化工步骤模拟实训-AspenPlus教学教程简单单元模拟

相器
流
相的单级分离器
组分分离 器
根 把 流
据入 规 口 定物 的流 组分分成流多率股或出分口率物，组过程分，分例离如操蒸作馏，和不吸考收虑 分
离
两出口组 分分离器
根据规定的流率、分率或纯 度，把入口物流分成两股出 口物流
组分分离操作，不考虑分离 过程，例如蒸馏和吸收
4.3.1 两相闪蒸器Flash2
模块 说明
功能
适用对象
Flash2 Flash3 Decanter
Sep
Sep2
两相闪蒸 器
用严格汽-液平衡或汽-液-液 平衡，把进料分成两股出口 物流
闪蒸器、蒸发器、分液罐
三相闪蒸 用严格汽-液-液平衡，把进 分相器、有两个液相的单级
器
料分成三股出口物流
分离器
液 - 液 分 把进料分成两股液相出口物 分相器、有两个液相而无气
需要规定压力，以及温度、热负荷的其中一个。
4.3.3 液-液分相器Decanter
2.关键组分(Key Component)
指定关键组分后，含关键组分多的液相作为第二液 相，否则默认密度大的液相作为第二液相
4.3.3 液-液分相器Decanter
3. 分离效率 (Separation Efficiencies)
主要模块参数为缩放因子（Multiplication factor）。
4.2.2 物流复制器Dupl
4.2.2 物流复制器Dupl
物流复制器Dupl用于将一股输入物流复制为多股 完全相同的输出物流。
在同一股进料下，物流复制器Dupl可复制物流和 能流，不遵循物料和能量衡算。
4.3 简单分离器
1.闪蒸设定 ( Flash Specifications) 2.关键组分 ( Key Component) 3.液沫夹带 ( Liquid Entrainment in Vapor Stream)
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
1.闪蒸设定 ( Flash Specifications)
需要规定温度、压力、气相分率、热负荷这四个参 数中的任意两个。
物流
组分
丙烷（C3） 进料 正丁烷（NC4） （FEED1） 正戊烷（NC5）
正己烷（NC6） 丙烷（C3） 进料 正丁烷（NC4） （FEED2） 正戊烷（NC5） 正己烷（NC6） 丙烷（C3） 进料 正丁烷（NC4） （FEED3） 正戊烷（NC5） 正己烷（NC6）
流率 kmol/hr
10 15 15 10 15 15 10 10 25 0 15 10
温度 ℃
100
120
100
压力 气相分率 MPa
2 2.5
0.5
4.1.2 分流器 FSplit
分流器FSplit可以将已知状态（如温度、压 力、流率、组成等）的一股或几股物流混合 后分割成相同状态的任意股出口物流。
所有出口物流具有与混合后的入口物流相同 的组成和条件。
分流器FSplit有多种图标可选用。
第4章 简单单元模拟
作者：王俊 孙兰义
目录
4.1 混合器/分流器
4.1.1 混合器 Mixer 4.1.2 分流器 FSplit
4.2 两种调节器
4.2.1 物流倍增器 Mult 4.2.2 物流复制器 Dupl
4.3 简单分离器
4.3.1 两相闪蒸器 Flash2 4.3.2 三相闪蒸器 Flash3 4.3.3 液-液分相器 Decanter 4.3.4 组分分离器 Sep 4.3.5 两出口组分分离器 Sep2
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
2.关键组分 ( Key Component)
指定关键组分后，含关键组分多的液相作为第二液 相，否则默认密度大的液相作为第二液相。
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
3.液沫夹带( Liquid Entrainment in Vapor Stream)
需要分别设定两个液相被夹带入汽相中的分率。
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
例4.3.2 两股进料进入三相闪蒸器Flash3进行一次闪蒸 。进料FEED1中乙醇、甲苯的流率分别为5kmol/hr、 25kmol/hr，进料FEED2中水的流率为20kmol/hr， 两股进料的温度均为25℃，压力均为0.1MPa，闪蒸器 温度为80℃，压力为0.1MPa，物性方法选用 UNIQUAC。 求产品中各组分的流率是多少？
4.2 两种调节器
物流倍增器Mult与物流复制器Dupl设置在 模块库Manipulators下。
模块
说明
功能
Mult 物流倍增器 将物流按比例放大或缩小
Dupl 物流复制器 将物流复制成任意数量的出口物流
4.2.1 物流倍增器Mult
4.2.1 物流倍增器Mult
物流倍增器Mult通过指定缩放因子将一股进口物 流的所有与流率相关的参数按照一定比例缩放而不 改变其状态参数。
4.3.5 两出口组分分离器Sep2
两出口组分分离器Sep2可以有一股或多股 输入物流，但只能有两股输出物流。
4.3.3 液-液分相器Decanter
液-液分相器Decanter可进行给定热力学条 件下的液-液平衡或液-自由水平衡计算，出 口产品为两股液相。
4.3.3 液-液分相器Decanter
4.3.3 液-液分相器Decanter
Decanter 模块的连接图如下：
4.3.3 液-液分相器Decanter
4.1 混合器/分流器
模块
说 明
功能
适wk.baidu.com对象
Mixer
混 合 器
把多股物流混合成一 股物流
混合三通型、物流混合操作、 增加热流或增加功流的操作
FSplit
分 流 器
把一股或多股物流混 合后分成多股物流
分流器、排气阀
4.1.1 混合器 Mixer
混合器Mixer的输入物流可以为任意数量， 通过一次简单的物料平衡混合为一股物流。
1. 设定(Specifications)
指定每个组分在各输出物流中的分率（Split fraction，组分由进料进入到产品中的分数）或者 流率。
4.3.4 组分分离器Sep
2. 进料闪蒸(Feed Flash)
指定入口物流混合后的闪蒸压力和有效相态。
4.3.4 组分分离器Sep
3. 出料闪蒸(Outlet Flash)
分离效率代表相组成偏离平衡组成的程度。
x2,i Ei Ki x1,i
x1,i和x2,i——第一和第二液相中组分i的摩尔分数； Ki ——组分i的平衡常数； Ei ——组分i的分离效率。
4.3.3 液-液分相器Decanter
当不指定分离效率时，软件默认其值为1。
4.3.3 液-液分相器Decanter
可以通过指定产品分率（Split Fraction ，产品流率与进料总流率的比值）、质量 流率、摩尔流率、体积流率或组分流率（ 需要指定关键组分Key components）来 确定出口产品的参数。
4.1.2 分流器 FSplit
4.1.2 分流器 FSplit
出口物流的压力（或
FSplit计算时需要指定 模块压降）
4.1.2 分流器 FSplit
4.1.2 分流器 FSplit
对应的热流和功流可以分别从模型库中选择 HEAT（Q）和WORK（W）FSplit图标。
分流器FSplit不能把一个流股分成不同类型 的流股，例如分流器FSplit不能把一股物流 分成一股功流和一股物流。
4.1.2 分流器 FSplit
4.3.4 组分分离器Sep
4.3.4 组分分离器Sep
Sep 模块的连接图如下：
4.3.4 组分分离器Sep
Sep 模块的模型参数有 ：
1. 设定(Specifications) 2. 进料闪蒸(Feed Flash) 3. 出料闪蒸(Outlet Flash)
4.3.4 组分分离器Sep
Decanter 模块的模型参数有：
1.液-液分相器设定(Decanter Specifications) 2.关键组分(Key Component) 3. 分离效率(Separation Efficiencies)
4.3.3 液-液分相器Decanter
1.液-液分相器设定(Decanter Specifications)
可以在该页面直接设置每一股输出物流的闪蒸压力、温度 、气相分率和有效相态。
4.3.4 组分分离器Sep
例4.3.4 采用组分分离器Sep将一股温度为70℃ ，压力为0.1MPa的进料物流分离成两股产品，进 料中甲醇、水、乙醇的流率分别为50kmol/hr、 100kmol/hr、150kmol/hr，要求塔顶产品流率 为50kmol/hr，甲醇的摩尔分数为0.95，乙醇的 摩尔分数为0.04，物性方法采用UNIQUAC。 求塔底产品的流率与组成。
4.1.1 混合器 Mixer
出口物流的压力（或
Mixer计算时需要指定 模块压降）
出口物流的有效相态
如果不指定压力或压降，模块将自动默认进 料的最低压力为出口物流的压力。
4.1.1 混合器 Mixer
例4.1.1 将下表中的三股物流混合，求混合后的产品温度、 压力及各组分流率，物性方法选用CHAO-SEA。
混合器Mixer的输入物流也可以是热流和功 流。
混合器Mixer有多种图标可选用。
4.1.1 混合器 Mixer
4.1.1 混合器 Mixer
对于相应的热流和功流可以分别从模型 库中选择HEAT（Q）和WORK（W） Mixer图标。
单一的混合器Mixer不能同时混合物流、 热流、功流。
例4.3.3 两股进料进入液-液分相器Decanter进 行液-液分离。 进料采用例4.3.2中的进料，液-液分相器温度为 25℃，压力为0.1MPa，乙醇的分离效率为0.9。
4.3.4 组分分离器Sep
组分分离器Sep可将任意股入口物流，按照 每个组分的分离规定分成两股或多股出口物 流。
当未知分离过程，但已知每个组分的分离结 果时，可以用组分分离器Sep代替严格分离 模块以节省计算时间。
出口物流的有效相态
如果不指定压力或压降，模块将自动默认进 料的最低压力为出口物流的压力。
4.1.2 分流器 FSplit
例4.1.2 将三股进料通过分流器分成三股产品 PRODUCT1、PRODUCT2、PRODUCT3，进料 物流依然选用例4.1.1的三股进料，物性方法选用 CHAO-SEA。 要求：①物流PRODUCT1的摩尔流率为进料的 50%；②物流PRODUCT2中含有10kmol/hr的 正丁烷。
4.3.1两相闪蒸器Flash2
1.闪蒸设定 ( Flash Specifications)
需要规定温度、压力、气相分率、热负荷这四个参 数中的任意两个。
4.3.1两相闪蒸器Flash2
2.有效相态 ( Valid Phase)
汽-液相(Vapor-Liquid) 汽-液-液相(Vapor-Liquid-Liquid) 汽-液-游离水相(Vapor-Liquid-Free Water) 汽-液-污水相 (Vapor-Liquid-Dirty Water)
4.3.1两相闪蒸器Flash2
3.液沫夹带( Liquid Entrainment in Vapor Stream)
液相被带入汽相中的分率。
4.3.1两相闪蒸器Flash2
例4.3.1 进料物流进入第一个闪蒸器FLASH1分离为汽液两 相，液相再进入第二个闪蒸器FLASH2进行闪蒸分离。已知 进料温度为100℃，压力为3.8MPa，进料中氢气、甲烷、 苯、甲苯的流率分别为185kmol/hr、45kmol/hr、 45kmol/hr、5kmol/hr。闪蒸器FLASH1温度为100℃， 压降为0，闪蒸器FLASH2绝热，压力为0.1MPa，物性方法 选用PENG-ROB。 求闪蒸器FLASH2的温度。
4.3.1两相闪蒸器Flash2
Flash2 模块的连接图如下：
4.3.1两相闪蒸器Flash2
Flash2 模块的模型参数有：
1.闪蒸设定 ( Flash Specifications) 2.有效相态 ( Valid Phase) 3.液沫夹带 ( Liquid Entrainment in Vapor Stream)
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
三相闪蒸器Flash3可进行给定热力学条件下 的汽-液-液平衡计算，
出口产品为一股气相和两股液相。
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
Flash3 模块的连接图如下：
4.3.2 三相闪蒸器Flash3
Flash3 模块的模型参数有：