aspen吸收、精馏塔模拟设计(转载)
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。
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。
甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书
甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书一、模拟计算依据：1、原料处理量：学号后三位XXX × 100 kg/h；2、粗甲醇液进料组成如表1所示(质量分数)；进料条件为：液相进料温度60℃，进料压力140kPa，塔顶（分凝器气相出料）冷凝器压力130kPa，再沸器压力150kPa；3、分离要求：塔顶甲酸甲酯摩尔回收率为99.99%，塔顶甲醇摩尔回收率为0.7%。
4、物性方法：BWRS表1 进料组成表二、任务1、按计算依据，用简捷法（DSTWU模块）模拟计算预精馏塔以分离粗甲醇中的轻组分（建议实际回流比取最小回流比的1.5倍）。
2、在简捷模拟计算中，通过回流比随理论板数变化曲线，确定适宜回流比、理论板数。
及相应的进料位置、塔顶产品与进料的摩尔流量比（D/F)、最小回流比、最小理论板数、实际理论板数、进料位置以及塔顶温度。
3、根据简捷计算的结果，利用严格法（RadFrac模块）对预精馏塔进行严格计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、再沸器采用釜式再沸器、产品纯度要求以及物性方法与简捷法相同，用严格法核算任务2中的结果（简捷计算结果）是否达到回收率要求。
4、通过严格法（RadFrac模块）设计规定功能，调整回流比、馏出与进料量比以达到分离要求；5、通过Aspen灵敏度分析功能，在严格法中求取回流比随理论板数据的变化曲线，重新确定适宜回流比、理论板数。
6、绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线、塔内的气相组成分布曲线。
7、书写模拟报告。
以下为选做部分（评优学生必做）6-1、通过Aspen灵敏度分析功能，在严格法中求取进料板位置与再沸器热负荷的关系曲线，重新确定进料板位置。
6-2、设实际塔板的塔板默弗里效率为60%，在严格法中重新设定塔板数、进料板位置；然后在严格法中初步设定塔板类型为浮阀，查看塔板的水力学性质；6-3、对塔进行校核计算，确定塔的结构尺寸、水力学性能、负荷性能。
aspen精馏过程模拟
一、首先用简捷法模拟，选择DSTWU模块，精馏装置如下截图对文件命名并自定义单位如截图所示然后在计算机上输入物料的组成，如下截图所示选择一个热力学方法为SRK方法如下截图所示对1号进料物流管进行参数设定，为泡点进料,进料压力为16.5Kg/cm2，进料流量为100kmol/h。
还有物料组成及比例如下截图所示对精馏塔进行参数的设定，回流比为最小回流比的1.2倍，塔顶轻组分丙烷的含量为0.999，重组分含量丁烷为0.001，参数设定值如下截图所示参数设定完成运行软件并查看结果，计算结果如下图所示从结果可知实际的回流比为1.198，实际塔板数为38块，实际的进料板为第17块板，冷凝器的温度为44.25℃，塔釜的温度为116.88℃。
二、进行严格法计算根据简化法得到的条件进行模拟选择Radfrac模块，模拟装置图如下截图对文件命名并自定义单位如截图所示在计算机上输入物料的组成，如下截图所示选择一个热力学方法为SRK方法如下截图所示对1号进料物流管进行参数设定，为泡点进料,进料压力为16.5Kg/cm2，进料流量为100kmol/h。
还有物料组成及比例如下截图所示对塔进行参数设置，根据简化法的计算结果知，塔板数为38，实际回流比为1.198。
再根据题目设计的要求冷凝器为全回流，塔顶的采出率为80。
参数如下截图所示：根据简化法结果进料板为第十七块板进料，截图如下设置塔顶压力为16kg/cm2,冷凝器压力为15.8kg/cm2,全塔的压降为0.2kg/cm2。
设置如下截图所示参数设置完成并运行软件，查看结果不满足分离的目的，则进行自定义设定，目标值设定为0.001选择丙烷选择3号物流设置回流比的可变范围为1到100,增量为0.1运行软件查看结果满足分离的要求。
接下来进行灵敏度分析以确定最佳的进料位置参数设置完成并运行软件查看灵敏度分析的结果如下截图从结果的表中可以看出第22块板的回流比，冷凝器的热负荷，再沸器的热负荷都是最小的，从而可以知道最佳的进料位置为第22块板并对数据在plot里作出X-Y的曲线图如下截图所示从图中也可以明显的看出最佳的进料板为第22块塔板。
aspen精馏塔设计
2）输入 C3H6
2）点击 Find now
输入组分，1）点击 Find 选 DSTWU
1）输入 C3H6
选择
点 Add
` 点击 下拉菜单， 选择物性方法
`
点击 打开物性 方法对话框
` ` 然后点next按钮， 一直点击，系统 会自动调入所需 的物性数据
从下拉菜单中 选择 CHAOSEA物性方法
输入完后，一直点 按钮，运行软件。 运行完后，点 按钮，察看结果。
` `
根据DSTWU模型计算的结果，得到 回流比R，理论板N，进料位置FN，采出量D 选择RadFrac模块，进行严格计算。
`
`
`
`
`
运行软件，检查结果，看分离是否满足要求。
若不满足设计要求，可改变回流比、采出量、 进料位置。 也可以采用designe规定，
精馏塔设计
要求设计一个精馏塔，实现丙烷和丁烷的分 离。 进料温度323k 压力 20atm 进料量 1kmol/sec 进料组成（wt%） 分离目标 丙烷 0.4 塔顶 丙烷> 99% 丁烷 0.6 塔釜 丁烷>99%
先用DSTWU求最小理论板数和回流比
点击
选择基 本单位
先点击 Report Option，再点Stream，然后选择 mass，和mass fraction
`
结果是否满足设计要求。
使用设计规定
`
`
`
1）先点 Design Specs, 2) 再点new；3）点对话 框中的ok
从类型的下拉菜单中选择mass purity
` ` `
运行后，查看结果。
`
`
塔径计算 Pack sizing
` ` `
Aspen反应精馏的模拟和设计
注意选择Kinetic
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：
E 1 1 T k ' k exp R T T0 T0
Reactive Distillation Simulation by Aspen Plus
Aspen Plus 反应精馏设计
华东理工大学
凌昊
中国化工学会培训中心 中国石油和化学工业协会培训中心
稳态模拟选择Steady-State即可，若选 择dynamic将来可以转成动态模拟.
输入系统所需的物质
同tray sizing holdup的设计
超过0.1524则压力需要自己给定
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
收敛方法设定
收敛设定的相对误差
全局收敛的设定
选择收敛的方法
每个设计规定和撕裂流都有一个相关联的收敛模块。 收敛模块确定撕裂流或设计规定的操作变量的推测值 在迭代过程中的更新方法。 Aspen Plus定义的收敛模块的名字以字符“$.”开头。
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 (Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson) 2、幂律型 (Power Law 反应级数) 3、反应精馏型 (Reac-Dist)
如何使用aspen软件模拟完成精馏的设计和控制马后炮终审稿)
如何使用A S P E N软件模拟完成精馏的设计和控制马后炮Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】如何使用ASPEN TM 软件模拟完成精馏的设计和控制威廉·L·鲁平博士第6 章：使用稳态计算选择控制结构Steadt-state Calculations for Control Structure Selection 在我们转入将稳态模拟转化为动态模拟细节讨论之前，要先讨论一些重要的稳态模拟计算方法。
因为经常被用于精馏设计中帮助为其选择一个实用且高效的控制结构，。
故此类讨论可能是一定意义的。
绝大部分精馏塔的设计是为了将两种关键组分分离获得指定的分离效果。
通常是两个设计自由度指定为馏出物中重关键组分的浓度和塔底产品中轻关键组分的浓度。
因此，在精馏塔的操作和控制中，“理想的”控制结构需测定两股产品的组成并操控两输入变量（如，回流流量和再沸器的输入热量），从而能够达到两股产品中关键组分的纯度要求。
然而，由于一些现实的原因，很少有精馏塔使用这种理想的控制结构。
组分检测仪通常购价昂贵且维修成本高，其可靠性对连续在线控制而言，有时略显不足。
如果使用色层法，还会在控制回路中引入死时间。
此外，不使用直接测量组分法，通常也有可能取得非常高效的控制效果。
温度测量被广泛应用于组分的推理控制。
温度传感器廉价而又可靠，在控制回路上只有很小的测量滞后。
对恒压二元体系，温度与组成是一一对应相关的。
这在多组分体系中不适用，但精馏塔中合适位置的温度通常能够相当准确地提供关于关键组分浓度的信息。
在单端控制结构中，只需控制某块塔板的温度；选择剩下的“控制自由度”时应使产品质量可变性最小。
例如，确定一定的回流比RR 或者固定回流与进料流量的比值R/F。
有时候，需要控制两个温度（双温控制系统）。
我们将在本章中讨论这些被选方案。
如果选择使用塔板温度控制，那么问题便是选择最佳一块或数块塔板，该处的温度保持恒定。
如何用aspen做塔模拟
如何用aspen做塔模拟？ASPEN 2008-03-18 23:25:06 阅读225 评论0 字号：大中小订阅1. 如用何用DSTUW 和RadFRac 进行精馏塔模拟计算经过简单的训练，初学都便能够用DSTUW 和RadFRac 进行塔模拟计算，似乎会用aspen 做塔的设计和操作模拟了。
但计算思路是不是很清楚就不一定了。
如可用DSTUW 和RadFRac完成一个塔的设计，或对一个已知的塔进行模拟，需要有清晰的过程思路，这样才能用好模拟软件。
使用DSTUW 和RadFRac塔单元模块，首先我们应该知道模块能做什么？然后知道如何用它做我们想做的事？需要输入那些参数？在有aspen之前你首先回答不用aspen你能不能做塔设计？如果答案是肯定的，那就可以往下用aspen了，否则先进搞清楚精馏塔的设计原理与方法，再来研究如何用aspen做精馏模拟。
DSTUW能做什么？DSTUW是塔的简捷计算模块，它能够对进行设计计算和操作计算（也就是核算）。
如何用DSTUW进行设计和操作模拟？这两种功能通过选择输入回流比和理论板数来实现。
设计计算：输入参数：回流比（或最小回流比倍数）和其它设计必须的工艺参数，但不需要结构尺寸数据。
计算结果：实际回流比、实际塔板数、进料板位置、蒸出率（D/F）和传热面积及其它的工艺数据等。
为精确设计计算提供必要的设计参数。
操作模拟：输入参数：塔板数、进料板位置等必要的操作参数。
计算结果：为回流比、塔顶组成等。
当然很多输入参数是可以选择的，但一定要保证设计或操作必须的自由度数。
也就是条件必须足够，且不能有多余。
RadFRac能做什么？RadFRac能对板式塔、填料塔等进行严格模拟计算。
功能主要有基本设计计算、结构设计计算、操作（设计）核算三个方面。
（1）基本设计计算：不区别填料和板式塔等类型，当然不需要塔盘或填料的结构尺寸，也不能给出详细的结构尺寸。
但它和用DSTUW模拟不同，结果也会略有差别。
用AspenPlus对反应精馏的模拟计算
·１５·
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
共沸物
组成（ ％）
共沸点 ／℃
ＭｅＯＡｃ ／ ＭｅＯＨ ＭｅＯＡｃ： ８２、ＭｅＯＨ： １８
５３．９
ＭｅＯＡｃ ／ Ｈ２Ｏ源自ＭｅＯＡｃ： ９５、Ｈ２Ｏ： ５
５６．１
ＭｅＯＡｃ
ＭｅＯＡｃ： １００
５７．０
（ 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、
针对基于 Ｒａｄ Ｆｒａｃ 的反应精馏模型， 需要定义 酯化反应模型， 这是模拟工作又一难点。在此， 主要 对转化率模型、平衡模型和动力学模型这三种反应 模型进行了甄别。转化率模型需要知道转化率随温 度的变化关系， 或者每块板上的转化率， 因此不宜用 于多块塔板上都存在反应的情况。
采 用 动 力 学 反 应 模 型 亦 存 在 一 定 难 度 。 Ｔｉｍ Ｐо¨ｐｋｅｎ 等认为， 甲醇和醋酸生成醋酸甲酯的反应不 是一个快速平衡反应 ， 有文献中指出［８］， 如果催化剂 的含量为 ２０ ％（ 催化剂为酸性离子交换树脂） ， ４０ ℃ 时， 反应 ４ ｈ 转化率可达平衡转化率的 ９５％， ６０ ℃ 时、１ ｈ 可达平衡转化率的 ９５％， 根据这一事实， 在 醋酸甲酯反应精馏的模拟计算中， 应考虑动力学因 素。但是采用动力学反应模型最主要的困难在于缺 乏动力学数据， 而动力学数据往往是有关公司的核 心机密， 一般不会轻易公开［１０］。目前， 仅从文献上发 现以 ＨＣｌ、ＨＩ 等强酸作为酯化均相反应催化剂时动 力学数据 ， ［１１－１２］ 尚未发现 Ｅａｓｔｍａｎ 酯化工艺中采用 Ｈ２ＳＯ４ 为催化剂的动力学数据。
吸收解吸塔的详细设计和ASPEN塔设计
吸收解吸塔的详细设计和ASPEN塔设计吸收解吸塔是一种用于气液相接触和传质的设备，广泛应用于化工、环保等领域。
其主要作用是通过气相和液相之间的接触，将气相中的溶质物质吸附到液相中，实现物质的传质和分离。
在化工工业中，吸收解吸塔通常用于气体净化、气体吸收、气体分离等方面，具有良好的效果和广泛的应用。
吸收解吸塔的设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素如操作条件、设备结构、传质机理等。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑气相和液相的物性、流动情况、传质效率等因素，以达到预期的目标。
在设计吸收解吸塔时，除了考虑传质效率外，还需要考虑塔内的流体动力学和传热性能，以确保设备的有效运行。
另外，ASPEN是一种计算机辅助工程软件，常用于化工工程中的过程模拟、优化和设计。
通过ASPEN软件，可以进行吸收解吸塔的详细设计和模拟，以预测设备的性能和优化设计方案。
在使用ASPEN进行吸收解吸塔设计时，可以考虑不同的操作条件、物性参数、设备结构等因素，以达到最佳的设计效果。
在设计吸收解吸塔时，通常需要考虑以下几个方面：1.设备结构：吸收解吸塔的结构通常包括填料层、气液分布器、气液分离器等部件。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑设备的结构参数，如填料高度、填料形状、塔径比等，以满足气液接触和传质的要求。
2.操作条件：吸收解吸塔的操作条件包括气相流量、液相流量、温度、压力等因素。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑操作条件的选择，以保证设备的正常运行和传质效率。
3.传质效率：传质效率是衡量吸收解吸塔性能的重要指标，通常通过传质系数或传质速率来评价。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑传质效率的影响因素，如气液接触面积、气液流速、填料形状等，以提高传质效率和设备的性能。
4.热力学平衡：在吸收解吸过程中，需要考虑热力学平衡的问题，以保证设备的稳定运行。
在设计吸收解吸塔时，需要考虑热力学平衡的影响因素，如热平衡条件、热损失、热回收等，以提高设备的热效率和能源利用率。
ASPEN软件进行精馏塔设计
1引言1.1ASPENPLUS概述AspenPlus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”（Advanc ed System for Proces s Engine ering，简称ASPE N），并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了Asp enTec h公司，并称之为As pen 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。
aspen吸收、精馏塔模拟设计(转载)
aspen吸收、精馏塔模拟设计(转载)aspen模拟塔设计（转载）一、板式塔工艺设计首先要知道工艺计算要算什么？要得到那些结果？如何算？然后再进行下面的计算步骤。
（参考）其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，不能做什么？你如何借助它完成给定的设计任务。
记住：你是工艺设计者，没有 aspen 你必须知道计算过程及方法，能将塔设计出来，这是你经过课程学习应该具有的能力，理论上讲也是进入毕业设计的前提。
只是设计过程中将复杂的计算过程交给 aspen 完成， aspen 只替你计算，不能替你完成你的设计。
做不到这一点说明工艺设计部份还不合格，毕业答辩就可能要出问题，实际的这是开题时要做的事的一部份，开题答辩就是要考察这个方面的问题。
设计方案，包括设计方法、路线、分析优化方案等，应该是设计开题报告中的一部份。
没有很好的设计方案，具体作时就会思路不清晰，足见开题的重要性。
下面给出工艺设计计算方案参考，希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案，明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法，以便以后设计工作顺利进行。
板式塔工艺计算步骤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) 组份分割，确定是否为清晰分割；(2)估计塔顶与塔底的组成。
得出结果：塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率参考：《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的内容。
2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的：结合后面的灵敏度分析，确定合适的回流比和塔板数。
方法：选择设计计算，确定一个最小回流比倍数。
得出结果：理论塔板数、实际板数、加料板位置、回流比，蒸发率等等RadFarce 所需要的所有数据。
3.灵敏度分析目的：1.研究回流比与塔径的关系（NT-R），确定合适的回流比与塔板数。
2.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：可以作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数。
aspen催化吸收稳定系统流程模拟计算
催化吸收稳定系统流程模拟计算一、工艺流程简述催化裂化是我国最重要的重质石油馏份轻质化的装置之一。
它由反再、主分馏及吸收稳定系统三部分所组成。
分馏系统的任务是把反再系统来的反应产物油汽混合物进行冷却，分成各种产品，并使产品的主要性质合乎规定的质量指标。
分馏系统主要由分馏塔、产品汽提塔、各中段回流热回收系统，并为吸收稳定系统提供足够的热量，不少催化装置分馏系统取热分配不合理，造成产品质量不稳定、吸收稳定系统热源不足。
吸收稳定系统对主分馏塔来的压缩富气和粗气油进行加工分离，得到干气、液化气及稳定汽油等产品。
一般包括四个塔第一塔为吸收塔，用初汽油和补充稳定汽油吸收富气中的液化气组份，吸收后的干气再进入到再吸收塔，用催化分馏塔来的柴油吸收其中的较轻组份，再吸收塔顶得到含基本不含C3组份的合格干气，再吸收塔底富柴油回到分馏系统。
吸收塔底富吸收液进到解吸塔，通过加热富吸收液中的比C2轻的组份基本脱除从解吸塔顶出来再回到平衡罐，再进到吸收塔内；解吸塔底脱除C2组份的液化气和汽油组份再进到稳定塔，通过分离稳定塔顶得到C5合格的液化气组份，塔底得到蒸汽压合格的汽油，合格汽油一部分作为补充吸收剂到吸收塔，一部分作为产品出装置。
吸收稳定系统分离其工流流程如图4-1所示，所涉及主要模块有吸收塔（C10301）、解吸塔（C10302）、再解吸塔（C10303）、稳定塔（C10304）。
解吸塔进料预热器（E302）、稳定塔进料换热器（E303），补充吸收剂冷却器（C39）,平衡罐（D301）。
图4-1 催化吸收稳定系统模拟计算流程图GGGAS干气； LLPG液化气； GGOIL稳定汽油；PCOIL贫柴油；PGAS干气；FCOIL富柴油；二汽油；LPG液化气；WDGOIL5稳定汽油产品；D301平衡罐；C10301吸收塔，C10302解吸塔，C10303再吸收塔，C10304稳定塔二、需要输入的主要参数1、装置进料数据2、单元操作参数3、设计规定4、灵敏度分析的应用应用方案研究功能研究，考察贫汽油流量、贫柴油流量对贫气中C3含量、液化气中C2含量的影响。
Aspen Plus 流程模拟应用7精馏 萃取 吸收塔单元模拟
挥发度
蒸馏基础知识
表示物质挥发能力的大小
对纯组分： v Po
对混合液体： vA PA xA
vB PB xB
对理想溶液： PA PAo xA
PB PBo xB
vA PAo
vB PBo
v f T
蒸馏基础知识
相对挥发度α
定义： ➢ 混合物中两组分挥发度之比，用来表示挥发能
力的差异
➢ 对二元物系，通常用轻组分的挥发度比上重组 分的挥发度
低压： vA PA / xA 理想物系 PA0
vB PB / xB
PB0
高压： K A
KB
同样适用于 低压理想物系
蒸馏基础知识
相对挥发度表示的相平衡关系
二元物系：
KA KB
yA / xA yB / xB
yA / yB xA / xB
y /1 y x /1 x
y x 1 ( 1) x ─以α表示的相平衡方程
再沸器的作用：
提供高温低浓的汽相作为精馏介 质，保证精馏的正常进行
蒸馏基础知识——理论板数计算
精馏段操作线方程
总物料衡算： Vn1 Ln D
轻组分物料衡算：
Vn1 yn1 Ln xn DxD
yn1
Ln Vn1
xn
D Vn1
xD
恒摩尔流假定成立，令回流比为
V, y1
L, xD 1 2 3
Ln, xn n
Aspen Plus 模拟软件
分离塔单元模拟 -精馏、萃取、吸收
蒸馏基础知识
蒸馏依据 蒸馏过程利用均相液体混合物中 各组分饱和蒸汽压（或沸点或挥 发性）的差异而使各组分得以分 离
蒸馏基础知识
蒸馏过程的分类
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精馏过程模拟
4 精馏过程模拟
第1页
例题-环己烷生产
•目的:创建一个流程来模拟环己烷生产过程 •环己烷可以用苯加氢反应得到，反应如下: • C6H6 苯 + 3 H2 氢气 = C6H12 环己烷
Aspen精馏塔
Aspen精馏塔
例：设计一个脱乙烷精馏塔，进料流量为100kmol/hr ，进料摩尔分数：氢气0.00014、甲烷0.0016、乙烯0.75746、丙烯0.00075、乙烷0.24003.进料压力18atm ，泡点进料，要求乙烯在塔顶的回收率达到0.95，并且塔顶的流出物中乙烯的纯度达到0.99，塔顶设一全凝器，操作压力为17.8atm ，塔釜有再沸器，操作压力为18.2atm ，回流比取3，热力学模型选reng-robinson 方程试用简捷法确定精馏塔的理论塔板数、进料位置以及产品流股的组成。
提示：乙烷回收率计算如下
塔顶乙烯量=100x0.75746x0.95=71.9587kmol
塔顶氢气量=100x0.00014=0.014kmol （全部回收）
塔顶甲烷量=100x0.00162=0.162kmol （全部回收）
塔顶丙烯量=0
乙烯浓度：
x 9587.71162.0014.09587
.7199.0乙烷量塔顶乙烯量+++=
X=0.550855kmol
乙烷回收率=0.022949
点击next键，输入包含的物质：
点击next键，选着物性方法peng-rob：
点击next键，进入二元交互参数界面，此处不需改动：
点击next键，输入进料物流信息（泡点进料即气相分率为0）：
点击next键，输入精馏塔信息：
点击next键，开始运行模拟：
查看物流结果：
查看精馏塔结果：。
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aspen模拟塔设计（转载）一、板式塔工艺设计首先要知道工艺计算要算什么？要得到那些结果？如何算？然后再进行下面的计算步骤。
（参考）其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，不能做什么？你如何借助它完成给定的设计任务。
记住：你是工艺设计者，没有 aspen 你必须知道计算过程及方法，能将塔设计出来，这是你经过课程学习应该具有的能力，理论上讲也是进入毕业设计的前提。
只是设计过程中将复杂的计算过程交给 aspen 完成， aspen 只替你计算，不能替你完成你的设计。
做不到这一点说明工艺设计部份还不合格，毕业答辩就可能要出问题，实际的这是开题时要做的事的一部份，开题答辩就是要考察这个方面的问题。
设计方案，包括设计方法、路线、分析优化方案等，应该是设计开题报告中的一部份。
没有很好的设计方案，具体作时就会思路不清晰，足见开题的重要性。
下面给出工艺设计计算方案参考，希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案，明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法，以便以后设计工作顺利进行。
板式塔工艺计算步骤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) 组份分割，确定是否为清晰分割；(2)估计塔顶与塔底的组成。
得出结果：塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率参考：《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的内容。
2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的：结合后面的灵敏度分析，确定合适的回流比和塔板数。
方法：选择设计计算，确定一个最小回流比倍数。
得出结果：理论塔板数、实际板数、加料板位置、回流比，蒸发率等等RadFarce 所需要的所有数据。
3.灵敏度分析目的：1.研究回流比与塔径的关系（NT-R），确定合适的回流比与塔板数。
2.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：可以作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数。
得到结果：实际回流比、实际板数、加料板位置。
4. 用DSTWU再次计算目的：求解aspen塔详细计算所需要的输入参数。
方法：依据步骤3得到的结果，进行简捷计算。
得出结果：加料板位置、回流比，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。
5. 用详细计算模块（RadFrace）进行初步设计计算目的：得出结构初步设计数据。
方法：用 RadFrace 模块的Tray Sizing（填料塔用PAking Sizing），利用第4步（DSTWU）得出的数据进行精确设计计算。
主要结果：塔径。
6. 核算目的：确定工艺计算的最后结果。
方法：对第 5 步的计算结果（如：塔径等）按设计规范要求进行必要的圆整，用RateFrace 或RateFrace 模块的Tray Rating（填料塔用PAking Sizing），对塔进行设计核算。
结果：塔工艺设计的所有需要的结果。
如果仅是完成设计，至此，工艺计算全部完成。
工艺计算说明书内容要求1.给出 aspen 每步输入参数（除给定的设计条件外）和选项的依据。
2.给出输入的结果画面。
注意：不要每一步的输入方法，且记你在写设计报告，而不是软件的使用教程。
3.给出运算结果（表格）注意：(1)不是生成的计算结果画面，而是生成的表格，最好是Excel 的，然后插入说明中时要对其进行必要的编辑，比如，分子式的角标的写法等。
(2)插入说明书中的单位必须是法定计量单位。
二、填料塔工艺设计填料塔吸收塔设计比板式塔复杂，具有一点挑战性，原因是由于填料塔设计本身的复杂性，设计软件无法依据给定的设计参数，按照某一个不变的设计路线作出最后的设计结果，需要设计者利用各模块的功能，自己设计一个计算路线，完成给定的设计任务。
因此，需要设计者有一定的独立思考和解决问题的能力。
下面的给出利用RatdFrace 做吸收塔设计的3种的计算路线，仅供设计参考，当然你可能有更好的设计方法。
填料吸收塔工艺计算步骤方案一：用RadFrace计算1.吸收剂用量的初步估算（手算）目的：为 RateFrace 计算填料高度准备数据。
2.确定理论板数（手算）目的：为 RadFrace 详细设计计算准备数据（ RadFrace 模型需要理论平衡级数）。
3.用 RateFrace 模块确定填料高度目的：为 RadFrace 详细设计计算提供数据。
4.用 RadFrace 模块详细设计计算5.核算该方案手算内容较多。
方案二：用RateFrace计算1.吸收剂用量的初步估算（手算）目的：为 RateFrace 计算填料高度准备数据。
2. 初步计算填料高度估算一塔径，用 RateFrace 模块的设计规定，初步计算填料高度。
3.确定塔径与填料高度用灵敏度分析，研究填料高度与塔径的关系，选择合适的塔径及对应的填料高度，4.核算对确定的塔径和填料高度的塔进行最后核算，得出最后结果。
rate给出的计算结果不够充分。
方案三：用RateFrace和RadFrace结合计算1.吸收剂用量的初步估算（手算）2. 确定平衡级数用 RateFrace 模块的设计规定，计算填料高度 H 和等板高度 HEPT。
进而得到理论板数 NT=H / HEPT。
3.用RadFrace 进行初步设计4.用RadFrace 进行最后核算aspen模拟塔设计之二1. 如用何用DSTUW 和 RadFRac 进行精馏塔模拟计算经过简单的训练，初学都便能够用DSTUW 和 RadFRac 进行塔模拟计算，似乎会用aspen做塔的设计和操作模拟了。
但计算思路是不是很清楚就不一定了。
如可用DSTUW 和 RadFRac完成一个塔的设计，或对一个已知的塔进行模拟，需要有清晰的过程思路，这样才能用好模拟软件。
使用DSTUW 和 RadFRac塔单元模块，首先我们应该知道模块能做什么？然后知道如何用它做我们想做的事？需要输入那些参数？在有aspen之前你首先回答不用aspen你能不能做塔设计？如果答案是肯定的，那就可以往下用aspen了，否则先进搞清楚精馏塔的设计原理与方法，再来研究如何用aspen做精馏模拟。
DSTUW能做什么？DSTUW是塔的简捷计算模块，它能够对进行设计计算和操作计算（也就是核算）。
如何用DSTUW进行设计和操作模拟？这两种功能通过选择输入回流比和理论板数来实现。
设计计算：输入参数：回流比（或最小回流比倍数）和其它设计必须的工艺参数，但不需要结构尺寸数据。
计算结果：实际回流比、实际塔板数、进料板位置、蒸出率（D/F）和传热面积及其它的工艺数据等。
为精确设计计算提供必要的设计参数。
操作模拟：输入参数：塔板数、进料板位置等必要的操作参数。
计算结果：为回流比、塔顶组成等。
当然很多输入参数是可以选择的，但一定要保证设计或操作必须的自由度数。
也就是条件必须足够，且不能有多余。
RadFRac能做什么？RadFRac能对板式塔、填料塔等进行严格模拟计算。
功能主要有基本设计计算、结构设计计算、操作（设计）核算三个方面。
（1）基本设计计算：不区别填料和板式塔等类型，当然不需要塔盘或填料的结构尺寸，也不能给出详细的结构尺寸。
但它和用 DSTUW模拟不同，结果也会略有差别。
（2）结构设计计算：需要要给定塔盘等或填料的详细结构，计算必要的结构尺寸。
板式塔通过对 TraySizing 设置实现，填料通过对PackingSizing设置实现。
这两种类型的塔可以在一个流程中进行不同的设置完成，十分方便。
（3）操作（设计）核算：对于设计计算，（2）只得到的结果可能需要做一些圆整（比如塔径要圆整到系列尺寸）。
圆整后其它参数也会发生改变，需要对已知结构参数的塔进行核算，得到最后的设计结果。
同样操作计算是对已存在的塔进行模拟。
综上内容，我们知道完成一个塔的设计计算，可以按下面步骤进行（1）简捷计算（DSTUW）（2）详细计算（RadFRac），将计算结果与DSTUW 对比，相差不是很大。
（3）结构计算（RadFRac TrayRsting 或RadFRac PackingRating）输入塔盘或填料必要的参数。
（4）核算（RadFRac Tray Sizing 或RadFRac Packing Sizing）上面计算圆整后做最后的计算。
2.如何用 Aspen 的 RateRac 做吸收塔设计计算填料吸收塔与精馏比具有一定的挑战性，因为它没有太固定的计算模式。
和RadFrace一样，RateRac 允许进行设计模式和核算模式操作。
首先我们要知道如何用RateFrac 进行设计计算？RateRac用于吸收塔设计模式可以用 Block Dsign Spes 规定设计参数（例如纯度或回收率）；用 Packing Specification 定义填料结构。
做吸收塔设计想得到什么结果？每一个设计者都知道，吸收塔工艺设计计算是依据分离精度要求，即出塔气相和液相中的组分指标，得到填料高度、塔径、吸收剂用量等参数。
问题是：在RateRac吸收设计模式中，填料高度、吸收剂量是必须输入的参数。
那么我们就会问：设计还没开始，那来的填料高度、吸收剂量、塔径？对上面问题的回答是：（1）填料高度：想要RateFRac模块运行就必须给定足够的设计变量，其中填料高度是必给的参数之一。
如果只给定设计，则RateFRac就会按给定的填料高度进行计算。
但如果将填料高度做为设计规定的操作变量，RateFrace 会按设计规定搜索填料高度，计算结束后，用计算得到的填料高度值改写初值。
设计者如能提供较为接近实际值的初值，可以减少迭代计算次数。
（2）吸收剂量：至于吸收剂量，我们可以将它作为与设计规定相对应的可控制操作变量，给出它的调整范围，RateFrac 就会给出满足设计规定的吸收剂用量。
（3）塔径是必须输入的参数之一，但如果定义填料高度为设计规定的操作变量，输入的这个塔径成为了初值，运行中要对其进行改写，与填料高度匹配。
顺便说一句，aspen的RateFrace模块要求给出的塔板数不是理论板数，是计算将填料塔分成的份数，份数越多计算越精确。
进行吸收塔设计的步骤是什么？知道了上面的方法，我们如着手进行设计模拟呢？Aspen 用于吸收模拟有两个模块：核算模块（Packing Rating）、设计模块（Packing Sizing）。
如果对已有塔进行核算（操作）模拟，只用核算模块就够了。
如果做设计计算要两个模块同时交替使用。
下面给出的吸收塔设计计算的过程可供参考。
（1）初步估算吸收剂用量。
吸收是一个具有的化学反应的过程，我们须先依据反应用量，计算出吸收剂用量，确定一个大至的范围。
（2）Packing Sizing 模块进行设计计算，在这里除了要定义填料的类型与尺寸以外，还要定义填料段数、填料高度。
段数（Packing Segment）：将填料划为几段计算，它即不是平衡级数，也不是实际段数。