第三讲 Aspen Plus反应精馏的仿真设计

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Aspen+plus精馏模拟

我们通过这个实例学习 Aspen Plus 精馏模拟应用.
Aspen plus 在精馏中的应用实例教程 /teacherf/
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3. 精馏塔的简捷计算
·设计任务确定理论塔板数确定合适的回流比
·DSTWU 精馏模型简介
本例选择 DSTWU 简捷精馏计算模型. DSTWU 可对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷精馏计算. DSTWU 假设恒定的摩尔溢流量和恒定的相对挥发度
1）创建精馏塔模块在模型库中选择塔设备 column 标签，如图 3.1-1.
图 3.1-1
点击该 DSTWU 模型的下拉箭头，弹出三个等效的模块，任选其一如图 3.1-2 所示.
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·定义每个组分流量或分率（Composition） Mass-frac（质量分率）：WATER: 0.632; CH3OH: 0.368.
输入数据后的窗口如图 3.5 所示.
3.6 定义单元模型
图 3.5
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输入回流比的实际值；定义回流比与最小回流比的比值. 输入负号后再入数值. 在这里我们取最小回流比的 2 倍，故输入-2.
·定义轻重关键组分的回收率（Key component recoveries） Dstwu 要求定义组分的份的回收率. 计算得到两种组分的回收率为：
轻关键组分的回收率为 0.9983 重关键组分的回收率为 0.0029
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3.7 模拟计算与结果查看
点击工具栏中的蓝色 N-> 图标，即可进行计算，同时进入“Control Panel”页显示运行信息，如图 3.7-1. 该图标的作用是执行下一步操作，若数据未输入完毕自动转到待输入数据的窗口；若数据输入完毕，则进行计算. 上面操作也可点击 Run 菜单中的 run 命令来直接

ASPENPlus培训教程之反应器单元的仿真设计(PPT 61张)

p i i i j
q j j
B l 其中：l n K A C n T D T l l ll l T
Reactions—动力学参数
(7)
推动力表达式包括两项： Term 1 和 Term 2, 分别代表正反应和逆反应的推动力，分别表达为体系中各组分浓度的幂乘积。在推动力输入界面中，必须完整输入这两项的全部参数，包括推动力常数表达式的系数 (Coefficients for driving force constant)。
RCSTR—全混釜反应器
性质：釜内达到理想混合。可模拟单、两、三相的体系，并可处理固体。可同时处理动力学控制和平衡控制两类反应。用途：已知化学反应式、动力学方程和平衡关系，计算所需的反应器体积和反应时间，以及反应器热负荷。
RCSTR —— 图标
RCSTR —— 连接
RCSTR—— 模型参数
RPlug —— 连接 (2)
RPlug —— 模型参数
RPlug 模块有四组模型参数：
1、模型设定fications) (Reactions) (Pressure)
2、反应器构型 (Configuration)
RPlug — 模型设定
设定反应器类型，共有五种类型：
设定方式有 7 个可选项：
3、反应器体积和相体积 (Reactor Volume & Phase Volume) 必须输入反应器体积、气相 (Vapor phase) 或凝聚相 (Condensed phase) 所占的体积。
RCSTR — 设定方式（4）
RCSTR — 设定方式（5）
设定方式有 7 个可选项：
RCSTR模块有两组模型参数： 1、操作条件 (Operation Conditions) 1) 压力 (Pressure) 2) 温度/热负荷(Temperature/Heat Duty) 2、持料状态 (Holdup) 1) 有效相态 (Valid Phases) 2) 设定方式 (Specification Type)

(完整版)Aspenplus模拟甲醇、水精馏塔设计详细说明书

Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：24500吨精甲醇/年；原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品组成：塔顶甲醇质量分率≥94%w；塔底甲醇质量分率 1 %w；进料温度：350.5K；塔顶压力常压；进料状态饱和液体。

二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并绘制塔设备图，并写出设计说明。

(1).进料、塔顶产物、塔底产物；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；(3).回流比R；(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷；(5).塔内构件塔板或填料的设计。

三、分析及模拟流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。

内容:(1)生产能力:一年按300天计算，进料流量为24500/（300*24）=3.40278 t/hr。

(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品:塔顶甲醇≥94%w；塔底甲醇《1% w。

(3).温度及压降：进料温度：77.35摄氏度=350.5K；2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。

3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。

方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线（N T-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。

4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。

方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。

5. 塔板设计目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。

第三讲AspenPlus反应精馏仿真设计

•
输入正反应的方式
•
输入逆反应的方式
在动力学表单中为每一个化学反应输入发生反应的相态、动力学参• 数以及浓度基准。
幂律型：反应动力学因子(Kinetic factor)即反应速率常数 k’，它与温度的关系用修正的 Arrhenius方程表示：
k'
k
T T0
n
exp
E R
1 T
1 T0
•
输入逆反应动力式数值
•
程序输入方法
•选择Columns，后选 Nhomakorabea择STRIP1
•
将塔顶物流与冷凝器进行连接
•
加入Decanter
•
First Liquid (water)
•
有机相回流至反应蒸馏塔
•
物流名称
•
•
进料流的输入
•
废酸进料
•
丁醇进料
•
反应蒸馏塔内操作方法
•
选择VLE，并选择Strong nonideal liquid ，设定Duty
选定缺少的参数估计
•
两元体系选用的估计算法
极性、亲水和疏水系数
•
输入两元体系热力学参数 (从文献或Aspen Plus 内建参数)
•
反应动力学方程的输入方法
Reactions —— 对象类型
•
创建化学反应对象时，需赋予对象ID和选择对象类型。对于小分子反应，常用的类型有三种： 1、LHHW 型
•
分相槽及冷凝器操作方法
•
Decanter之操作压
力及温度
因为水为第一液相，所以酯为第二液相
冷凝器操作状态
•
有效相
•

ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺

ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、合成纤维、橡胶等领域。

精细的乙烯精馏生产工艺对于获得高纯度的乙烯产品至关重要。

在本文中，将使用ASPENPLUS软件进行乙烯精馏生产工艺的模拟计算。

首先，需要建立物料平衡模型。

假设进料为乙烯和杂质物料，出料为乙烯和杂质物料的混合物。

首先，可以使用MESH分离块对进料进行塔板线性分离，并定义进料进口的操作条件。

然后，可以选择塔板压降模型，然后设置相平衡模型，例如使用UNIFAC-RK模型。

接下来，需要定义塔板的结构和操作参数。

在塔顶设置乙烯的回收器，并在塔底设置乙烯的热循环回收，以提高乙烯的回收率和纯度。

然后，需要选择合适的塔板类型和厚度。

请注意，在乙烯精馏塔中，常用的塔板类型有Sieve Tray、Valve Tray、Bubble Cap Tray等。

我们可以选择其中一种适合的塔板类型。

在进行塔板设计时，需要选择适当的塔心直径、液体停留时间和气体速度，以确保塔板的正常运行。

同时，还需要通过指定冷冻器、热交换器等设备，控制塔顶和塔底的温度。

完成了物料平衡和塔板设计后，接下来需要进行乙烯的精馏过程的热力学计算。

在ASPENPLUS中，可以选择适当的热力学模型，如NRTL或UNIFAC模型，以模拟乙烯的汽液相平衡行为。

此外，还可以通过设置温度、压力和摩尔流量等操作参数，优化乙烯的回收率和纯度。

最后，可以进行仿真计算和结果分析。

在ASPENPLUS中，可以使用数据回归方法，通过各个操作参数的变化，建立乙烯精馏过程的模拟模型。

通过模拟计算，可以得到乙烯的纯度、回收率以及杂质物料的分离效果。

然后，可以根据需求进行调整，以优化乙烯精馏生产工艺。

研究结果显示，通过ASPENPLUS的模拟计算，可以实时监测乙烯精馏过程的各项参数，包括温度、压力、流量等，并通过调整操作参数，实现乙烯的高回收率和高纯度。

同时，模拟计算还可以预测乙烯精馏过程中可能出现的问题，并提供相应的解决方案。

Aspen plus反应精馏模拟子程序编译

aspen plus反应精馏模拟子程序编译用aspen-plus radfrac模块做反应精馏模拟其动力学子程序的编译（我用fortran编译了一些哪位高手帮我完成一下）反应式：乙酸＋乙醇——水＋乙酸乙酯反应速率：R=1.38kx12 x1醋酸摩尔分率k＝3.7－2710/T汽液平衡常数：醋酸：lgK1=0.0225T-1.666乙醇：lgK2=6.5-2300/T水：lgK3=6.4-2300/T乙酸乙酯：lgK4=6.8-2300/T如下： SUBROUTINE USRKNT (N, NCOMP, NR, NRL, NRV,2 T, TLIQ, TVAP, P, PHFRAC,3 F, X, Y, IDX, NBOPST,4 KDIAG, STOIC, IHLBAS, HLDLIQ, TIMLIQ,5 IHVBAS, HLDVAP, TIMVAP, NINT, INT,6 NREAL, REAL, RATES, RATEL, RATEV,7 NINTB, INTB, NREALB, REALB, NIWORK,8 IWORK, NWORK, WORK)CIMPLICIT NONECC DECLARE VARIABLES USED IN DIMENSIONINGCINTEGER NCOMP, NR, NRV, NINT, NINTB,+ NREALB,NIWORK,NWORKC#include "ppexec_user.cmn"EQUIVALENCE (RMISS, USER_RUMISS)EQUIVALENCE (IMISS, USER_IUMISS)CCC*********************************************************************** CCCC DECLARE ARGUMENTSCINTEGER NRL(3),IDX(NCOMP),NBOPST(6),+ INT(NINT),INTB(NINTB),+ IWORK(NIWORK),N,KDIAG, IHLBAS,+ IHVBAS,NREALREAL*8 PHFRAC(3),X(NCOMP,3),Y(NCOMP),+ STOIC(NCOMP,NR),RATES(NCOMP),+ RATEL(1),RATEV(NRV),+ REALB(NREALB),WORK(NWORK), T,TLIQ,+ TVAP,P,F,HLDLIQ,TIMLIQREAL*8 HLDVAP,TIMVAPCC DECLARE LOCAL VARIABLESCINTEGER IMISSREAL*8 REAL(NREAL), RMISSCC BEGIN EXECUTABLE CODECINTEGER IREAL*8 K,RATEK=3.7-2710/TRATES=K*X(1,1)*X(1,1)RETURNEND。

AspenPlu反应器模拟介绍

设定方式有 7 个可选项：
1、反应器体积 (Reactor 2、停留时间 (Residence 4、反应器体积和相体积分率 5、反应器体积和相停留时间 6、停留时间和相体积分率 Volume) 7、相停留时间和体积分率 Time) 3、反应器体积和相体积 (Reactor Volume & Volume Fraction) Residence Time) (Reactor Time & PhasePhase Volume) 只需输入物料在反应器中的平均停 (ResidenceVolumeTime &Volume Fraction) ) (Phase Residence & Phase Volume Fraction 只需输入反应器的体积。 (Reactor 必须输入反应器体积和气相/凝聚相必须输入反应器体积和气相/凝聚相所必须输入物料在反应器中的总平均停必须输入气相/凝聚相在反应器中的停留时间。必须输入反应器体积和气相/凝聚相在反应器中的停留时间。占的体积分率。留时间和气相/凝聚相所占的体积分率。留时间和所占的体积分率。所占的体积。
RYield —— 模型设定
模型设定包含操作条件设定和有效相态设定：
1、操作条件 (Operation Conditions)
(1) 压力； (2) 温度/热负荷
2、有效相态 (Valid Phases)
汽 / 液 / 固 / 汽-液 / 汽-液-液 / 液-游离水 / 汽-液-游离水
RYield —— 产率
RYield — 示例（2）
若在示例（1）的原料气中加入 25 kmol/hr 氮气，其余条件不变，计算结果会发生什么变化？
RYield — 示例（3）
以示例（2）的结果为基础，在Ryied模块的产率设置项中将氮气设置为惰性组份，重新计算，结果如何？

aspen精馏教程

我们通过这个实例学习 Aspen Plus 精馏模拟应用.
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3. 精馏塔的简捷计算
·设计任务确定理论塔板数确定合适的回流比
·DSTWU 精馏模型简介
本例选择 DSTWU 简捷精馏计算模型. DSTWU 可对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷精馏计算. DSTWU 假设恒定的摩尔溢流量和恒定的相对挥发度
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在箭头提示下我们可以根据需要来绘制流股，其中红色箭头表示必须定义的流股，蓝色箭头表示可选定义的流股，不同的模型根据设计任务绘制. 本例一股进料、塔顶和塔底两股出料，如图 3.1-5.
图 3.1-5
3）模块和物流命名选择中流股/模块（单击流股/模块），点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 rename stream
3.3 定义组份
本节任务： ·输入物料化学成份
单击 N-> 快捷键直到进入进料参数输入页，如图 3.3-1 所示.
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图 3.3-1
在此窗口中，我们可以定义流程中所涉及的化学组分. 定义方法有两种： 1) 可以在 component ID 或 component name 中直接输入组分的英文名称. 其中 Component ID 是该组分的代号，用户可以进行定义和修改. 2) 可以使用 Aspen plus 提供的 find 工具，查找 Aspen plus 提供的组份. 单击 find 按钮，进入组份查找页，在对话框中输入组分的英文名称或分子式，也可以输入其部分字符串. 这里我们输入甲醇分子式 CH4O（注意不能输入 CH3OH），点击 find now 按钮，查找结果出现在下面列表中，如图 3.3-2.

利用化工模拟软件ASPEN PLUS设计轻苯馏分体系精馏塔设计

《化工过程模拟与优化》综合报告设计题目轻苯馏分体系精馏塔设计学生姓名吴凡平班级09化工（2）班学号********指导教师姓名张明珏完成时间2012年12月13日综合报告成绩:指导教师签字:目录第一章综述 (1)1.1 设计题目 (1)1.2 题目概述 (1)1.3 公用工程条件与注意事项 (1)1.4 设计任务 (1)1.5 确定设计方案原则 (2)1.6 Aspen Plus软件简介 (3)第二章工艺计算过程 (4)2.1 绘制工艺流程草图 (4)2.2 C4精馏塔的简捷计算 (4)2.3 C4精馏塔的严格计算 (9)2.4 精馏塔灵敏度分析 (14)2.5 C5 和C6 精馏塔的简捷计算 (22)2.6 C5 和C6 精馏塔的严格计算 (25)2.7 物流表 (32)第三章设备计算 (33)3.1 塔设备计算 (33)3.1.1 C4 塔设备计算 (33)3.1.2 C5 塔设备计算 (37)3.1.3 C6 塔设备计算 (40)3.2 冷凝器设备计算与设计规定的应用 (44)3.2.1 C4 精馏塔冷凝器 (44)3.2.2 C5 精馏塔冷凝器 (56)3.2.3 C6 精馏塔冷凝器 (56)3.3再沸器设备计算 (57)3.3.1 C4 精馏塔再沸器 (57)3.3.2 C5 精馏塔再沸器 (68)3.3.3 C6 精馏塔再沸器 (68)第四章参考文献 (69)第五章设计心得 (70)第一章综述1.1 设计题目轻苯馏分体系精馏塔设计1.2 题目概述有一股轻苯馏分，流率为960kg/h，温度80℃，压力600kPa，经过反应器后将其中环戊二烯经热二聚反应生成双环戊二烯后，温度变为103℃,组成和基本物性见表1-1。

物性：SRK方程要求将热二聚反应产物分离成为4个馏分，即C4馏分(主要成分1-丁烯)、C5(主要成分环戊烯)、C6(主要成分苯)、C10(主要成分双环戊二烯)。

每个馏分中主要成分的质量分数不低于0.95，收率不低于0.96。

反应精馏过程模拟_ASPENPLUS应用范例

反应精馏过程模拟——A SPEN PL U S 应用范例
杨绪壮屈一新
( 内蒙古大学化学化工学院) 摘要本文利用 ASP EN PL U S 软件对环氧丙烷水解生成丙二醇的反应精馏过程进行模拟计算, 对有关物系的相行为进行预测, 并进行物性计算和流程模拟, 指明了该反应过程的主反应区及其形成原因。
. 9949829
4. 75944E- 3
1. 69768E- 4
4
1. 05897E- 4
. 9936586
5. 99702E- 3
2. 38462E- 4
5
1. 36725E- 4
. 9920024
7. 51407E- 3
3. 46853E- 4
6
1. 77841E- 4
. 9901572
9. 16693E- 3
( 1) 对于环氧丙烷水解生成丙二醇这一反应体系的汽液平衡过程, 我们可以使用 R- K 方程计算气相行为, 使用 UN I QUA C 模型计算液相行为。
( 2) 模拟计算所确定的最佳反应条件与实际条件非常接近。 ( 3) 模拟转化率要高于实际转化率, 模拟选择性与实际情况相当。 ( 4) 模拟计算所确定主反应区为第二块板和第六块板。
吉兰泰碱厂重灰工序所用的水合机, 外型尺寸为 3144×4775mm, 进出料两端的直径分别为
1660mm 和 1030m m, 两端台锥角度为 60℃, 中部直筒段长度 690mm ; 水合水与热纯碱同时由进料端中心部加入。由于进料端是呈 60℃角的锥体, 水合水进入机内后能迅速地沿锥体斜边下流,
缩丙二醇在 2、6 塔板上存在两个反应高峰区, 这是因为在这两块塔板上, 丙二醇的浓度较高, 从而引起

Aspen_plus反应器单元的仿真设计(三)(12讲)

RBatch — 示例（3）
如果将示例(2)的操作时间设置改为间歇加料时间 2 hr，辅助时间 1 hr，求乙酸转化率为 35% 时的反应时间，乙酸乙酯的产量，装填率 = 0.7 时所需的反应釜体积。
RBatch — 示例（4）
如果将示例(3)的反应釜用 100 C的饱和蒸汽加热，反应釜传热面积 6 m2，传热系数 500 W/m2K，求乙酸转化率为 35% 的反应时间，釜液温度随时间变化的曲线。
RBatch — 模型设定 (2)
RBatch — 模型设定 (3)
选用温度剖形或热负荷剖形时 — 模型设定 (4)
选用恒定冷却剂温度时，需输入冷却剂温度、传热系数和传热面积的值。
RBatch —— 模型设定
压强设定 (Pressure Specification)，有三个选项供选择： 1、指定反应器压强 (Specify Reactor Pressure) 2、指定压强剖形 (Specify Reactor Pressure Profile) 3、计算反应器压强 (Calculate Reactor Pressure)
rbatchrbatch操作时间操作时间2rbatchrbatch操作时间操作时间222profileresulttimeprofileresulttime设定仿真计算的时间参数包括最大计设定仿真计算的时间参数包括最大计算时间算时间maximumcalculationtimemaximumcalculationtime输出剖输出剖形结果的时刻之间的时间区间形结果的时刻之间的时间区间timeintervaltimeintervalbetweenprofilepointsbetweenprofilepoints以及最大时刻点数以及最大时刻点数maximumnumberprofilepointsmaximumnumberprofilepoints22profileresulttimeprofileresulttime设定仿真计算的时间参数包括最大计设定仿真计算的时间参数包括最大计算时间算时间maximumcalculationtimemaximumcalculationtime输出剖输出剖形结果的时刻之间的时间区间形结果的时刻之间的时间区间timeintervaltimeintervalbetweenprofilepointsbetweenprofilepoints以及最大时刻点数以及最大时刻点数maximumnumberprofilepointsmaximumnumberprofilepointsrbatchrbatch操作时间操作时间3rbatchrbatch操作时间操作时间3rbatchrbatch连续加料连续加料rbatchrbatch连续加料连续加料当存在连续加料流股时在连续加料当存在连续加料流股时在连续加料表单中设置各个连续加料流股的流量随时表单中设置各个连续加料流股的流量随时间的变化情况

ASPEN软件进行精馏塔设计

1引言1.1ASPEN PLUS概述Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。

该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。

该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus 的用户。

1.2精馏塔概述精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。

有板式塔与填料塔两种主要类型。

根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

蒸气由塔底进入。

蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。

由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

1.2.1 精馏塔的分类气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。

精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍，故本书将只介绍板式塔。

板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。

板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。

Aspen Plus精馏模拟(塔设计)

Aspen plus精馏模拟实例教程1. Aspen Plus 简介进入Aspen Plus后，出现图1所示的Aspen Plus软件操作界面.图1操作界面构成·标题条：在该栏目中显示运行标识. 在你给出运行名字之前，Simulation1是缺省的标识. ·拉式菜单：Aspen Plus的功能菜单. 这些下拉式菜单与Windows的标准菜单类似.·工艺流程窗口：在该窗口中可以建立及连接所要模拟的工艺流程.·模式选择按钮：按下此按钮你可以关闭插入对象的插入模式，并返回到选择模式.·模型库：在这里列出建立模型可用的任何单元操作的模型..·状态域：显示当前有关运行的状态信息.·快速访问按钮：快速执行Aspen Plus相应的命令。

这些快捷按钮与其它Windows程序的快速访问按钮类似.·Next按钮（N->）：设计过程的任意时刻点击它，系统都会自动跳转到当前应当进行的工作位置，这为我们输入数据提供了极大的方便.2 Aspen Plus模拟精馏简介（1）塔模型分类做塔新流程模拟分析必须先进行简捷塔计算--- 塔的初步设计. 计算结果为理论板数、进料位置、最小回流比、塔顶/釜热负荷. 然后进行塔精确模拟分析，简捷塔计算结果做为精确计算的输入依据. 本文以甲醇-水混合物系分离为例，首先介绍初步设计方法，然后介绍复杂塔模拟计算。

为初学者提供帮助。

Aspen Plus塔模型分类如下表.模型简捷蒸馏 DSTWU、 Distl 、SCFrac严格蒸馏 RadFrac、 MultiFrac、 PetroFrac、 RateFrac（2）精馏塔的模拟类型精馏塔的模拟类型可以分为设计式和操作式模拟计算. 可以通过定义模型的回流比进行设计型计算，又可以定义塔板数进行操作型计算. 本章我们进行设计计算，在下一章中进行操作型计算.（3）设计实例常压操作连续筛板精馏塔设计，设计参数如下[1]：进料组份：水63.2%、甲醇38.6%（质量分率）；处理量：水甲醇混合液55t/h；进料热状态：饱和液相进料；进料压力：125 kPa；操作压力：110 kPa；单板压降：≤0.7 kPa；塔顶馏出液：甲醇量大于99.5 %（质量分率）塔底釜液：水量大于99.5 %；（质量分率）.回流比：自选；全塔效率：E T=52%热源：低压饱和水蒸汽；我们通过这个实例学习Aspen Plus精馏模拟应用.3. 精馏塔的简捷计算·设计任务确定理论塔板数确定合适的回流比·DSTWU 精馏模型简介本例选择DSTWU 简捷精馏计算模型.DSTWU 可对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷精馏计算. DSTWU 假设恒定的摩尔溢流量和恒定的相对挥发度·DSTWU 规定与估算内容规定目的其它结果轻重关键组分的回收率最小回流比和最小理论级数理论级数必需回流比回流比必需理论级数进料位置、冷凝器、再沸器的热负荷·DSTWU 计算结果浏览汇总结果、物料和能量平衡结果、回流比对级数曲线.3.1 定义模拟流程本节任务：·创建精馏塔模型 ·绘制物流·模块和物流命名1）创建精馏塔模块在模型库中选择塔设备column 标签，如图3.1-1.图3.1-1点击该DSTWU 模型的下拉箭头，弹出三个等效的模块，任选其一如图3.1-2所示.图3.1-2在空白流程图上单击，即可绘出一个精馏塔模型如图3.1-3所示.图3.1-32）绘制物流单击流股单元下拉箭头，选择流股类型，在这里我们选择 material 类型. 选择后得到图3.1-4所示.图3.1-4在箭头提示下我们可以根据需要来绘制流股，其中红色箭头表示必须定义的流股，蓝色箭头表示可选定义的流股，不同的模型根据设计任务绘制. 本例一股进料、塔顶和塔底两股出料，如图3.1-5.图3.1-53）模块和物流命名选择中流股/模块（单击流股/模块），点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 rename stream 或 rename block，在对话框中输入改后的名称，即可改变名称.在这里我们将入料改为FEED；塔顶出料改为D；塔底出料改为L；改变名称后的流程图如图3.1-6所示.图3.1-6至此，本节创建模拟流程任务完成，我们将在N-> 快捷键引导下进入下一步操作.3.2 模拟设置单击N-> 快捷键，进入初始化设置页面，如图3.2-1. 用户可以对Aspen Plus做全局设置、定义数据输入输出单位等.·定义数据输入输出单位Aspen plus提供了英制、公斤米秒制、国际单位制三种单位制. 输入数据可以在输入时改变单位，输出报告则按在此选择的单位制输出.系统自身有一套默认的设置。

用aspenplus模拟反应精馏

用aspen plus模拟反应精馏杜建军梁云峰樊希山（大连理工大学化工系统工程研究所）摘要：aspen plus是一款优秀的化工过程稳态模拟软件，在这款软件中集成了用于模拟反应精馏的模块。

本文基于aspen plus10.1版，首先介绍了aspen plus中反应精馏模块的算法；然后以反应精馏制乙二醇为例，详细介绍了如何在aspen plus的窗口模式下模拟反应精馏。

关键词：aspen plus 反应精馏乙二醇模拟中图分类号：TQ028; TQ031 文献标志码：AAbstract:aspen plus is a powerful chemical steady simulation software.A new,robust,efficient algorithm for solving reactive distillation problems is incorporated in a general-purpose flowsheeting environment.The algorithm is introduced in this article;In the end,reactive distillation producing EG is illumilated.Keyword: aspen plus reactive distillation EG simulation反应精馏最初用于化学工业和石化工业的酯化过程,使反应产物从反应物中分离以提高产率。

近来，反应精馏应用于酸气的清洗操作中以提高分离效果。

如氨处理过程就是一个很好的例子。

同时，研究表明该技术也是分离异构体的一种方法，如对二甲苯和间二甲苯的分离。

在有副反应发生的情况下，反应精馏可以提高主反应的选择性，有时甚至可以使主反应的选择性达到100%。

近十年来，人们注意到了反应精馏的经济性，从而使反应精馏成了工艺改进的一个研究热点。

ASPENPLUS反应器的模拟与优化解读

ASPENPLUS反应器的模拟与优化解读ASPEN Plus是一种流程模拟软件，广泛应用于化工工程、能源工程等领域。

它可以帮助工程师通过建立模型和进行仿真，预测和优化化工流程。

在化工生产过程中，反应器是一个重要的组件，ASPEN Plus能够进行反应器的模拟和优化解读，从而帮助工程师改进反应器的设计和操作条件，提高生产效率和产品质量。

首先，ASPEN Plus可以帮助工程师建立反应器的模型。

在ASPENPlus中，用户可以选择适当的反应器模型，如气相反应器、液相反应器、固相反应器等。

然后，用户可以输入反应器的物理和化学性质的数据，如反应器中的反应物浓度、反应速率常数、活化能等。

根据这些数据，ASPEN Plus可以进行数值求解，得到反应器中物质的浓度、温度、压力等参数的变化情况。

接下来，ASPEN Plus可以进行反应器的仿真。

在仿真过程中，ASPEN Plus可以帮助工程师分析反应物的转化率、选择性和产率等重要指标。

通过改变反应器的操作条件，如温度、压力、进料流量等，工程师可以观察到这些指标的变化情况。

如果仿真结果与实际情况相符，工程师可以进一步进行优化解读。

最后，ASPEN Plus可以进行反应器的优化解读。

优化是指通过改变操作变量，使得一些目标函数达到最优的过程。

在反应器中，可以将产物收率、能耗、废料生成量等作为目标函数，通过改变反应器的操作变量，如反应温度、催化剂用量等，使目标函数最优化。

ASPEN Plus提供了多种优化算法，如遗传算法、模拟退火算法等，可以自动最优解。

通过ASPEN Plus的模拟与优化解读，工程师可以获得以下信息和结果：1. 反应器的性能评估：ASPEN Plus可以帮助工程师评估反应器的表现，如转化率、选择性和产率等。

这些信息对于确定反应器的效果并进行性能改进至关重要。

2. 最优操作条件：通过优化解读，ASPEN Plus可以帮助工程师确定反应器的最佳操作条件，如温度、压力、进料流量等。

用AspenPlus对反应精馏的模拟计算

摘要以甲醇和醋酸的酯化反应为例，介绍了用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件模拟计算反应精馏过程的方法。

计算过程包括：（１）对反应精馏塔模型进行合理的简化；（２）选取合适的数学模型和热力学模型；（３）选取合适的参数。

计算初步确定了最佳回流比，合理的甲醇过量程度，并通过灵敏度分析得出灵敏板的大概位置。

本计算结果可作为反应精馏实验的基础。

关键词酯化反应ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ反应精馏中图分类号ＴＱ０１８作者简介：樊艳良女１９７３年生工程师主要从事工艺设计和项目设计管理工作Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．５Ｍａｙ２００７上海化工ＳｈａｎｇｈａｉＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ１４・・第５期樊艳良：用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ对反应精馏的模拟计算ＨＯＡｃ＋ＭｅＯＨ←→ＭｅＯＡｃ＋Ｈ２Ｏ上述反应具有如下特点：（１）为液相可逆反应，转化率受化学平衡的限制。

若通过提高反应温度增加反应速率，则逆反应－水解反应的速率也会随之加快。

（２）反应体系存在复杂的共沸物，难以制备高纯度的ＭｅＯＡｃ。

ＭｅＯＡｃ／Ｈ２Ｏ、ＭｅＯＡｃ／ＭｅＯＨ能够形成共沸物（见表１），且共沸物与产品ＭｅＯＡｃ的沸点非常接近，所以常规精馏难以直接制备纯度大于９５％的ＭｅＯＡｃ。

表１常压下酯化系统的共沸物性质（３）需要采用强酸性催化剂（如浓硫酸、对甲苯磺酸、强酸型阳离子交换树脂、杂多酸、固体超强酸、分子筛等），以提高反应速率。

对于传统的酯化工艺，由于反应物和产物同时存在于反应体系中，受化学平衡的限制，原料转化率不高，未转化的原料必须循环利用，增加了能耗。

同时，需要设置一系列萃取精馏塔及相关设备，以打破共沸物，得到高纯度的ＭｅＯＡｃ。

显而易见，传统的酯化工艺流程繁琐、能耗高、投资大。

反应精馏技术的出现，成功解决了这一问题。

２．２反应精馏酯化工艺介绍反应精馏塔是酯化工艺的核心设备，自下而上分为四段：气提段、反应段、萃取段和精馏段。

原料醋酸从塔上部的萃取段进入塔内，浓硫酸催化剂从萃取段底部进入塔内，而原料甲醇从反应段的中下部加入，见图１。

ASPENPLUS反应器模拟教程

简介什么是Process FlowsheetProcess Flowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet 的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节.对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。

例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。

但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容易就成千上万了。

这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。

然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，Aspen PlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。

这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。

他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。

流程模拟的优点在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。

在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。

流程模拟缺点人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解决方式，对假设的评估和重新评估更深入。

流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。

这是一把双刃剑，一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。

历史AspenPlusTM在密西根大学界面基础启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以Open an Existing Simulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。

这里选择blank simulation。

Aspen PlusTm的模拟引擎独立于它的图形用户界面（GUI）。

Aspenplus应用于环己酮装置烷精馏流程的模拟

图 1 环己烷三效精馏模型
F ig. 1 M odel of cyclohexane trip le effect d isti llation un it 1 闪蒸罐 ; 2 烷一塔 ; 3 烷一塔中间罐 ; 4 烷二塔 ; 5 烷一、二塔回流罐; 6 烷三大塔 ; 7 烷三小塔 ; 8 烷三塔回流罐
表 2 环己酮精馏系统设计参数
T ab. 2 塔设备烷一塔烷二塔烷三塔烷四塔 Design param eters of cyclohexanone disti lla tion unit 模块 R adFrac R adFrac R adFrac R adFrac 塔板数 24 24 28 8 冷凝器 none none none none 再沸器 K et tle K et tle K et tle K et tle
从图 5 可以看出, 烷三塔回流量增加 , 塔顶出料醇、酮含量下降明显 , 在烷一塔加热负荷、烷一、二塔回流量不变情况下 , 烷三塔回流量达 29 t /h 时 , 满足塔顶出料要求。
图 5 烷三回流量与塔顶质量的关系
Fig. 5 R elat ion sh ip bet w een ref lux of th e third alkane colu mn and component mass fract ion at colum n top 1 醇 + 酮; 2 醇; 3 酮
从图 3 可见 , 烷一塔回流量增加 , 塔顶出料醇、酮含量下降明显, 但对环己醇含量影响较大。在烷一塔加热负荷不变情况下, 烷一塔回流量达 30 . 5 t/ h 时, 满足塔顶出料要求 ( 醇 + 酮小于等于 0 . 15 % ) , 回流量再增加对醇、酮含量影响减少。