(活塞流反應(yīng)器)RBatch(間歇反應(yīng)器)反應(yīng)器概述Reators以物料平衡為基礎(chǔ)以反應(yīng)平衡為基礎(chǔ)以動(dòng)110基于物料平衡反應(yīng)器RYield只要求物料平衡,不要求原子平衡用來(lái)模擬入口物流不知道，但出口物流已知的反應(yīng)器(例如，模擬一個(gè)爐子)

70lb/hrH2O20lb/hrCO260lb/hrCO250lb/hrtar（焦油）600lb/hrchar（焦碳）1000lb/hrCoal（煤）INOUTRYield基于物料平衡反應(yīng)器RYield70lb/hrH2O100111基于物料平衡反應(yīng)器

(續(xù))RStoic要求原子平衡和質(zhì)量平衡用于化學(xué)平衡數(shù)據(jù)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)不知道或不重要的反應(yīng)器可以規(guī)定或計(jì)算在參考溫度和壓力下的反應(yīng)熱2CO+O2-->2CO2C+O2-->CO22C+O2-->2COC,O2INOUTRStoicC,O2,CO,CO2基于物料平衡反應(yīng)器(續(xù))RStoic2CO+O2-112113AspenPlus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)1AspenPlus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)113114一、Aspenplus中的塔設(shè)備模塊塔模塊分類(lèi)：簡(jiǎn)捷精餾：DSTWU、Distl、SCFrac嚴(yán)格精餾：RadFrac、MultiFrac、PetroFrac、RateFrac液-液萃?。篍xtract2一、Aspenplus中的塔設(shè)備模塊塔模塊分類(lèi)：114115塔設(shè)計(jì)案例甲醇和水的精餾分離進(jìn)料組成甲醇：38.6wt%水：63.2wt%進(jìn)料量：55t/h分離要求：甲醇純度：99.9wt%甲醇回收率：99.5%氣體分離裝置丙烯塔進(jìn)料組成丙烯：85.58mol%丙烷：14.32mol%正丁烷:0.1mol%進(jìn)料量：25t/h分離要求：丙烯純度：99.5wt%丙烯回收率：99.9%3塔設(shè)計(jì)案例甲醇和水的精餾分離氣體分離裝置丙烯塔115Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件116Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件1171182.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)果查看靈敏度分析62.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU建立工藝流程圖1181192.1建立工藝流程圖（1）啟動(dòng)AspenPlus（2）選Template：ChemicalswithMetricUnits（3）選用模塊:DSTWU（4）連接流股（5）整理工藝流程圖2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU72.1建立工藝流程圖（1）啟動(dòng)AspenPlus2.簡(jiǎn)捷119120（3）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)塔的簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)計(jì)算，它可以估算最小回流比和最小理論板數(shù)。8（3）選用模塊:DSTWU2.1建立工藝流程圖選取這三個(gè)120121（4）連接流股2.1建立工藝流程圖FEED進(jìn)料流股連接處Distillate塔頂采出Bottom塔底抽出點(diǎn)擊MaterialStreams連接流股9（4）連接流股2.1建立工藝流程圖FEEDDistilla121122（5）整理工藝流程圖重命名塔模塊、流股調(diào)整模塊大小、流股位置保存模擬項(xiàng)目

2.1建立工藝流程圖Example4_1ColumnAppl模擬項(xiàng)目名稱(chēng)最好不用中文，文件所在目錄也最好不用中文，避免運(yùn)行錯(cuò)誤10（5）整理工藝流程圖重命名塔模塊、流股2.1建立工藝流程1221232.2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/修改物性方法(4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)(5)設(shè)定模塊數(shù)據(jù)112.2數(shù)據(jù)輸入2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU(1)輸入全局變123124(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(guò)程，不用改變不含固體，不用改變物流計(jì)算基準(zhǔn)由Mole改成Mass12(1)輸入全局變量2.2前期輸入輸入Title（可不輸124125(1)輸入全局變量2.2前期輸入b)輸入描述信息Descriptionc)輸入帳號(hào)信息Accounting13(1)輸入全局變量2.2前期輸入b)輸入描述信息Desc125126(1)輸入全局變量2.2前期輸入d)修改ReportOptions部分選項(xiàng)FractionbasisMole選上Mass選上14(1)輸入全局變量2.2前期輸入d)修改ReportO126127(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入（a）Formula表項(xiàng)中分別輸入水和甲醇分子式（b）Component表項(xiàng)中對(duì)化學(xué)組分重命名，便于自己識(shí)別例：甲基環(huán)戊烷ID：METHY-0115(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入（a）Formula表127128(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入其余的選項(xiàng)缺省設(shè)置不用管16(2)輸入化學(xué)組分2.2前期輸入其余的選項(xiàng)缺省設(shè)置128129(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入甲醇和水用模板ChemicalswithMetricUnits

的缺省物性方法NRTL，不用修改17(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入甲醇和水用模板129130(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入18(3)輸入/修改物性方法2.2前期輸入130131(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19(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、131132(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）20(4)輸入進(jìn)料物流數(shù)據(jù)2.2前期輸入相對(duì)壓力總和為1（或132133(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（a）輸入理論板數(shù)和回流比中的一項(xiàng)一般選輸入回流比（i）輸入正數(shù)，如3，表示回流比為3（ii）輸入負(fù)數(shù)，如-1.5表示1.5倍最小回流比21(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（a）輸入理論133134(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，否則計(jì)算過(guò)程會(huì)報(bào)警告信息22(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（b）輸入塔頂134135(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（c）選擇冷凝器類(lèi)型如果選擇了部分冷凝還要在這里輸入氣相餾出物的分率值。23(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（c）選擇冷凝135136(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%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Next鍵開(kāi)始模擬計(jì)算24(5)輸入DSTWU模塊數(shù)據(jù)2.2前期輸入（d）輸入輕/1361372.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU計(jì)算結(jié)束無(wú)錯(cuò)誤提示無(wú)警告提示輸入完成，按DataBrower鍵查看模擬結(jié)果252.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU計(jì)算1371382.3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(mǎn)足：質(zhì)量分率0.999甲醇回收率：20138.8*0.999/(55000*0.268)=0.994≈0.995262.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看1381392.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看塔模塊結(jié)果最小回流比：0.9976272.3模擬計(jì)算及結(jié)果查看2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU查看1391402.4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，選擇合適的回流比2.簡(jiǎn)捷精餾模塊DSTWU282.4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140141(1)新建靈敏度任務(wù)找到ModelAnalysisTools

Sensitivity點(diǎn)New按鈕在彈出窗口中輸入任務(wù)ID2.4靈敏度分析29(1)新建靈敏度任務(wù)找到ModelAnalysisT141142(2)定義因變量點(diǎn)New按鈕，輸入因變量名稱(chēng)在彈出窗口中定義因變量類(lèi)型2.4靈敏度分析NSTAGE為精餾塔所需理論板數(shù)30(2)定義因變量點(diǎn)New按鈕，輸入因變量名稱(chēng)2.4靈敏度142143(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）31(3)定義自變量2.4靈敏度分析自變量選擇輸入自變量變化143144(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)填入所有表項(xiàng)點(diǎn)Next鍵開(kāi)始靈敏度分析計(jì)算32(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)點(diǎn)Next鍵144145(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-AxisVariable33(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析145146(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-AxisVariable34(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析146147(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析c.畫(huà)RR-NSTAGE圖選完X、Y軸直接點(diǎn)PlotDisplayPlot畫(huà)圖35(5)查看結(jié)果，繪制RR-NSTAGE圖2.4靈敏度分析147148(5)RR-NSTAGE曲線2.4靈敏度分析曲線拐點(diǎn)：回流比約1.336(5)RR-NSTAGE曲線2.4靈敏度分析曲線拐點(diǎn)：148149(6)模擬結(jié)果2.4靈敏度分析回流比1.3下的模擬結(jié)果理論板數(shù)：19.04進(jìn)料板：14.8塔頂/進(jìn)料：0.2458(mole)37(6)模擬結(jié)果2.4靈敏度分析回流比1.3下的模擬結(jié)果149150(7)結(jié)論2.4靈敏度分析對(duì)同一產(chǎn)品質(zhì)量要求而言回流比R增加

塔板數(shù)減少，投資費(fèi)用降低能耗增加，運(yùn)行費(fèi)用上升嚴(yán)格精餾條件回流比R=1.3理論板數(shù)N=20進(jìn)料板NF=15采出率D/F=0.2458(mole比)38(7)結(jié)論2.4靈敏度分析對(duì)同一產(chǎn)品質(zhì)量要求而言回流比1501513.精密分離模塊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)果分析與改進(jìn)塔板設(shè)計(jì)393.精密分離模塊RadFrac建立工藝流程圖1511523.1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）連接RadFrac模塊各流股3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac403.1建立工藝流程圖（1）在工藝流程窗口插入RadF1521533.1建立工藝流程圖流股連接選中T1進(jìn)料T1F，右鍵，選取ReconnectDestination將T1F連接到復(fù)制器Dupl上再?gòu)腄upl上引出兩股物流至兩個(gè)塔模塊上連接RadFrac所需物流整理工藝流程圖413.1建立工藝流程圖流股連接選中T1進(jìn)料T1F，右鍵1531543.1建立工藝流程圖DUPL：復(fù)制器將一股物流復(fù)制成完全相同的多股物流無(wú)需重復(fù)輸入外部物流數(shù)據(jù)點(diǎn)擊這兩個(gè)按鈕中的一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入423.1建立工藝流程圖DUPL：復(fù)制器無(wú)需重復(fù)輸入點(diǎn)擊1541553.2模塊數(shù)據(jù)輸入3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)為了減少對(duì)新嚴(yán)格精餾計(jì)算的干擾，將T1和已有的靈敏度分析都Deactivate433.2模塊數(shù)據(jù)輸入3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)155156(2)Configuration設(shè)定3.2模塊數(shù)據(jù)輸入a.輸入理論板數(shù)b.選擇冷凝器類(lèi)型：全凝器部分冷凝器無(wú)冷凝器44(2)Configuration設(shè)定3.2模塊數(shù)據(jù)輸入1561573.2模塊數(shù)據(jù)輸入c.選擇再沸器器類(lèi)型：釜式再沸器熱虹吸再沸器無(wú)再沸器(2)Configuration設(shè)定453.2模塊數(shù)據(jù)輸入c.選擇再沸器器類(lèi)型：釜式再沸器(21571583.2模塊數(shù)據(jù)輸入d.選擇精餾過(guò)程中的有效相態(tài)。e.選擇塔模塊收斂方法此項(xiàng)對(duì)流程收斂非常重要(2)Configuration設(shè)定463.2模塊數(shù)據(jù)輸入d.選擇精餾過(guò)程中的有效相態(tài)。e.選1581593.2模塊數(shù)據(jù)輸入f.從列表框中選擇操作變量類(lèi)型。(2)Configuration設(shè)定473.2模塊數(shù)據(jù)輸入f.從列表框中選擇操作變量類(lèi)型。(21591603.2模塊數(shù)據(jù)輸入(3)Streams設(shè)定輸入進(jìn)料板位置483.2模塊數(shù)據(jù)輸入(3)Streams設(shè)定輸入進(jìn)料板位1601613.2模塊數(shù)據(jù)輸入(4)Pressure設(shè)定輸入第一級(jí)理論板壓力輸入單板壓降或全塔壓降。（非必填項(xiàng)）493.2模塊數(shù)據(jù)輸入(4)Pressure設(shè)定輸入第一級(jí)1611623.2模塊數(shù)據(jù)輸入(5)Condenser設(shè)定輸入經(jīng)過(guò)冷凝器后的過(guò)冷溫度。（非必填項(xiàng)）輸入完成，按Next鍵開(kāi)始模擬計(jì)算503.2模塊數(shù)據(jù)輸入(5)Condenser設(shè)定輸入經(jīng)過(guò)1621633.3模擬運(yùn)算及結(jié)果查看3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)查看物流結(jié)果達(dá)不到分離效果可用設(shè)計(jì)規(guī)定來(lái)優(yōu)化513.3模擬運(yùn)算及結(jié)果查看3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1631643.4結(jié)果分析與改進(jìn)3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置523.4結(jié)果分析與改進(jìn)3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac(1)164165(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置3.4結(jié)果分析與改進(jìn)進(jìn)料板位置還是在15塊53(1)靈敏度分析優(yōu)化進(jìn)料板位置3.4結(jié)果分析與改進(jìn)進(jìn)料板165166(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結(jié)果分析與改進(jìn)54(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量166167(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結(jié)果分析與改進(jìn)55(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(a)定義被采集變量167168(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定優(yōu)化(b)定義自變量3.4結(jié)果分析與改進(jìn)自變量為回流比R點(diǎn)擊Next鍵運(yùn)行56(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定優(yōu)化(b)定義自變量168169(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)行結(jié)果3.4結(jié)果分析與改進(jìn)塔頂采出甲醇純度達(dá)到要求57(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)169170(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)行結(jié)果3.4結(jié)果分析與改進(jìn)回流比為1.39塔頂溫度為58.6℃可考慮通過(guò)降低塔頂壓力使塔頂溫度降低至45℃左右，從而降低能耗58(2)DesignSpec設(shè)計(jì)規(guī)定(c)查看設(shè)計(jì)規(guī)定運(yùn)1701713.5塔板設(shè)計(jì)通過(guò)TraySizing的New按鈕新建一個(gè)設(shè)計(jì)表項(xiàng)3.嚴(yán)格精餾模塊RadFrac593.5塔板設(shè)計(jì)通過(guò)TraySizing的New按鈕新建171172TraySizing計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)60TraySizing計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)172173TrayRating計(jì)算3.5塔板設(shè)計(jì)61TrayRating計(jì)算3.5塔板設(shè)計(jì)173174TrayRating計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)62TrayRating計(jì)算結(jié)果3.5塔板設(shè)計(jì)174設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個(gè)不同的級(jí)別定義:1. 全局級(jí)(在SetupSpecificationsGlobal頁(yè)面上的“輸入數(shù)據(jù)”和“輸出數(shù)據(jù)”域)2. 對(duì)象級(jí)(在一個(gè)對(duì)象,諸如單元模塊和物流的任意輸入表頁(yè)頂部的“Units”域3. 域級(jí)使用Setup

UnitsSets對(duì)象管理器,用戶(hù)可以建立自己的單位集。單位可以從一個(gè)現(xiàn)存單位集拷貝,然后修改。設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個(gè)不同的級(jí)別175組分使用ComponentsSpecifications

表頁(yè)來(lái)定義模擬所需的所有組分如果可用的話,每個(gè)組分的物性參數(shù)是從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索的純組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)包含諸如分子量、臨界性質(zhì)等參數(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)查找的順序是在數(shù)據(jù)庫(kù)頁(yè)面中定義?？梢允褂肍ind按鈕，根據(jù)組分名、分子式、組分類(lèi)別、分子量、沸點(diǎn)、或CAS號(hào)查找組分?？梢允褂肊lectrolyteWizard設(shè)置一個(gè)電解質(zhì)模擬。組分使用ComponentsSpecifications176組分定義表格組分定義表格177輸入組分組分ID是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分每個(gè)組分標(biāo)識(shí)通過(guò)下列途徑與數(shù)據(jù)庫(kù)與一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)聯(lián)：分子式:組分的化學(xué)式例如：C6H6

(注意當(dāng)有異構(gòu)體時(shí)要加后綴，例如C2H6O-2)組分名:組分的全名例如：BENZENE通過(guò)使用Find按鈕，可以找出數(shù)據(jù)庫(kù)組分使用組分名、分子式、組分類(lèi)別、分子量、沸點(diǎn)或CAS數(shù)所有包含指定項(xiàng)目的組分都將被列出輸入組分組分ID是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分178FindFind179組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)第一個(gè)所選數(shù)據(jù)庫(kù)缺少的參數(shù)可以查找以后所選的數(shù)據(jù)庫(kù)。組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)第一個(gè)所選數(shù)據(jù)庫(kù)缺少的參數(shù)可以查找以后所選的數(shù)據(jù)庫(kù)180性質(zhì)使用

PropertiesSpecifications

表頁(yè)定義在模擬中所使用的物性方法。性質(zhì)方法是一個(gè)模型和方法的集合，用于描述純組分和混合物的行為。選擇正確的物性對(duì)于獲得合理模擬結(jié)果是至關(guān)重要的。選擇一個(gè)ProcessType將縮小可用方法的個(gè)數(shù)。性質(zhì)使用PropertiesSpecifications181性質(zhì)規(guī)定表性質(zhì)規(guī)定表182物流使用StreamInput表頁(yè)定義進(jìn)料物流條件和組分。定義物流條件輸入下列幾項(xiàng):溫度壓力汽化率定義物流組分輸入下列兩項(xiàng)之一:總物流流量和組分分率單個(gè)組分的流率對(duì)于不是流程進(jìn)料的物流。其規(guī)定被用作估值。物流使用StreamInput表頁(yè)定義進(jìn)料物流條件和組分183物流輸入表物流輸入表184模塊BlockInput表頁(yè)或BlockSetup表頁(yè)都指定了單元操作模型的操作條件和設(shè)備規(guī)定.一些單元操作模型要求附加規(guī)定表頁(yè)所有單元操作模型都有可選的信息表頁(yè)(例如,BlockOptions表頁(yè))模塊BlockInput表頁(yè)或BlockSetup表頁(yè)185模塊表模塊表186啟動(dòng)運(yùn)行從View

菜單中選擇ControlPanel

或按Next按鈕.當(dāng)所要求的表頁(yè)全部填完時(shí)執(zhí)行模擬過(guò)程.按鈕Next將使你進(jìn)入沒(méi)有填完的表頁(yè)中.啟動(dòng)運(yùn)行從View菜單中選擇ControlPanel187控制面板控制面板含有:一個(gè)信息窗口,通過(guò)顯示來(lái)自計(jì)算的最新信息而顯示模擬的進(jìn)展過(guò)程一個(gè)狀態(tài)區(qū)域,顯示所執(zhí)行的模擬模塊和收斂回路的層次和順序一個(gè)工具欄,能夠用來(lái)控制模擬控制面板控制面板含有:188結(jié)果查看歷史文件或控制面板信息包括任何生成的錯(cuò)誤信息和警告在View菜單下選擇

History或ControlPanel,顯示歷史文件和控制面板物流結(jié)果包括物流條件和組成對(duì)于所有物流(/Data/ResultsSummary/Streams)對(duì)于單個(gè)物流(在DataBrowser中打開(kāi)物流文件夾選擇Results表)模塊結(jié)果包括計(jì)算出的模塊操作條件(在DataBrowser中打開(kāi)模塊文件夾并選擇Results表)結(jié)果查看歷史文件或控制面板信息189異丙基苯生產(chǎn)條件Q=0Btu/hrPdrop=0psiC6H6+C3H6=C9H12苯丙烯異丙基苯丙烯轉(zhuǎn)化率為90%T=130FPdrop=0.1psiP=1atmQ=0Btu/hr苯:40lbmol/hr丙烯:40lbmol/hrT=220FP=36psi使用RK-SOAVE物性方法文件名:CUMENE.BKPREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT異丙基苯生產(chǎn)條件Q=0Btu/hrPdrop=0190練習(xí)：苯流程操作條件目的:添加流程的工藝條件和進(jìn)料物流條件.由苯流程練習(xí)中創(chuàng)建的流程開(kāi)始(另存為BENZENE.BKP),按下頁(yè)所示添加工藝條件和進(jìn)料物流條件.問(wèn)題: 1.模塊“COOL”的熱負(fù)荷是多少?_________ 2.第二閃蒸模塊“FL2”的溫度是多少?_________注意: 該練習(xí)的所有答案都在附錄C中課程筆記的后面練習(xí)：苯流程操作條件目的:添加流程的工藝條件和進(jìn)料物流條件.191練習(xí)：苯流程操作條件FeedT=1000FP=550psi氫氣:405lbmol/hr甲烷:95lbmol/hr苯:95lbmol/hr甲苯:5lbmol/hrT=200FPdrop=0T=100FP=500psiP=1atmQ=0使用PENG-ROB物性方法完成時(shí)另存為:文件名:BENZENE.BKPFL1COOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ2練習(xí)：苯流程操作條件FeedT=1000FP=55192單元操作模型目的:熟悉單元操作模型的主要類(lèi)型AspenPlus

參考資料:

用戶(hù)指導(dǎo),第十章,單元操作模型參考手冊(cè),第一卷,單元操作模型單元操作模型目的:193單元操作模型類(lèi)型混合器/分流器分離器換熱器塔反應(yīng)器壓力變換器操作器固體用戶(hù)模型參考:在線幫助和文檔中，對(duì)具體模型的使用予以很好的介紹。

AspenPlus

參考手冊(cè),第1卷,單元操作模型單元操作模型類(lèi)型混合器/分流器194混合器/分流器混合器/分流器195分離器分離器196換熱器*Requiresseparatelicense換熱器*Requiresseparatelicens197簡(jiǎn)捷塔

簡(jiǎn)捷塔198嚴(yán)格塔*要求單獨(dú)許可+輸入語(yǔ)言只在10.0版中嚴(yán)格塔*要求單獨(dú)許可199反應(yīng)器反應(yīng)器200壓力變化器壓力變化器201操作器操作器202固體固體203

RadFrac

目的:論述RadFrac分餾模型最少輸入條件,并討論設(shè)計(jì)規(guī)定與板效率的用法AspenPlus

參考資料:

參考手冊(cè),第1卷,單元操作模型,第4章

RadFrac

目的:204RadFrac:嚴(yán)格多級(jí)分離可對(duì)下述過(guò)程做兩相或三相模擬:普通蒸餾吸收,再沸吸收汽提,再沸汽提恒沸蒸餾反應(yīng)蒸餾結(jié)構(gòu)選項(xiàng):任何數(shù)量的進(jìn)料任何數(shù)量的側(cè)線采出總液體采出和循環(huán)回流任何數(shù)量的換熱器任何數(shù)量的傾析器RadFrac:嚴(yán)格多級(jí)分離可對(duì)下述過(guò)程做兩相或三相模擬:205RadFrac流程連接氣體蒸餾物(DV)1頂級(jí)或冷凝器熱負(fù)荷熱(可選)(Q1)液體蒸餾物(DL)水(DW)(可選)D=DL+DVDV:D=DV/D物料回流RR=L1/DRW=LW/DW（任何數(shù)量)L1+LW產(chǎn)品(任何數(shù)量)熱循環(huán)回流傾析器熱產(chǎn)品熱返回(任何數(shù)量)上升蒸汽(VN)N級(jí)底級(jí)或再沸器熱負(fù)荷熱(可選)(QN)塔底(B)BR=VN/BRadFrac流程連接氣體蒸餾物(DV)1頂級(jí)或冷206規(guī)定:理論板數(shù)冷卻器和再沸器結(jié)構(gòu)兩塔操作規(guī)定有效相態(tài)收斂RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置207RadFrac物流設(shè)置規(guī)定:進(jìn)料板位置進(jìn)料物流規(guī)則(見(jiàn)幫助)

ABOVE-STAGE:

從進(jìn)料物流來(lái)的氣體進(jìn)入進(jìn)料板上一層塔板 液體進(jìn)入進(jìn)料板位置

ON-STAGE:

來(lái)自進(jìn)料的氣體和液體都進(jìn)入進(jìn)料板位置RadFrac物流設(shè)置規(guī)定:208RadFrac壓力設(shè)置規(guī)定下列項(xiàng)之一:塔壓力分布塔頂/塔底壓力塔段壓降RadFrac壓力設(shè)置規(guī)定下列項(xiàng)之一:209釜式再沸器T=65CP=1bar水:100lbmol/hr甲醇:100lbmol/hr9個(gè)理論級(jí)回流比=1蒸餾物對(duì)進(jìn)料的比=0.5塔壓力=1bar進(jìn)料級(jí)=6RadFrac規(guī)定文件名:RAD-EX.BKP甲醇-水嚴(yán)格精餾塔用NRTL-RK物性方法COLUMNFEEDOVHDBTMS全凝器釜式再沸器T=65CP=1bar水:100210Aspen-Plus應(yīng)用塔設(shè)備設(shè)計(jì)課件211RadFrac選項(xiàng)若設(shè)置一個(gè)不帶冷凝器或再沸器的吸收塔,則在RadFracSetupConfiguration頁(yè)面上設(shè)置冷凝器和再沸器為none在RadFracEfficiencies

表頁(yè)上能夠規(guī)定按一個(gè)