《AspenPlus應用塔》 (2)ppt課件

1、Aspen Plus運用塔設備設計上節(jié)課內容Aspen plus簡介Aspen plus操作界面Aspen plus運用根本步驟Aspen Plus塔設計運用Aspen Plus中的塔設備模塊簡捷精餾模塊DSTWU嚴厲精餾模塊RadFrac一、Aspen plus中的塔設備模塊塔模塊分類：簡捷精餾：DSTWU、Distl、SCFrac嚴厲精餾：RadFrac、MultiFrac、PetroFrac、RateFrac液-液萃?。篍xtract1.1簡捷塔模塊本節(jié)課學習DSTWU模塊1.2 嚴厲塔模塊我們主要學習RadFrac模塊塔設計案例甲醇和水的精餾分別進料組成甲醇：38.6wt%水：63.2

2、wt%進料量：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料組成丙烯：85.58mol%丙烷：14.32mol%正丁烷: 0.1mol%進料量：25t/h分別要求：丙烯純度：99.5wt%丙烯回收率：99.9%設計思緒1.1.用用Aspen plusAspen plus的簡捷精餾模塊的簡捷精餾模塊DSTWUDSTWU確確定滿足要求的實際板數(shù)、最小回流比和采出率定滿足要求的實際板數(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)和再沸器熱負荷隨用靈敏度分析得到塔板數(shù)和再沸器熱負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.結合采出率和進料板位置共同作為嚴厲精餾結合采出率和進料板位置共同作為嚴厲精餾的輸入條件，選用嚴厲精餾模塊的輸入條件，選用嚴厲精餾模塊RadFracRadFrac進展模擬；進展模擬；4.4.用用Aspen plusAspen plus模型分析功能中的設計規(guī)定輔模型分析功能中的設計規(guī)定輔助進展求解，使之準確到達設計要求。助進展求解，使之準確到達設計要求。選擇模板Template甲醇分別：Chemicals with Metric Units丙烯塔Petroleum with Metric Units2.簡捷精餾模塊DSTWU建立工藝流程圖數(shù)據(jù)輸入模擬運算及結果查看靈敏度

4、分析2.1建立工藝流程圖1啟動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.簡捷精餾模塊DSTWU3選用模塊: DSTWU2.1建立工藝流程圖選取這三個不同的圖標，僅僅是外形不同，功能是一樣的DSTWU模型用于對模型用于對塔的簡捷設計計算，塔的簡捷設計計算，它可以估算最小回流它可以估算最小回流比和最小實際板數(shù)。比和最小實際板數(shù)。4銜接流股2.1建立工藝流程圖FEED進料流股銜接處Distillate塔頂采出Bottom塔底抽出點擊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模擬工程稱號最好不用中文，文件所在目錄也最好不用中文，防止運轉錯誤2.2數(shù)據(jù)輸入2.簡捷精餾模塊DSTWU(1)輸入全局變量(2)輸入化學組分(3)輸入/修正物性方法(4)輸入進料物流數(shù)據(jù)(5)設定模塊數(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，不用改動不含固體，不用改動物流計算基準由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 Fraction basisMole 選上Mass 選上(2)輸入化學組分2.2前期輸入aFormula 表項中分別輸入水和甲醇分子式bComponent 表項中對化學組分重命名，便于本人識別例：甲基環(huán)戊烷ID：METHY-01(2)輸入化學組分2.2前期輸入其他的選項缺省設置不用管(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)輸入進料物流數(shù)據(jù)2.2前期輸入a輸入進料溫度、壓力和氣相分率中的兩個b輸入進料流量c輸入進料組成(

7、4)輸入進料物流數(shù)據(jù)2.2前期輸入相對壓力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輸入實際板數(shù)和回流比中的一項普通選輸入回流比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壓力塔頂壓力要小于進料壓力，否那么計算過程會報警告信息(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/重關鍵組分及其在塔頂采出中的mole回收率進料甲醇：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鍵開場模擬計算鍵開場模擬計算2.3 模擬計算及結果查看2.簡捷精餾模塊DSTWU計算終了無錯誤提示無警告提示輸入完成，按輸入完成，按Data Brower鍵查看模擬結果鍵查看模擬結果2.3 模擬計算及結果查看2.簡捷精餾模塊DSTWU查看物流結果塔頂甲醇分率滿足：質量分率0.999甲醇回收率：20218.8*0.999/(55000*0.268)=0.9940.9952.3 模擬計算及結果查看2

9、.簡捷精餾模塊DSTWU查看塔模塊結果最小回流比：0.99762.4靈敏度分析用靈敏度分析得到塔板數(shù)和再沸器熱負荷隨回流比的變化曲線，選擇適宜的回流比2.簡捷精餾模塊DSTWU(1)新建靈敏度義務找到Model Analysis Tools Sensitivity點New按鈕在彈出窗口中輸入義務ID2.4靈敏度分析(2)定義因變量點New按鈕，輸入因變量稱號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RR的下限要大于最小回流比(4)數(shù)據(jù)表設置2.4靈敏度分析點擊此項自動填入一切表項點點Ne

10、xt鍵開場鍵開場靈敏度分析計算靈敏度分析計算(5)查看結果，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Plot Display Plot畫圖(5) RR-NSTAGE曲線2.4靈敏度分析曲線拐點：回流比約1.3(6) 模擬結果2.4靈敏度分析回流比1.3下的

11、模擬結果實際板數(shù)：19.04進料板：14.8塔頂/進料：0.2458(mole)(7) 結論2.4靈敏度分析對同一產質量量要求而言回流比R添加 塔板數(shù)減少，投資費用降低 能耗添加，運轉費用上升嚴厲精餾條件回流比 R=1.3實際板數(shù) N=20進料板 NF=15采出率 D/F=0.2458 (mole比)3.精細分別模塊RadFrac建立工藝流程圖模塊數(shù)據(jù)輸入模擬運算及結果查看結果分析與改良塔板設計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模塊復制T1進料流股作為RadFrac進料3銜接RadFrac模塊各流股3.嚴厲精餾模塊RadFrac3

12、.1 建立工藝流程圖流股銜接選中T1進料T1F，右鍵，選取Reconnect Destination將T1F銜接到復制器Dupl上再從Dupl上引出兩股物流至兩個塔模塊上銜接RadFrac所需物流整理工藝流程圖3.1 建立工藝流程圖DUPL：復制器將一股物流復制成完全一樣的多股物流無需反復輸入外部物流數(shù)據(jù)點擊這兩個按鈕中的點擊這兩個按鈕中的一個進展數(shù)據(jù)輸入一個進展數(shù)據(jù)輸入3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入3.嚴厲精餾模塊RadFrac(1)為了減少對新嚴厲精餾計算的干擾，將T1和已有的靈敏度分析都Deactivate(2)Configuration設定3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入a.輸入實際板數(shù)輸入實際板數(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對流程收斂非常此項對流程收斂非常重要重要(2)Configuration設定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設定3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入(3)Streams設定輸入進料板位

14、置輸入進料板位置3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入(4)Pressure設定輸入第一級實際輸入第一級實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。非必填項非必填項3.2 模塊數(shù)據(jù)輸入(5)Condenser設定輸入經(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。非必填項非必填項輸入完成，按輸入完成，按Next鍵開場模擬計算鍵開場模擬計算3.3模擬運算及結果查看3.嚴厲精餾模塊RadFrac(1)查看物流結果達不到分別效果達不到分別效果可用設計規(guī)定來優(yōu)化可用設計規(guī)定來優(yōu)化3.4結果分析與改良3.嚴厲精餾模塊RadFrac(1)靈敏度分析優(yōu)化進料板位置(1)靈敏度分析優(yōu)化進料板位置3.4結

15、果分析與改良進料板位置還是在進料板位置還是在15塊塊(2)Design Spec設計規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結果分析與改良(2)Design Spec設計規(guī)定(a)定義被采集變量3.4結果分析與改良(2)Design Spec設計規(guī)定優(yōu)化(b)定義自變量3.4結果分析與改良自變量為回流比自變量為回流比R點擊點擊Next鍵運轉鍵運轉(2)Design Spec設計規(guī)定(c)查看設計規(guī)定運轉結果3.4結果分析與改良塔頂采出甲醇純度塔頂采出甲醇純度到達要求到達要求(2)Design Spec設計規(guī)定(c)查看設計規(guī)定運轉結果3.4結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塔板設計經(jīng)過Tray Sizing的New按鈕新建一個設計表項3.嚴厲精餾模塊RadFracTray Sizing計算結果3.5塔板設計Tray Rating計算3.5塔板設計Tray Ratin