《AspenPlus应用塔》 (2)ppt课件

1、Aspen Plus运用塔设备设计上节课内容Aspen plus简介Aspen plus操作界面Aspen plus运用根本步骤Aspen Plus塔设计运用Aspen Plus中的塔设备模块简捷精馏模块DSTWU严厉精馏模块RadFrac一、Aspen plus中的塔设备模块塔模块分类：简捷精馏：DSTWU、Distl、SCFrac严厉精馏：RadFrac、MultiFrac、PetroFrac、RateFrac液-液萃取：Extract1.1简捷塔模块本节课学习DSTWU模块1.2 严厉塔模块我们主要学习RadFrac模块塔设计案例甲醇和水的精馏分别进料组成甲醇：38.6wt%水：63.2

2、wt%进料量：55t/h分别要求：甲醇纯度：99.9wt%甲醇回收率：99.5%气体分别安装丙烯塔进料组成丙烯：85.58mol%丙烷：14.32mol%正丁烷: 0.1mol%进料量：25t/h分别要求：丙烯纯度：99.5wt%丙烯回收率：99.9%设计思绪1.1.用用Aspen plusAspen plus的简捷精馏模块的简捷精馏模块DSTWUDSTWU确确定满足要求的实际板数、最小回流比和采出率定满足要求的实际板数、最小回流比和采出率的大约值；的大约值；2.2.用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负荷随用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负荷随回流比的变化曲线，选择适宜的回流比；回流比的变化曲线

3、，选择适宜的回流比；3.3.结合采出率和进料板位置共同作为严厉精馏结合采出率和进料板位置共同作为严厉精馏的输入条件，选用严厉精馏模块的输入条件，选用严厉精馏模块RadFracRadFrac进展模拟；进展模拟；4.4.用用Aspen plusAspen plus模型分析功能中的设计规定辅模型分析功能中的设计规定辅助进展求解，使之准确到达设计要求。助进展求解，使之准确到达设计要求。选择模板Template甲醇分别：Chemicals with Metric Units丙烯塔Petroleum with Metric Units2.简捷精馏模块DSTWU建立工艺流程图数据输入模拟运算及结果查看灵敏度

4、分析2.1建立工艺流程图1启动Aspen Plus2选Template： Chemicals with Metric Units3选用模块: DSTWU4衔接流股5整理工艺流程图2.简捷精馏模块DSTWU3选用模块: DSTWU2.1建立工艺流程图选取这三个不同的图标，仅仅是外形不同，功能是一样的DSTWU模型用于对模型用于对塔的简捷设计计算，塔的简捷设计计算，它可以估算最小回流它可以估算最小回流比和最小实际板数。比和最小实际板数。4衔接流股2.1建立工艺流程图FEED进料流股衔接处Distillate塔顶采出Bottom塔底抽出点击Material Streams衔接流股5整理工艺流程图重命

5、名塔模块、流股调整模块大小、流股位置保管模拟工程 2.1建立工艺流程图Example4_1 Column Appl模拟工程称号最好不用中文，文件所在目录也最好不用中文，防止运转错误2.2数据输入2.简捷精馏模块DSTWU(1)输入全局变量(2)输入化学组分(3)输入/修正物性方法(4)输入进料物流数据(5)设定模块数据(1)输入全局变量2.2前期输入输入Title 可不输入稳态过程，不用改动不含固体，不用改动物流计算基准由Mole改成Mass(1)输入全局变量2.2前期输入b)输入描画信息Description c)输入帐号信息Accounting (1)输入全局变量2.2前期输入d)修正Re

6、port Options部分选项 Fraction basisMole 选上Mass 选上(2)输入化学组分2.2前期输入aFormula 表项中分别输入水和甲醇分子式bComponent 表项中对化学组分重命名，便于本人识别例：甲基环戊烷ID：METHY-01(2)输入化学组分2.2前期输入其他的选项缺省设置不用管(3)输入/修正物性方法2.2前期输入甲醇和水用模板Chemicals with Metric Units 的缺省物性方法NRTL，不用修正(3)输入/修正物性方法2.2前期输入(4)输入进料物流数据2.2前期输入a输入进料温度、压力和气相分率中的两个b输入进料流量c输入进料组成(

7、4)输入进料物流数据2.2前期输入相对压力1bar=0.1MPa总和为1或100(5)输入DSTWU模块数据2.2前期输入a输入实际板数和回流比中的一项普通选输入回流比i输入正数，如3， 表示回流比为3ii输入负数，如-1.5表示1.5倍最小回流比(5)输入DSTWU模块数据2.2前期输入b输入塔顶压力和塔釜压力为相对压力塔顶压力要小于进料压力，否那么计算过程会报警告信息(5)输入DSTWU模块数据2.2前期输入c选择冷凝器类型假设选择了部分冷凝还要在这里输入气相馏出物的分率值。(5)输入DSTWU模块数据2.2前期输入d输入轻/重关键组分及其在塔顶采出中的mole回收率进料甲醇：36.8wt

8、%甲醇纯度：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输入完成，按输入完成，按Next键开场模拟计算键开场模拟计算2.3 模拟计算及结果查看2.简捷精馏模块DSTWU计算终了无错误提示无警告提示输入完成，按输入完成，按Data Brower键查看模拟结果键查看模拟结果2.3 模拟计算及结果查看2.简捷精馏模块DSTWU查看物流结果塔顶甲醇分率满足：质量分率0.999甲醇回收率：20218.8*0.999/(55000*0.268)=0.9940.9952.3 模拟计算及结果查看2

9、.简捷精馏模块DSTWU查看塔模块结果最小回流比：0.99762.4灵敏度分析用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负荷随回流比的变化曲线，选择适宜的回流比2.简捷精馏模块DSTWU(1)新建灵敏度义务找到Model Analysis Tools Sensitivity点New按钮在弹出窗口中输入义务ID2.4灵敏度分析(2)定义因变量点New按钮，输入因变量称号在弹出窗口中定义因变量类型2.4灵敏度分析NSTAGE为精馏塔所需实际板数(3)定义自变量2.4灵敏度分析自变量选择回流比RR输入自变量变化范围和步长RR的下限要大于最小回流比(4)数据表设置2.4灵敏度分析点击此项自动填入一切表项点点Ne

10、xt键开场键开场灵敏度分析计算灵敏度分析计算(5)查看结果，绘制RR-NSTAGE图2.4灵敏度分析a.定义X轴数据左键选取RR这一列数据在菜单栏上选取PlotX-Axis Variable(5)查看结果，绘制RR-NSTAGE图2.4灵敏度分析b.定义Y轴数据左键选取NSTAGE这一列数据在菜单栏上选取PlotY-Axis Variable(5)查看结果，绘制RR-NSTAGE图2.4灵敏度分析c.画RR-NSTAGE图选完X、Y轴直接点Plot Display Plot画图(5) RR-NSTAGE曲线2.4灵敏度分析曲线拐点：回流比约1.3(6) 模拟结果2.4灵敏度分析回流比1.3下的

11、模拟结果实际板数：19.04进料板：14.8塔顶/进料：0.2458(mole)(7) 结论2.4灵敏度分析对同一产质量量要求而言回流比R添加 塔板数减少，投资费用降低 能耗添加，运转费用上升严厉精馏条件回流比 R=1.3实际板数 N=20进料板 NF=15采出率 D/F=0.2458 (mole比)3.精细分别模块RadFrac建立工艺流程图模块数据输入模拟运算及结果查看结果分析与改良塔板设计3.1 建立工艺流程图1在工艺流程窗口插入RadFrac模块2用Manipulators的Dupl模块复制T1进料流股作为RadFrac进料3衔接RadFrac模块各流股3.严厉精馏模块RadFrac3

12、.1 建立工艺流程图流股衔接选中T1进料T1F，右键，选取Reconnect Destination将T1F衔接到复制器Dupl上再从Dupl上引出两股物流至两个塔模块上衔接RadFrac所需物流整理工艺流程图3.1 建立工艺流程图DUPL：复制器将一股物流复制成完全一样的多股物流无需反复输入外部物流数据点击这两个按钮中的点击这两个按钮中的一个进展数据输入一个进展数据输入3.2 模块数据输入3.严厉精馏模块RadFrac(1)为了减少对新严厉精馏计算的干扰，将T1和已有的灵敏度分析都Deactivate(2)Configuration设定3.2 模块数据输入a.输入实际板数输入实际板数b.选择

13、冷凝器类型：选择冷凝器类型：全凝器全凝器部分冷凝器部分冷凝器无冷凝器无冷凝器3.2 模块数据输入c.选择再沸器器类型：选择再沸器器类型：釜式再沸器釜式再沸器热虹吸再沸器热虹吸再沸器无再沸器无再沸器(2)Configuration设定3.2 模块数据输入d.选择精馏过程中选择精馏过程中的有效相态。的有效相态。e.选择塔模块收敛方法选择塔模块收敛方法此项对流程收敛非常此项对流程收敛非常重要重要(2)Configuration设定3.2 模块数据输入f.从列表框中选择从列表框中选择操作变量类型。操作变量类型。(2)Configuration设定3.2 模块数据输入(3)Streams设定输入进料板位

14、置输入进料板位置3.2 模块数据输入(4)Pressure设定输入第一级实际输入第一级实际板压力板压力输入单板压降或输入单板压降或全塔压降。全塔压降。非必填项非必填项3.2 模块数据输入(5)Condenser设定输入经过冷凝器输入经过冷凝器后的过冷温度。后的过冷温度。非必填项非必填项输入完成，按输入完成，按Next键开场模拟计算键开场模拟计算3.3模拟运算及结果查看3.严厉精馏模块RadFrac(1)查看物流结果达不到分别效果达不到分别效果可用设计规定来优化可用设计规定来优化3.4结果分析与改良3.严厉精馏模块RadFrac(1)灵敏度分析优化进料板位置(1)灵敏度分析优化进料板位置3.4结

15、果分析与改良进料板位置还是在进料板位置还是在15块块(2)Design Spec设计规定(a)定义被采集变量3.4结果分析与改良(2)Design Spec设计规定(a)定义被采集变量3.4结果分析与改良(2)Design Spec设计规定优化(b)定义自变量3.4结果分析与改良自变量为回流比自变量为回流比R点击点击Next键运转键运转(2)Design Spec设计规定(c)查看设计规定运转结果3.4结果分析与改良塔顶采出甲醇纯度塔顶采出甲醇纯度到达要求到达要求(2)Design Spec设计规定(c)查看设计规定运转结果3.4结果分析与改良回流比为回流比为1.39塔顶温度为塔顶温度为58.6可思索经过降低塔顶压力可思索经过降低塔顶压力使塔顶温度降低至使塔顶温度降低至45左左右，从而降低能耗右，从而降低能耗3.5塔板设计经过Tray Sizing的New按钮新建一个设计表项3.严厉精馏模块RadFracTray Sizing计算结果3.5塔板设计Tray Rating计算3.5塔板设计Tray Ratin