Aspen作业

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aspen练习题

aspen练习题

Aspen练习题一、基础操作类1. 请简述Aspen Plus软件的主要功能及其在化工领域的应用。

2. 如何在Aspen Plus中创建一个新的模拟项目?3. 请列举Aspen Plus中常用的流体包及其适用范围。

4. 在Aspen Plus中,如何设置物料的进口条件?5. 请描述Aspen Plus中流股操作步骤。

6. 如何在Aspen Plus中添加一个新的单元操作?7. 请简述Aspen Plus中单元操作的分类及其作用。

8. 如何在Aspen Plus中设置反应器参数?9. 请列举Aspen Plus中常用的模拟工具及其功能。

10. 如何在Aspen Plus中查看并分析模拟结果?二、流程模拟类1. 请简述Aspen Plus在流程模拟中的优势。

2. 如何在Aspen Plus中建立多级闪蒸过程?3. 请描述Aspen Plus中热集成的方法及其作用。

4. 如何在Aspen Plus中模拟换热器网络?5. 请简述Aspen Plus中精馏塔的模拟步骤。

6. 如何在Aspen Plus中模拟吸收塔?7. 请描述Aspen Plus中多相流动的模拟方法。

8. 如何在Aspen Plus中模拟气体净化过程?9. 请简述Aspen Plus在流体输送模拟中的应用。

10. 如何在Aspen Plus中模拟化学反应过程?三、参数优化类1. 请简述Aspen Plus中参数优化的目的。

2. 如何在Aspen Plus中设置优化目标?3. 请列举Aspen Plus中常用的优化算法。

4. 如何在Aspen Plus中设置优化约束?5. 请描述Aspen Plus中参数优化步骤。

6. 如何在Aspen Plus中分析优化结果?7. 请简述Aspen Plus中敏感性分析的方法及其作用。

8. 如何在Aspen Plus中进行参数敏感性分析?9. 请描述Aspen Plus中多目标优化的方法。

10. 如何在Aspen Plus中实现多目标优化?四、数据管理类1. 请简述Aspen Plus中数据管理的重要性。

aspen上机练习-全

aspen上机练习-全

石河子大学化学化工学院《化工过程模拟》Aspen Plus上机练习【Mixers/Spliters】【1.1】将1200 m3/hr的低浓甲醇(甲醇20%mol,水80%mol,30︒C,1 bar)与800 m3/hr的高浓甲醇(甲醇95%mol,水5%mol,20︒C,1.5 bar)混合。

求混合后的温度和体积流量。

(Mixer)【1.2】将1500kmol/hr的甲苯溶液(含苯2%mol)等摩尔地分流为两股流体,求每股物流的密度及焓值。

【1.3】请建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型:1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30°C,1 bar )与700 m3/hr的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20°C,1.5 bar)混合;2) 将混合后物流平均分为三股;3)4)5)【1.4123【2.1度;(3)【2.2。

采用【2.3【2.4】使用Redlich-Kwong状态方程求取56atm和450K时氨气的摩尔体积。

【2.5】设有下列离开甲醇反应器的混合物:CO,100kmol/h;H2,200kmol/h;甲醇,100kmol/h。

该气体处于100atm和300℃,试计算其比容和三组分的K值。

分别采用理想气体定律、Redlich-Kwong状态方程、Redlich-Kwong-Soave状态方程,比较三个结果。

【2.6】选用合适的热力学模型估算两种丁烷异构体和四种丁烯异构体在223.5℉、276.5psia时的平衡常数K值,并将计算值与下列实验测量值(表2.6)进行比较。

假设物料的组成均为等摩尔比组成。

石河子大学化学化工学院 《化工过程模拟》 Aspen Plus 上机练习【2.7模型、L-K-P 【2.8【2.9T=70 ℃为5%【2.10、T=25【Heat Exchangers 】【3.1】 在由氯气和乙烯生产氯乙烯的过程中,从高温裂解炉出口的物流中含有58300 lb/h 的HCl ,100000 lb/h 的氯乙烯,105500 lb/h 的1,2-二氯乙烷,温度为500℃,压力为26atm 。

Aspen8.0环己烷生产过程作业

Aspen8.0环己烷生产过程作业

环己烷生产过程原题环己烷可以用苯加氢反应得到,反应如下:C6H6+ 3 H2= C6H12在进入固定床接触反应器之前,苯和氢气进料与循环氢气和环己烷混合。

假设苯转化率为99.8%。

反应器出料被冷却,轻气体从产品物流中分离出去。

部分轻气体作为循环氢气返回反应器。

从分离器出来的液体产品物流进入蒸馏塔进一步脱除溶解的轻气体,使最终产品稳定。

部分环己烷产品循环进入反应器,辅助控制温度。

流程模拟目的:创建一个流程来模拟环己烷生产过程灵敏度分析目的:用灵敏度分析研究环己烷流程中循环流率的变化对反应器负荷的影响。

A:在精馏塔环己烷摩尔回收率为0.9999的前提下(使用塔自身的设计规定,通过Bottom rate 在97到101 kmol/hr之间改变来满足要求),当LFLOW中的循环分流分率从0.1到0.4改变时,绘制反应器负荷(模块REACT)随之变化的曲线。

B:除改变循环分流分率外, 把苯转化率从0.9 改变到1.0,制成反应器负荷表,绘制参数图,显示反应器负荷对循环分流分率和苯转化率的依赖关系。

设计规定目的:对于环己烷用流程,采用设计规定,通过改变循环流率确定反应器热负载。

环己烷生产流程是现有装置的一个模型。

围绕反应器的冷却系统能够处理的最大负荷为4.7 MMkcal/hr。

确定所需的循环环己烷量以保证该反应器的冷却负荷为该量。

流程模拟运行结果如下标定回收率使用塔自身的设计规定,令己烷摩尔回收率为0.9999,(过Bottom rate 在 97到 101 kmol/hr 之间改变来满足要求)Heat and Material Balance TableStream ID BENZENEC6H12-RE COOL-OUT FLASH-BO FLASH-UP H2H2-RECYL PRODUCT PURGE RAD-IN RAD-UP REAC-OUT From SPLIT-2COOLER FLASH FLASH SPLIT-1RADFRACSPLIT-1SPLIT-2RADFRACREACTOR To COOLER COOLER REACTOR SPLIT-2SPLIT-1COOLER COOLER RADFRAC FLASH PhaseLIQUID LIQUID VAPOR LIQUID VAPOR VAPOR VAPOR LIQUID VAPOR LIQUID VAPOR VAPOR Substream: MIXED Mole F low k mol/hrH2 0.0 .2752255 569.3716 .9174185 268.8568 321.7500 247.3483 3.80374E-7 21.50855 .6421929 .6421926 269.7742 C6H6 100.0000 .0571910 100.0659 .19063699.49495E-3 0.08.73535E-3 .13240497.59596E-4 .1334458 1.04098E-3 .2001319 C6H12 0.0 42.57315 48.69969 141.9105 6.654996 0.0 6.122597 98.86750 .5323997 99.33734 .4698470 148.5655 N2 0.0 .0551194 19.19842 .1837316 19.01469 1.650000 17.493519.15663E-7 1.521175 .1286121 .1286112 19.19842 CH4 0.0.521533269.014681.73844467.276246.60000061.894149.88250E-55.3820991.2169111.21681269.01468Mass F racH2 0.0 1.54205E-4 .0780385 1.54205E-4 .1996415 .8100389 .19964159.2039E-11 .1996415 1.54205E-4 .0202143 .0369754 C6H6 1.000000 1.24165E-3 .5314490 1.24165E-3 2.73202E-4 0.0 2.73202E-4 1.24144E-3 2.73202E-4 1.24165E-3 1.26969E-3 1.06290E-3 C6H12 0.0 .9958495 .2786680 .9958495 .2063123 0.0 .2063123 .9987584 .2063123 .9958495 .6174463 .8501171 N2 0.0 4.29159E-4 .0365663 4.29159E-4 .1962101 .0577262 .1962101 3.07891E-9 .1962101 4.29159E-4 .0562569 .0365663 CH4 0.0 2.32545E-3 .0752781 2.32545E-3 .3975629 .1322348 .3975629 1.90301E-7 .3975629 2.32545E-3 .3048126 .0752781Total F low k mol/hr 100.0000 43.48222 806.3504 144.9407 361.8122 330.0000 332.8673 99.00000 28.94498 101.4585 2.458504 506.7530Total F low k g/hr 7811.364 3597.944 14707.93 11993.15 2714.782 800.7138 2497.599 8331.159 217.1826 8395.202 64.04269 14707.93Total F low l/min 151.9238 80.77090 20586.21 269.2363 7614.160 5994.646 7005.027 245.9160 609.1328 188.4654 86.46968 14923.11Temperature C 40.00000 50.00000 150.0000 50.00000 50.00000 50.00000 50.00000 207.3143 50.00000 50.00000 115.4335 200.0000Pressure bar1.000000 21.50000 23.00000 21.50000 21.50000 25.00000 21.50000 15.00000 21.50000 21.50000 15.00000 22.00000Vapor Frac 0.0 0.0 1.000000 0.0 1.000000 1.000000 1.000000 0.0 1.000000 0.0 1.000000 1.000000Liquid Frac 1.000000 1.000000 0.0 1.000000 0.0 0.0 0.0 1.000000 0.0 1.000000 0.0 0.0Solid Frac 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0Enthalpy cal/mol 12235.68 -35784.99 467.0097 -35784.99 -3664.932 -175.7463 -3664.932 -28778.35 -3664.932 -35784.99 -13382.17 -8462.872Enthalpy cal/gm 156.6394 -432.4722 25.60343 -432.4722 -488.4433 -72.43072 -488.4433 -341.9761 -488.4433 -432.4722 -513.7217 -291.5833Enthalpy cal/sec 3.39880E+5-4.3223E+5 1.04604E+5-1.4408E+6-3.6834E+5 -16110.08-3.3887E+5-7.9140E+5 -29467.05-1.0085E+6 -9138.921-1.1913E+6Entropy cal/mol-K -58.67645 -140.9674 -14.40041 -140.9674 -9.842256 -5.942594 -9.842256 -124.8334 -9.842256 -140.9674 -33.20843 -36.22653Entropy cal/gm-K -.7511678 -1.703633 -.7894912 -1.703633 -1.311725 -2.449135 -1.311725 -1.483408 -1.311725 -1.703633 -1.274822 -1.248164Density mol/cc .01097048.97234E-3 6.52824E-48.97234E-37.91972E-49.17485E-47.91972E-4 6.70961E-37.91972E-48.97234E-3 4.73866E-4 5.65960E-4Density gm/cc .8569388 .7424175 .0119075 .7424175 5.94240E-3 2.22619E-3 5.94240E-3 .5646344 5.94240E-3 .7424175 .0123439 .0164263Average MW 78.11364 82.74518 18.24012 82.74518 7.503289 2.426406 7.503289 84.15312 7.503289 82.74518 26.04946 29.02386Liq Vol 60Fl/min 147.515277.25435821.9977 257.5145 328.9738 294.5679 302.6559177.6411 26.31791 180.26022.619014586.4883最后计算得敏感性分析A:当LFLOW中的循环分流分率从0.1到0.4改变时,绘制反应器负荷(模块REACT)随之变化的曲线。

Aspen习题

Aspen习题

ASPEN PLUS 上机练习(1)-混合、分流模型1.1、将1200 m3/hr的低浓甲醇(甲醇20%mol,水80%mol,30︒C,1 bar)与800 m3/hr的高浓甲醇(甲醇95%mol,水5%mol,20︒C,1.5 bar)混合。

求混合后的温度和体积流量。

(Mixer)1.2、建立以下过程的Aspen Plus 流程:1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30︒C,1 bar )与700 m3/hr 的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20︒C,1.5 bar)混合;2) 将混合后物流平均分为三股:一股直接输出;第二股与600 kg/hr 的甲醇溶液(甲醇98%w,水2%w,20︒C,1.2 bar)混合后输出;第三股与200 kg/hr 的正丙醇溶液(正丙醇90%w,水10%w,30︒C,1.2 bar)混合后输出。

求:三股输出物流的组成(摩尔分率与质量分率)和流量(摩尔流量及体积流量)分别是多少?(Mixer、Fsplit)1.3、建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型:1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30︒C,1 bar )与700 m3/hr 的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20︒C,1.5 bar)混合得到溶液A;2) 将600kg/hr 甲醇溶液(甲醇98%w,水2%w,20︒C,1.2 bar)与200 kg/hr 的正丙醇溶液(正丙醇90%w,水10%w,30︒C,1.2 bar)混合后得到溶液B;3) 将溶液A 分别与400 kg/hr、800kg/hr、1600 kg/hr 溶液B 混合后输出。

求:三种情况下的输出物流组成(摩尔分率与质量分率)和流量(摩尔流量及体积流量)分别是多少?(Mult 、Dupl)ASPEN PLUS 上机练习(2)-压力改变模型2.1、一台离心泵的特性曲线如下表:为降低能耗,采用变频电动机改变离心泵转速来调节输送流量,转速变化范围为1500~2800 rpm。

Aspen8.0精馏作业

Aspen8.0精馏作业

精馏部分作业原题分离工业废醇100kmol/h,组成为甲醇(30%,wt)、乙醇(60%,wt)、水(10%,wt),要求得到工业甲醇、工业乙醇。

进行模拟计算:(1) 确定分离流程,给出物料平衡和热量平衡;(2) 给出设备参数(NT,NF)操作参数(操作压力、回流比)、设备中的温度和各组分浓度分布;(3) 讨论改进方案,可减少投资或节能。

一、粗略计算乙醇78.4 °C,工业乙醇纯度为95%。

甲醇沸点64.7℃,工业甲醇纯度95%。

乙醇水共沸点78.15℃。

乙醇水的共沸物乙醇占95.6 %B1蒸馏出工业酒精,而水与乙醇的共沸物从塔釜进入B2,在B2中分离。

需两步精馏确定流程如下设进料温度298K,压力1atm,初始假设两塔塔板数为35,回流比2,馏出速度率50k,20k,第20快板进料,得结果为可知,有以下问题:1.B1UP甲醇提取充分但纯度不足,含有过多的乙醇;2.B2UP乙醇纯度接近,但回收率太低,B2LOW损失过多的乙醇二、参数改进1、对甲醇纯度的改进(1)采出率对B1UP甲醇纯度影响用敏感度分析得故确定B1采出率为0.3(2)总塔板数对B1UP甲醇纯度影响故定为27块塔板(3)进料位置对B1UP甲醇纯度影响故进料位置选为15(4)回流比对B1UP甲醇纯度影响回流比选定5.0即可(5)第一块板压力对B1UP甲醇纯度影响因减压蒸馏花费巨大,故仍然选定101325Pa一个大气压此时的结果为B1UP满足工业乙醇的需要。

但此时B1LOW的甲醇含量高达5%,将严重影响乙醇的纯度,故进行调整令塔板总数为40块,第15块板进料,采出率0.34得满足要求2、对乙醇纯度的改进(1)采出率对塔顶,塔釜采出乙醇纯度的影响其中从0.8 开始出现错误0.8时将回流比调整为4得回流比LOW UP0.8 0.0608387 0.9383320.81 6.1367E-87 0.93623750.82 3.3579E-90 0.93132110.83 2.5038E-90 0.9264560.85 1.5104E-90 0.9168767但因0.8起错误不断,难以分析,再加以乙醇价格不高,浪费一些也没有关系,故定为0.79 (2)总塔板数对塔顶,塔釜采出乙醇纯度的影响故选择30块板(3)进料位置对塔顶,塔釜采出乙醇纯度的影响其中29,30错误逐一运算对比得板数LOW UP27 0.0686508 0.942817628 0.0697265 0.94276529 0.0714334 0.942681430 0.0743272 0.9425404故选定27块此时结果为仍然不符合要求。

AspenPlus课堂练习及作业

AspenPlus课堂练习及作业

Aspen Plus 课堂练习与作业练习11、流程图2、热力学方程:PENG-ROB方程,采用“General with English Units”模板3、初始条件物料1:P=130psi,T=110F组成:N2-15, CH4-56, C3H8-68 (mole-flow: lbmol/hr) 闪蒸罐F1:绝热闪蒸,压力:80psi压缩机C1:等熵压缩,出口压力:320psi,等熵效率:0.82换热器E1:温度:70F,压力:315psi闪蒸罐F2:绝热闪蒸,压力:315psi膨胀机C2:等熵膨胀,出口压力:60psi,等熵效率:0.824、模拟结果:物料7的温度,物料8摩尔流量?S7温度:-21 F;S8流量: 6 lbmol/hr练习21、流程图2、热力学方程:PENG-ROB 方程,采用“General with Metric Units ”模板3、初始条件物料1:P=12atm, T= -100℃, F=100kmol/hr; 组成:H2-0.01, CH4-0.68, C2H6-0.31(mole frac)冷却器E1: 热负荷-0.012 MMkcal/hr ,压力:11.8atm 闪蒸罐F1:绝热闪蒸,压力11.8atm 减压伐V1: 出口压力6atm闪蒸罐F2:绝热闪蒸,压力同V1出口 4、流程计算结果E1出口温度: -102.9℃ S4流量: 59.782 kmol/hr S7流量: 51.959 kmol/hr 5、反馈控制控制要求:通过改变换热器E1的热负荷,使物料S7流量为65kmol/hr 。

6、反馈控制计算结果E1热负荷:-0.042MMkcal/hr; E1出口温度: -107.9℃S4流量: 74.482 kmol/hr S7流量: 65.007 kmol/hr 作业一 1、流程图2、热力学方程:UNIFAC 方程,采用“General with Metric Units ”模板3、初始条件物料1:P=1.95atm,T=25℃,F=286kmol/hr组成:CH4-0.963, H2O-0.037 (mol frac)物料2:P=2atm, T=-10℃,F=50kmol/hr;组成:C2H5OH-0.995, H2O-0.005(mol frac)混与器M1:压力:1.95atm换热器H1:温度:5℃,压力:-0.3atm闪蒸罐F1:绝热闪蒸,压力:1.65atm4、给出模拟结果:物料5温度(℃)及物料6的流量(kmol/hr)?作业二1、流程图2、热力学方程:PEN-ROB方程,采用“General with English Units”模板3、初始条件物料1:P=915psia,T=70F,F=26351 lbmol/hr组成:氮气-0.01, 甲烷-0.939, 乙烷-0.031, 丙烷-0.011,正丁烷(N-BUTANE)-0.002, 异丁烷(ISOBUTANE)-0.003,正戊烷(N-PENTANE)-0.001, 异戊烷(2-METHYL-BUTANE)-0.001,正己烷(N-HEXANE)-0.002 (mol frac)闪蒸罐F1:温度:-60F,压力:900psia闪蒸罐F2:温度:-120F,压力:400psia4、给出模拟结果:给出物料4流量(lbmol/hr)及闪蒸罐F2的热负荷(MMkcal/hr)?作业三1、流程图2、热力学方程:PEN-ROB方程,采用“General with Metric Units”模板2、初始条件物料1:P=16kg/cm2, T=-80℃,F=100kmol/hr;组成:H2-0.03, CH4-0.70, C2H6-0.27(mol frac)冷却器E1: 热负荷-0.012 Mkcal/hr,压力:15.8 kg/cm2气液分离罐:绝热、压力同冷却器E1出口减压伐V1: 压力降至6kg/cm2气液分离罐:绝热、压力同V1出口3、反馈控制控制要求:通过改变换热器E1的热负荷,使物料S7流量为70 kgmol/h。

Aspen习题

Aspen习题

ASPEN PLUS 上机练习(1)-混合、分流模型1.1、将1200 m3/hr的低浓甲醇(甲醇20%mol,水80%mol,30︒C,1 bar)与800 m3/hr的高浓甲醇(甲醇95%mol,水5%mol,20︒C,1.5 bar)混合。

求混合后的温度和体积流量。

(Mixer)1.2、建立以下过程的Aspen Plus 流程:1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30︒C,1 bar )与700 m3/hr 的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20︒C,1.5 bar)混合;2) 将混合后物流平均分为三股:一股直接输出;第二股与600 kg/hr 的甲醇溶液(甲醇98%w,水2%w,20︒C,1.2 bar)混合后输出;第三股与200 kg/hr 的正丙醇溶液(正丙醇90%w,水10%w,30︒C,1.2 bar)混合后输出。

求:三股输出物流的组成(摩尔分率与质量分率)和流量(摩尔流量及体积流量)分别是多少?(Mixer、Fsplit)1.3、建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型:1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30︒C,1 bar )与700 m3/hr 的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20︒C,1.5 bar)混合得到溶液A;2) 将600kg/hr 甲醇溶液(甲醇98%w,水2%w,20︒C,1.2 bar)与200 kg/hr 的正丙醇溶液(正丙醇90%w,水10%w,30︒C,1.2 bar)混合后得到溶液B;3) 将溶液A 分别与400 kg/hr、800kg/hr、1600 kg/hr 溶液B 混合后输出。

求:三种情况下的输出物流组成(摩尔分率与质量分率)和流量(摩尔流量及体积流量)分别是多少?(Mult 、Dupl)ASPEN PLUS 上机练习(2)-压力改变模型2.1、一台离心泵的特性曲线如下表:为降低能耗,采用变频电动机改变离心泵转速来调节输送流量,转速变化范围为1500~2800 rpm。

aspen练习(全)

aspen练习(全)

1. 建立以下过程的Aspen Plus仿真模型:将1000 kg/hr的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30 ︒C,1 bar)与700 kg/hr的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20 ︒C,1.5 bar)混合。

求混合后的温度和质量流量。

2. 一水泵将流量为100 m3/hr ,压强为1.5 bar,温度为25 ︒C的水加强到6 bar。

若泵效率为0.68, 驱动电机的效率为0.95.求:泵提供给流体的功率,泵所需要的轴功率,电机消耗的电功率各是多少?3. 一离心泵输送流量为100 m3/hr 的水,水的压强为1.5 bar,温度为25 ︒C。

泵的特性曲线如下:流量(m3/hr)70.0 90.0 109.0 120.0扬程(m)59.0 54.2 47.8 43.0效率(%)64.5 69.0 69.0 66.0求:泵的出口压力、提供给流体的功率、泵所需要的轴功率各是多少?4. 一压缩机将压强为1.1 bar 的空气(air)加压到3.3 bar,空气的温度为25 C,流量为1000 m3/h。

压缩机的多变效率为0.71,驱动机构的机械效率为0.97。

求:压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少?5. 水的温度为30度,压强为6 bar,流量为150m3/Hr,流经一公称通径为8英寸的截止阀。

阀门的规格为V500系列的线性流量阀,阀门的开度为20%.求:阀门出口的水压强是多少?6. 流量为5000 kg/h,压强为7 bar的饱和水蒸汽流经φ108⨯4 的管道。

管道长20 m,出口比进口高5 m,粗糙度为0.05 mm。

管道采用法兰连接,安装有闸阀1 个,90︒肘管2 个。

环境温度为20 ︒C,传热系数为20 W/m2⋅K。

求:出口处蒸汽的压强、温度和含水率,以及管道的热损失各是多少?7. 流量为100m3/h,温度为50度,压强为5bar的水流经φ108*4的管线。

aspen模拟大作业

aspen模拟大作业
分离乙醇-正丙醇-正丁醇混合物工 艺设计
设计人员: *** 指导教师: *** 班 级: ***级**班
聊城大学 Liaocheng University
1
1
一 设计要求
两塔串联分离乙醇-正丙醇-正丁醇混合物。进料流 率100kmol/h,进料组成为乙醇:正丙醇:正丁醇 =1:3:1(摩尔比),饱和液体进料,操作压力为常 压。
20
五 RadFrac精细计算
2.2 正丙醇提纯塔中各塔板的温度
聊城大学 Liaocheng University
1
21
五 RadFrac精细计算
2.3 正丙醇提纯塔的再沸器与冷凝器的热负荷
聊城大学 Liaocheng University
1
22
五 RadFrac精细计算
2.4正丙醇提纯塔的水力学分析
1.2 乙醇提纯塔的设计值
聊城大学 Liaocheng University
1
6
四 DSTWU模块简单计算
1.3乙醇提取塔的模拟结果
聊城大学 Liaocheng University
1
7
四 DSTWU模块简单计算
1.3乙醇提取塔的模拟结果
聊城大学 Liaocheng University
1
8
四 DSTWU模块简单计算
2.4.1 板式塔
聊城大学 Liaocheng University
1
23
五 RadFrac精细计算
2.4.2 填料塔
聊城大学 Liaocheng University
1
24
总模拟结果
聊城大学 Liaocheng University
1
25

aspen习题及答案

aspen习题及答案

aspen习题及答案Aspen习题及答案Aspen是一个广泛使用的化学工程软件,用于模拟和优化化工过程。

它提供了许多功能强大的工具,可以帮助工程师们更好地理解和分析化工过程。

在学习和使用Aspen软件的过程中,经常会遇到各种习题和问题。

下面我们就来看一些常见的Aspen习题及答案。

1. 什么是Aspen软件的主要功能?Aspen软件的主要功能包括热力学模拟、流程优化、设备设计和成本估算等。

它可以帮助工程师们进行化工过程的模拟和优化,以实现最佳的生产效率和经济效益。

2. 如何进行Aspen软件的安装和配置?Aspen软件的安装和配置通常需要按照官方指南进行操作。

用户需要先下载软件安装包,然后按照安装向导的步骤进行安装。

在安装完成后,还需要进行一些基本的配置,如设置工作目录、导入物性数据等。

3. 如何进行化工过程的模拟和优化?在Aspen软件中,用户可以通过建立模型来模拟化工过程。

他们需要输入相关的工艺参数和物性数据,然后进行模拟和分析。

在模拟的基础上,可以进行进一步的优化,以实现最佳的生产效率和经济效益。

4. 如何解决在使用Aspen软件过程中遇到的问题?在使用Aspen软件的过程中,用户可能会遇到各种问题,如模拟结果不符合预期、软件运行缓慢等。

这时,可以通过查阅官方文档、向同行请教或者在线论坛寻求帮助。

同时,也可以联系Aspen软件的技术支持团队,寻求专业的解决方案。

总的来说,Aspen软件是化工工程师们不可或缺的工具之一。

通过学习和使用Aspen软件,他们可以更好地理解和分析化工过程,提高工作效率和质量。

希望以上的习题及答案能够帮助大家更好地掌握Aspen软件的使用技巧,提升工程能力。

aspen练习(全)

aspen练习(全)

1. 建立以下过程的Aspen Plus仿真模型:将1000 kg/hr的低浓酒精(乙醇30%w,水70%w,30 ︒C,1 bar)与700 kg/hr的高浓酒精(乙醇95%w,水5%w,20 ︒C,1.5 bar)混合。

求混合后的温度和质量流量。

2. 一水泵将流量为100 m3/hr ,压强为1.5 bar,温度为25 ︒C的水加强到6 bar。

若泵效率为0.68, 驱动电机的效率为0.95.求:泵提供给流体的功率,泵所需要的轴功率,电机消耗的电功率各是多少?3. 一离心泵输送流量为100 m3/hr 的水,水的压强为1.5 bar,温度为25 ︒C。

泵的特性曲线如下:流量(m3/hr)70.0 90.0 109.0 120.0扬程(m)59.0 54.2 47.8 43.0效率(%)64.5 69.0 69.0 66.0求:泵的出口压力、提供给流体的功率、泵所需要的轴功率各是多少?4. 一压缩机将压强为1.1 bar 的空气(air)加压到3.3 bar,空气的温度为25 C,流量为1000 m3/h。

压缩机的多变效率为0.71,驱动机构的机械效率为0.97。

求:压缩机所需要的轴功率、驱动机的功率以及空气的出口温度和体积流量各是多少?5. 水的温度为30度,压强为6 bar,流量为150m3/Hr,流经一公称通径为8英寸的截止阀。

阀门的规格为V500系列的线性流量阀,阀门的开度为20%.求:阀门出口的水压强是多少?6. 流量为5000 kg/h,压强为7 bar的饱和水蒸汽流经φ108⨯4 的管道。

管道长20 m,出口比进口高5 m,粗糙度为0.05 mm。

管道采用法兰连接,安装有闸阀1 个,90︒肘管2 个。

环境温度为20 ︒C,传热系数为20 W/m2⋅K。

求:出口处蒸汽的压强、温度和含水率,以及管道的热损失各是多少?7. 流量为100m3/h,温度为50度,压强为5bar的水流经φ108*4的管线。

Aspen流程模拟基础(综合练习)-4

Aspen流程模拟基础(综合练习)-4

输入组分信息
在数据浏览菜单树中扩展Components文件 夹然后单击Specification,在组分ID列第一行 输入Thiazole;下一步让A+估计未知物性。
综合练习—5:估计非库组分的物性

规定需要估计的物性
扩展Properties文件夹及Estimation,单击 Input,接受缺省的估计选项Estimate all missing Parameters,本表格中的其他页面 用来选择估计每种物性的计算方法,本练习 我们采用默认值,按NEXT钮,选择输入Thiazole的分子结构。
输入物性数据输入物性数据估计物性对于a来讲只输入分子结构信息已经足够了然而输入所有可用数据可以提高估计的精度扩展数据浏览菜单中propertiesparameterspurecomponent单击new在对话框中选择scalar输入新名字tbmw单击ok下列页面将出现在component区域选择thiazone其他区域设置见图综合练习5

输入物性数据
估计物性对于A+来讲,只输入 分子结构信息已经足够了,然而,输入 所有可用数据可以提高估计的精度 扩展数据浏览菜单中Properties--Parameters—Pure Component,单击 NEW,在对话框中选择Scalar,输入新 名字TBMW,单击OK,下列页面将出现, 在Component区域,选择Thiazone,其他 区域设置见图

综合练习—4:创建工艺流程图

显示物流数据
进入菜单VIEW,确保Global Data 被标记,选择Tools—Options—Results View,选择温度和压力,单击OK; A+计算的每个物流的温度和压力将 予以显示;并在角落显示了图例.如果 你没有看到图例,选择View—Zoom— Zoom Full 或者按Ctrl-End

ASPEN化工设计课程作业甲醇生产二甲醚

ASPEN化工设计课程作业甲醇生产二甲醚

目录1绪论 (3)2综述 (4)2.1设计条件 (4)2.2设计产品发展现状、性能及用途 (5)2.3两步法二甲醚合成工艺 (5)3工艺流程模拟设计 (7)3.1工艺方案选择及论证 (7)3.2模拟流程图 (8)3.3模块模拟说明 (9)3.4工艺物料流程图 (21)3.5带控制点的工艺流程图 (21)4物料衡算 (22)4.1人工计算 (22)4.2与ASPEN软件计算比较 (23)5能量衡算 (25)5.1已知条件 (25)5.2计算公式 (25)5.3入塔热量计算 (25)5.4塔内反应热的计算 (25)5.5出塔气各气体组分焓 (26)5.6全塔热损失 (26)5.7沸腾水吸收热量 (27)5.8热量衡算表 (27)6气体和液体输送设备的设计与选型 (28)6.1概况 (28)6.2选型参数确定 (28)6.3泵性能的核算 (29)7换热器的设计 (31)7.1换热器的选择原则 (31)7.2介质流程 (31)7.3温度 (31)7.4传热面积的估算 (32)7.5换热器结构尺寸计算 (33)7.6初选换热器 (35)7.7热流量核算 (35)7.8压力损失核算 (37)8塔设备的设计与选型 (39)8.1塔设备的选择原则 (39)8.2精馏塔的选择 (39)8.3部分衡算 (40)8.4塔主要工艺尺寸计算 (42)8.5塔板主要工艺尺寸的计算 (44)8.6塔板布置 (45)8.7塔板的流体力学核算 (46)8.8辅助设备计算 (49)8.9其他塔设备计算 (51)9反应器的设计与选型 (53)9.1反应器设计要求 (53)9.2反应器的选择 (53)9.3二甲醚生产物料平衡计算 (54)9.4热量衡算 (55)9.5反应器体积 (56)9.7反应器参数设计 (61)10二甲醚分离工段设备布置图 (61)11二甲醚分离工段管道布置图 (62)11.1管道设计的一般原则 (62)11.2常用设备管路布置 (62)11.3管道布置图的绘制 (64)12工艺成本估算及经济分析报告 (65)12.1固定资本 (65)12.2产品生产成本估算 (67)13工厂选址及总布置设计 (70)13.1厂址选择 (70)13.2总平面布置图 (72)13.3总平面布置说明 (72)参考文献 (73)二甲醚又称甲醚、木醚氧、二甲,是最简单的脂肪醚重要的甲醇下游产品之一。

ASPEN应用练习

ASPEN应用练习

练习
1、某厂分离苯与甲苯,其质量组成为苯50%,甲苯50%,质量流量为15吨/小时,要求苯的质量纯度不小于99.99%,甲苯质量纯度不小于99.9%。

a.采用连续简单蒸馏方式,试计算其馏出物的组成?
b.采用连续精馏方式,试计算出最小理论塔板数,最小回流比,最
小加热负荷?
c.若现有一精馏塔,其理论塔板数为25块,进料状态为80℃,压力
为 1.3atm,试寻找其最佳操作工艺条件,塔顶操作温度、最佳进料板位置。

2、某芳烃抽提装置,欲将苯、甲苯、二甲苯(按对二甲苯计算)、重芳烃(按均三甲苯计算)进行分离,总流量为10吨/小时,苯含量为0.15、甲苯含量为0.4、甲苯含量为0.35,重芳烃含量为0.1,请设计一个合理的工艺流程,使苯的纯度达到99.99%(wt),回收率大于99.99%,甲苯及二甲苯纯度与回收率均大于99.9%,苯塔为填料塔、甲苯与二甲苯塔为浮阀塔、用ASPEN进行模拟计算,计算出各塔及附属设备工艺条件(塔径、塔高、塔板、填料等)操作参数。

ASPEN大作业-清华-满分

ASPEN大作业-清华-满分

甲醇-水二元组分的精馏分离——ASPEN第三次作业一.工业应用背景简述甲醇是一种应用广泛的化工产品及基础化工原料。

甲醇是基本有机原料之一,主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。

也是农药(杀虫剂、杀螨剂)、医药(磺胺类、合霉素等)的原料,合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。

还是重要的溶剂,亦可掺入汽油作替代燃料使用。

20世纪80年代以来,甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料,以及甲醇蛋白等产品,促进了甲醇生产的发展和市场需要。

但现有合成工艺合成的粗甲醇中含有较多杂质,需作精制处理,而精馏是粗甲醇精制的主要方法。

因此,对甲醇精馏工艺流程的研究具有重要意义。

采用Aspen Plus流程模拟软件对某厂60万吨/年甲醇精馏装置的工艺流程进行了模拟分析。

根据工艺特点,采用NRTL-RK的模型。

在此基础上,建立了甲醇精馏装置的模拟流程,模拟结果与实际值吻合良好,验证了模型的可靠性。

在建立甲醇精馏装置模拟流程的基础上,应用Aspen Plus灵敏度分析功能考察了回流比、采出量以及进料位置等参数对分离效果以及能耗的影响,再利用APSEN约束优化模型确定了优化后的工艺参数。

二.ASPEN模拟精馏分离1.精馏分离基本要求:精馏分离的混合物为甲醇-水混合液,总流量30t/h,其中甲醇浓度为40%(质量分数),水60%;要求塔顶甲醇回收率达到99.9%,水回收率0.1%。

2.通过模拟给出一套满足分离要求的精馏塔参数,绘制塔内温度和各组分浓度分布图模拟:(1)输入甲醇、水组分(2)根据文献中的实验模拟验证,选择NRTL-RK物性方法仿真效果最好(3)建立流程图,首先先用DSTWU精馏模块进行简洁精馏塔设计:(4)输入物流信息:饱和液相进料,进料压力130kpa,流量30t/h,水-甲醇质量比0.6:0.4(5)根据文献,初拟实际回流比为最小回流比的1.5倍,冷凝器压力为110kpa,再沸器压力为130kpa,塔顶收率为99.9%甲醇,0.1%水:(6)初始化,然后run,运行结果如下:可以看到H2O的收率为0.1%,甲醇的收率为99.9%,这套参数已经满足了所需要的精馏分离要求。

aspen练习合集塔闪蒸反应器

aspen练习合集塔闪蒸反应器

闪蒸与精馏例1-1:乙醇水溶液的摩尔组成为20%乙醇和80%水,试确定该混合物在1.0、2.0atm下的相平衡曲线,热力学模型采用UNIQUAC-RK模型。

1)创建两相分离模块在模型库中选择分离设备separators,选择两相分离模块Flash2如下图所示在空白流程图上单击,即可绘出一个分离模型如图所示.注意连接物料线时只能连红线(蓝线不用画)如下图右击1位置选择rename stream可以重命名。

双击进料口位置1或单击components按钮,输入物料水和乙醇,如下图所示400单击properties按钮,选择热力学模型,本题选择UNIQUAC-RK模型,如下图所示查看两相间的热力学常数,如遇软件没有可查文献添加,如图所示选着Tools →analysis → property → Binary(二元素)画相平衡线图,如图所示。

选择分析的条件,填完毕点击Go即可,如下图其中,analysis type可以选择T x y 还是P x y 图:components中为分析的两相:compositions中,Basis为摩尔分率还是质量分率,Overall range为摩尔分率的范围,points基本定位奇数:Pressure为画图的压力,list of values基本为画某一压力下的相图,Overall range为画某一压力范围下的压力。

上述即可得到如下结果:重复上述步骤可以得到2atm 的相平衡曲线。

例1.2:50/50(mol)的正戊烷和正己烷,求:1)1.0、1.5、2.0、2.5atm下的泡、露点温度2)混合物在55℃、510kPa下进入闪蒸罐,闪蒸压力为95kPa,计算在50℃温度下达到平衡的气相和液相产品组成。

热力学模型采用理想模型(IDEAL)。

1)创建两相分离模块在模型库中选择分离设备separators,选择两相分离模块Flash2如下图所示在空白流程图上单击,即可绘出一个分离模型如图所示.注意连接物料线时只能连红线(蓝线不用画)如下图右击1位置选择rename stream可以重命名。

ASPEN作业报告--1

ASPEN作业报告--1

第一次作业报告王琦化12ID:2011011868●问题:1.PRODUCT的摩尔组成是多少?2.如果模块COOL的温度降到100F,PRODUCT的组成有什么变化?3.如果反应器丙烯转化率提高到95%,PRODUCT的组成有什么变化?●流程图:●流程说明:1.本流程是异丙基苯的生产过程;2.反应器中发生反应,使得依稀的转化率为90%,此过程中,反应器热负荷为0,压降为0,反应式为:C6H6 + C3H6 = C9H12丙烯转化率为90%。

产物异丙基苯和剩余物料进入冷凝器,温度为130F,压力降为0.1PSI的物流,进入闪蒸罐,此闪蒸罐内压力为1atm,热负荷为0。

气相分离产品循环回到反应器继续参加反应,液相产物中得到相应纯度的异丙基苯。

●具体操作过程:1.首先输入物质种类:2.然后确定物性,选择R-S法:3.对进料进行设置:4.再对各个模块进行设置,包括反应器、冷凝器和闪蒸罐5.在以上各种数据和生产要求输入完毕后,即可以按开始键进行模拟计算6.计算可以得到结果:7.在RESULT SUMMARY中查看结果即可:计算结果说明:1.题目中第一问是问产品PRODUCT的摩尔组成是多少:看到PRODUCT那列给出了反应物和产物的摩尔流率,经过简单的计算即可:异丙基苯的摩尔组成为90.55%2.第二问的模拟流程基本和第一问的过程一致,改变相应的参数COOL模块的温度参数从130F到100F即可,运行后得到组成变为:86.76%3.第三问将丙烯的转化率提高到95%,得到如下的计算结果:90.55%●计算结果说明,如果降低冷凝器的温度,回使得产物的摩尔组成有较明显的变化,这说明闪蒸的分离效率降低了,如果想要提高分离效率,则应该控制冷凝温度在一个较为合理的数值,这是与闪蒸过程能量衡算密切相关的。

●总结:这是第一次使用ASPEN进行化工生产过程的模拟计算,做这次作业的目的除了了解ASPEN的基本操作方法以外,同时也体会到了这种计算软件对于分析生产过程的关键作用。

Aspen作业

Aspen作业

Aspen Plus模拟最后考核三道题1.精馏乙苯(Ethyl)和苯乙烯(Styrene)分离问题,进料压力1.5bar,温度45℃,进料总流率100kmol/hr,组成为0.58(乙苯摩尔分数),物性方法选择UNIQUAC。

使用蒸馏中RadFrac模块平衡精馏进行分离,塔板为21块理论板(不含冷凝器、再沸器),第14块板进料(Above-Stage)。

冷凝器(选用全凝器)压力为0.5bar,再沸器压力为2.0bar。

(1)当馏出液流量与进料液流量比为0.3(D/F),回流比为6时,求馏出液与塔釜中乙苯的摩尔分数;(2)分离要求:塔顶乙苯的摩尔分数为0.92,回流比范围5-13;塔釜中乙苯的摩尔分数0.22,D/F范围0.2-0.8.求满足要求时R与D/F的值;(3)在满足(2)的前提下,求改变进料塔板的位置对回流比R/冷凝器热负荷的影响。

(进料板位置取值范围11-15)解:(1)Components-Specifications-Section(输入组分):component ID-find乙苯(Ethyl)C8H10和苯乙烯(Styrene)C8H8 (2)选择物性方法Methods-Specifications:UNIQUAC(3)Simulation流程建立:Simulation-Separator(分离器选择RadFrac严格计算)-material(F、D、W)(4)输入流股F的参数设定:进料压力 1.5bar,温度45℃,进料总流率100kmol/hr,组成为0.58(乙苯摩尔分数),0.42苯乙烯。

(5)Block-configuration-计算类型(默认第一个平衡级精馏)-塔板数21-冷凝器total-再沸器kettle-相态(vapor-liquid-convergence)-标准算法-操作条件:设定馏出比distillate to feed ratio 0.3,实际回流比reflux ratio6streams:F-14-(Above-Stage);pressure:stagel: 0.5bar、column pressure=2-0.5bar(6)Next-run-result-summary-Balance-Split Fraction(7)Block-set up- design-New-Type:mole purity(摩尔纯度)塔顶乙苯的摩尔分数为0.92,;塔釜中乙苯的摩尔分数0.22,(8)Vary(1)回流比Reflux ratio:上下限,5-13;(2)馏出比D/F0.2-0.8 (9)Run(10)Control panel-B1-Specification Summary(11)灵敏度分析改变进料位置对R的影响:Mode Analysis Tools-sensitivity-S1-input:-Vary-New-Block Var-Block:B1-Variable: (Feed-Stage)-ID1:F-Specify limits: (11-15)-increment:1-Define-New(CAL-RR)- Variable: (CAL-RR)-Catrgory:Blocks-Reference, Variable:RR-Fill Variables输入完整-run(12)进料位置对Q的影响:Analysis-NQ curves-New(命名)-specifications:-Totol stage optimization:15-25-Feed tray optimization-Feed stream:F-Objective function(优化目标)-Minimize:Mole Rr-run(13)综上所述:1.当馏出液流量与进料液流量比为0.3(D/F),回流比为6时,馏出液乙苯的摩尔分数为0.815763与塔釜中乙苯的摩尔分数为0.184237;2.满足分离要求(塔顶乙苯的摩尔分数为0.92,回流比范围5-13;塔釜中乙苯的摩尔分数0.22,D/F范围0.2-0.8)时R为7.86032与D/F=0.514286;3. 如上图所示改变进料塔板的位置对回流比R/冷凝器热负荷的影响。

aspen认识实习大作业_甲苯乙苯精馏分离

aspen认识实习大作业_甲苯乙苯精馏分离

aspen认识实习大作业_甲苯乙苯精馏分离Aspen 大作业甲苯-乙苯精馏分离(分字班)一、工业背景简述催化重整、汽油裂解等工艺生产的C7、C8混合芳烃中,除了主要含有的混合二甲苯之外,还有大量的甲苯和乙苯。

其中甲苯主要用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂,也是有机化工的重要原料,但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比,目前的产量相对过剩,因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。

甲苯衍生的一系列中间体,广泛用于染料;医药;农药;火炸药;助剂;香料等精细化学品的生产,也用于合成材料工业。

甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄;二氯苄和三氯苄,包括它们的衍生物苯甲醇;苯甲醛和苯甲酰氯(一般也从苯甲酸光气化得到),在医药;农药;染料,特别是香料合成中应用广泛。

甲苯的环氯化产物是农药;医药;染料的中间体。

甲苯氧化得到苯甲酸,是重要的食品防腐剂(主要使用其钠盐),也用作有机合成的中间体。

甲苯及苯衍生物经磺化制得的中间体,包括对甲苯磺酸及其钠盐;CLT酸;甲苯-2,4-二磺酸;苯甲醛-2,4-二磺酸;甲苯磺酰氯等,用于洗涤剂添加剂,化肥防结块添加剂;有机颜料;医药;染料的生产。

甲苯硝化制得大量的中间体。

可衍生得到很多最终产品,其中在聚氨酯制品;染料和有机颜料;橡胶助剂;医药;炸药等方面最为重要。

乙苯也是重要的有机化工原料,用于有机合成和用作溶剂。

主要用于生产苯乙烯,进而生产苯乙烯均聚物以及以苯乙烯为主要成分的共聚物(ABS,AS等)。

乙苯少量用于有机合成工业,例如生产苯乙酮、乙基蒽醌、对硝基苯乙酮、甲基苯基甲酮等中间体。

在医药上用作合霉素和氯霉素的中间体。

也用于香料。

此外,还可作溶剂使用。

目前全球99%的乙苯用来生产苯乙烯单体。

二、问题叙述常压连续精馏塔,饱和液体加料,料液为甲苯-乙苯混合液,100kmol/h,其中,甲苯含量0.44(摩尔分数,下同),分离要求:—塔顶出料含甲苯0.99以上—塔底出料含乙苯0.99以上应用Aspen Plus的RadFrac模型,设计一个满足上述要求的精馏塔。

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Aspen Plus模拟最后考核三道题1.精馏乙苯(Ethyl)和苯乙烯(Styrene)分离问题,进料压力1.5bar,温度45℃,进料总流率100kmol/hr,组成为0.58(乙苯摩尔分数),物性方法选择UNIQUAC。

使用蒸馏中RadFrac模块平衡精馏进行分离,塔板为21块理论板(不含冷凝器、再沸器),第14块板进料(Above-Stage)。

冷凝器(选用全凝器)压力为0.5bar,再沸器压力为2.0bar。

(1)当馏出液流量与进料液流量比为0.3(D/F),回流比为6时,求馏出液与塔釜中乙苯的摩尔分数;(2)分离要求:塔顶乙苯的摩尔分数为0.92,回流比范围5-13;塔釜中乙苯的摩尔分数0.22,D/F范围0.2-0.8.求满足要求时R与D/F的值;(3)在满足(2)的前提下,求改变进料塔板的位置对回流比R/冷凝器热负荷的影响。

(进料板位置取值范围11-15)解:(1)Components-Specifications-Section(输入组分):component ID-find乙苯(Ethyl)C8H10和苯乙烯(Styrene)C8H8 (2)选择物性方法Methods-Specifications:UNIQUAC(3)Simulation流程建立:Simulation-Separator(分离器选择RadFrac严格计算)-material(F、D、W)(4)输入流股F的参数设定:进料压力 1.5bar,温度45℃,进料总流率100kmol/hr,组成为0.58(乙苯摩尔分数),0.42苯乙烯。

(5)Block-configuration-计算类型(默认第一个平衡级精馏)-塔板数21-冷凝器total-再沸器kettle-相态(vapor-liquid-convergence)-标准算法-操作条件:设定馏出比distillate to feed ratio 0.3,实际回流比reflux ratio6streams:F-14-(Above-Stage);pressure:stagel: 0.5bar、column pressure=2-0.5bar(6)Next-run-result-summary-Balance-Split Fraction(7)Block-set up- design-New-Type:mole purity(摩尔纯度)塔顶乙苯的摩尔分数为0.92,;塔釜中乙苯的摩尔分数0.22,(8)Vary(1)回流比Reflux ratio:上下限,5-13;(2)馏出比D/F0.2-0.8(9)Run(10)Control panel-B1-Specification Summary(11)灵敏度分析改变进料位置对R的影响:Mode Analysis Tools-sensitivity-S1-input:-Vary-New-Block Var-Block:B1-Variable: (Feed-Stage)-ID1:F-Specify limits: (11-15)-increment:1-Define-New(CAL-RR)- Variable: (CAL-RR)-Catrgory:Blocks-Reference, Variable:RR-Fill Variables输入完整-run(12)进料位置对Q的影响:Analysis-NQ curves-New(命名)-specifications:-Totol stage optimization:15-25-Feed tray optimization-Feed stream:F-Objective function(优化目标)-Minimize:Mole Rr-run(13)综上所述:1.当馏出液流量与进料液流量比为0.3(D/F),回流比为6时,馏出液乙苯的摩尔分数为0.815763与塔釜中乙苯的摩尔分数为0.184237;2.满足分离要求(塔顶乙苯的摩尔分数为0.92,回流比范围5-13;塔釜中乙苯的摩尔分数0.22,D/F范围0.2-0.8)时R为7.86032与D/F=0.514286;3. 如上图所示改变进料塔板的位置对回流比R/冷凝器热负荷的影响。

(14)总结反思:AspenPlus精馏模拟,老师利用三节课做了详细的讲解,这使得我们在做题时可以清楚地知道怎样操作。

然而做题时,很难熟练运用所学知识,导致电脑没电不能够当堂完成。

但是在课下我利用课余时间做剩余题目,独立完成。

灵敏度分析运行结果时出现警告,我调整了运算迭代次数,又做了很多尝试。

2.反应器采用不同反应器模块模拟同一反应,对结果进行比较。

进料温度70℃,压力0.1Mpa,水、乙醇、乙酸的流率分别为8.892kmol/h、186.59 kmol/h、192.6 kmol/h,在0.1 Mpa、70℃下进行乙酸(Acetic Acid)和乙醇(Ethanol)的酯化反应,生成乙酸乙酯(Ethyl Acetate)和水(Water),CH3COOH(A)+C2H5OH→CH3COOC2H5(C)+H2O(D)物性方法选择NRTL-HOC。

动力学方程:正反应R1=1.9×108exp(-E/RT)C A C B逆反应R2=5.0×107exp(-E/RT)C A C B式中E=5.95×107J/kmol,反应为液相反应,模块流程图如下。

其中反应器RSTOIC中乙醇转化率为70%;反应器RPLUG的长度为2m,内径0.3m;反应器RCSTR的体积为0.14m2。

解:(1)Components-Specifications-Section(输入组分):component ID-find:乙酸(Acetic Acid),乙醇(Ethanol),乙酸乙酯(Ethyl Acetate)和水(Water)。

(2)选择物性方法Methods-Specifications:NRTL-HOC(3)Simulation:如图建立(4)进料流股设定-Feed-Input(5)吉布斯反应器GIBBS(6)平推流反应器RPLUG(7)全混釜反应器RCSTR(8)化学计量反应器RSTOIC(9)R1参数设定(10)R2参数设定(11)结果如下图所示:(12)总结反思:AspenPlus反应器模拟模块的学习,使得我能够自主的使用多个反应器模拟的方法。

本题涉及到吉布斯反应器GIBBS、平推流反应器RPLUG、全混釜反应器RCSTR、化学计量反应器RSTOIC等多个反应器的模拟,基础的操作如,组分的输入和物性方法的原则等比较简单,其难点在于流程图的建立,多个反应器模拟参数的设定,以及化学反应方程参数的计算和输入。

虽然题目不好做,但是通过同学之间的讨论和咨询老师,最终攻克题目。

3.换热器设计一芳烃换热器。

芳烃物流入口温度180℃、压力0.4MPa、流量10000kg/h,走壳程,质量组成为苯22%、甲苯28%、乙苯39%、水11%,出口为饱和液体,压降0.01MPa。

冷却水入口温度40℃、压力0.4MPa、流量60000kg/h,走管程,出口压降0.01MPa。

物性方法NRTL-RK、V-V-L三相。

分别用简捷法、EDR计算冷却水出口温度、所需换热面积等(计算方法Advanced method,几何尺寸采用SI标准,列管长6000mm).解:(1)Components-Specifications-Section(输入组分):component ID-find苯C6H6,甲苯C7H8,乙苯C8H10,水WATER (2)选择物性方法Methods-Specifications:NRTL-RK(3)Simulation:Simulations-Heat X(HS)-matrial-(heat in/heat out/cold in/cold out)(4)输入流股参数:heat in-(入口温度180℃、压力0.4MPa、流量10000kg/h,质量组成为苯22%、甲苯28%、乙苯39%、水11%,出口为饱和液体,压降0.01MPa)(5)cold in-(出口为饱和液体,压降0.01MPa。

冷却水入口温度40℃、压力0.4MPa、流量60000kg/h,出口压降0.01MPa)(6)B1(Heat X)-set up-Speifications-Calcutation:shot cut(简捷法)Rigorous Model:Shell&Tube列管式换热器exchanger:hot stream out let vapor fraction-Value:0Pressure Drop:-0.01Pa-run(7)Blocks B1-themol result-exchange detailedSummary(8)严格计算:rigorous-调用EDR将Aspen Plus中数据导入进EDR,辅助计算结果如下(9)综上所述:简捷法计算的换热面积为23.701,冷却水出口温度:62.0404℃严格计算的换热面积为:17.6924,冷却水出口温度:62.9250℃(10)总结反思:AspenPlus换热器模拟模块,本题题和课上学习的例题有相似之处,主要的易错点是Heat X根据热流体的走管程选择(HT)/走壳程(HS)。

做题过程中的难点在于EDR的实用,还需要自己去不断的探索和学习。

Aspen Plus模拟平时作业题截图。

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