Aspenplus模拟精馏塔说明书
aspenplus教程(下)
TF<Tb 、HF<HL
q HV H F 1 HV H L
L F V
L’
V’
（4）过冷液体，q>1
L F
V
(5)过热蒸汽进料
TF>Td 、HF>HV
q HV H F 0 HV H L
L’
V’
（5）过热蒸汽，q<0
蒸馏基础知识——理论板数计算
• 理论塔板数Nt的计算——逐板计算法
y1
计算工具：
相平衡方程：
y
y1 1
D, xD
y2
2
x1 x2
x 1 1x
or
x
y 1 y
（A）
F, xF
n-1
操作线方程：
yn1 R x xn D R1 R1
ym-2
m-2 y m-1
（B） （C）
m-1
xm-2 xm-1
W, xW
y
' m 1
蒸馏基础知识——精馏原理 y
3
y2 x3 x2 y1’
xD
x1
y2’ x1’ x 2’ xw y3’
蒸馏基础知识——精馏原理
分析：
①多次部分冷凝时，每一级均需要低温高浓的液相回流 多次部分汽化时，每一级均需要高温低浓的汽相上升
②产品收率提高 可得到较纯产品 能量利用合理 ③ 缺点：设备仍很复杂
t/C
蒸馏基础知识——理论板数计算
1.0 1 2 3
y1 y2 y3 y6
7
a
q 线 4 5 6 d e
y
8 9 10 b 0
xW
xF
x2 x1
Aspen+plus精馏模拟
Aspen plus 在精馏中的应用实例教程 /teacherf/
第 3 页共 37 页
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.
Aspen plus 在精馏中的应用实例教程 /teacherf/
第 4 页共 37 页
·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
Aspen plus 在精馏中的应用实例教程 /teacherf/
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
第 12 页共 37 页
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
(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。
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基础化工原料，被广泛用于塑料、橡胶、纺织、化肥等行业。
乙烯的生产通常通过乙烷的裂解来实现，然后对产物进行精馏分离。
在ASPENPLUS软件中，我们可以使用模拟计算来研究乙烯精馏的生产工艺。
以下是一个关于乙烯精馏的工艺流程模拟计算的示例。
首先，我们需要建立一个乙烯精馏塔的模型。
我们可以选择合适的塔模型，例如McCabe-Thiele模型。
然后，我们需要输入原料的物性数据，例如乙烯和乙烷的物理属性，以及裂解过程中形成的其他组分的数据。
接下来，我们需要定义裂解的反应过程。
乙烷经过裂解反应产生乙烯和其他副产物。
我们可以选择合适的反应模型，例如矿物油裂解反应模型。
然后，我们需要指定反应的条件，例如温度和压力。
在模拟计算中，我们还需要考虑其他的操作条件，例如塔顶和塔底的温度和压力，以及塔内的塔板数目和塔板的设计参数。
这些参数的选择将直接影响到乙烯的分离效果和产品纯度。
在进行模拟计算之前，我们还需要制定一个目标函数。
例如，我们可以设定乙烯的纯度和回收率作为优化目标。
然后，我们可以根据目标函数进行优化计算，以确定最佳操作条件和设计参数。
在模拟计算完成后，我们可以通过查看计算结果和对比不同操作条件下的性能指标来评估乙烯生产工艺的优劣。
例如，我们可以比较不同温度和压力条件下的乙烯回收率和纯度，以确定最佳操作条件。
此外，我们还可以通过敏感性分析来评估不同因素对乙烯生产工艺的影响。
例如，我们可以分析温度、压力、反应物料比例等因素对乙烯纯度的影响，并找到优化方案。
总之，ASPENPLUS软件是一种实用的工具，可以用于乙烯精馏生产工艺的模拟计算。
通过合理设置模拟计算的参数和目标函数，我们可以研究不同操作条件和设计参数对乙烯生产的影响，并找到最佳的操作条件和设计方案。
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。
RadFrac傻瓜指南—如何使用Aspen_Plus
RadFrac傻瓜指南—如何使用Aspen PlusRadFrac for Dummies：A How to Guide on AspenPlus这个例子将说明如何使用Aspen Plus的RadFrac建立精馏塔模型，上图中的进料（feed）包含50lbmol/hr的甲醇和，50lbmol/hr的水。
采用回流比为1.5时，要求塔顶和塔底产物的纯度都达到99.5%。
如果不知道如何登陆AspenPlus，请查看手册“GettingStarted on Aspen Plus”选择“Template”选项。
单击“OK”按钮这个窗口特定的模拟选项，对这个例子，选择“Generalwith English Units”选项，并且确定在“Run Type”方框中显示的是“Flowsheet”单击“OK”按钮Aspen Plus为每一个流股和块自动指派标签，为了关闭这个选项，单击“Tools”菜单选择“Options”命令。
在“Options”窗口，单击“Flowsheet”标签，下一步，单击“Stream and Block labels”里的这两个框，使得复选标记消失，标志这个功能失效完成后单击“OK”按钮当开始模拟，单击设备选择区域的“Columns”标签，单击“RadFrac”右侧的向下箭头，移动鼠标指针到“RadFrac”右上方的二级图形中，单击“Fract1”。
下一步，移动鼠标到空白区域，单击所需要的地方，出现一个询问输入块号的提示“input the block ID”，对这个例子，输入“dist”，创建“Feed”，“Distill”和“Bottoms”流股。
首先单击窗口左下角的“Material Streams”框，在塔的周围出现红色和蓝色箭头，红色箭头表示必须给定的设计流股，蓝色箭头表示可选流股。
单击塔左侧的红色箭头添加进料流股，对于这个模拟例子，仅有一个进料流股，如果有多股进料，使用塔左侧的蓝色箭头添加多股进料。
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
选着模板和米制单位进入Aspen plus界面，用dstwu模块建立流程，如下图：
点击next键，进入全局设定，为模拟命名：。
基于AspenPlus的甲醇水筛板板精馏塔辅助设计说明
沈阳化工大学化工原理课程设计专业：化学工程与工艺班级：化工优创1202学生姓名：姜浩指导教师：孙怀宇设计时间：2015年5月20日化工原理课程设计任务书一、设计题目分离甲醇-水混合液的筛板精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理甲醇-水混合液 4.5 万吨（年开工300天）原料：轻组分含量为45% （质量百分率，下同）的常温液体分离要求：塔顶轻组分含量不低于98.5% ，塔底轻组分含量不高于0.3%建厂地区：沈阳三、设计要求：1、编制一份精馏塔设计说明书，主要内容要求：<1>.前言<2>.流程确定和说明<3>.生产条件确定和说明<4>.精馏塔的设计计算<5>.主要附属设备及附件的选型计算<6>.设计结果列表<7>.设计结果的自我总结评价与说明<8>.注明参考和使用的设计资料2、编制一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点的工艺流程图。
前言本设计书主要介绍分离甲醇-水混合液的筛板精馏塔。
筛板精馏塔是板式塔的一种，是最早出现的塔板之一。
筛板就是在板上打很多筛孔，操作时气体直接穿过筛孔进入液层。
筛板塔的优点是构造简单、造价低，此外也能稳定操作，板效率也较高。
缺点是孔小容堵（近几年发展了大孔径筛板，以适应大塔径、易堵塞物料的需要），操作弹性和板效率比浮阀塔略差[1]。
生产实践说明，筛板塔比起泡罩塔，生产能力可增大10%~15%，板效率提高约15%，单板压降可降低30%左右，造价可降低20%~50%[2]。
本设计运用Aspen Plus模拟精馏过程，计算得到回流比，塔板数，塔径等设计参数，并水力学计算得到各个塔板上的物性参数，对精馏塔进行校核，计算液泛因子等。
并模拟计算预热器，再沸器和冷凝器的负荷，换热面积等参数，帮助选择辅助设备。
最后使用CAD 画出工艺流程图与精馏塔设计图。
本设计着重于塔的主体设计，简要设计塔的附属设备。
AspenPlus应用塔共70页文档
11
（3）选用模块: DSTWU
2.1建立工艺流程图
选取这三个不同的 图标，仅仅是外形 不同，功能是一样 的
DSTWU模型用于对 塔的简捷设计计算， 它可以估算最小回流 比和最小理论板数。Leabharlann 曲线拐点： 回流比约1.340
(6) 模拟结果
2.4灵敏度分析
回流比1.3下的模拟结果 理论板数：19.04 进料板：14.8 塔顶/进料：0.2458(mole)
41
(7) 结论
对同一产品质量要求而言 回流比R增加
塔板数减少，投资费用降低 能耗增加，运行费用上升
严格精馏条件
2.4灵敏度分析
分离要求： 丙烯纯度：99.5wt% 丙烯回收率：99.9%
7
设计思路
1.用Aspen plus的简捷精馏模块（DSTWU）确 定满足要求的理论板数、最小回流比和采出率 的大概值； 2.用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负荷随 回流比的变化曲线，选择合适的回流比； 3.结合采出率和进料板位置共同作为严格精馏 的输入条件，选用严格精馏模块（RadFrac） 进行模拟； 4.用Aspen plus模型分析功能中的设计规定辅 助进行求解，使之准确达到设计要求。
=0.994≈0.995
30
2.3 模拟计算及结果查看
查看塔模块结果
2.简捷精馏模块DSTWU
最小回流比： 0.9976
31
2.4灵敏度分析
2.简捷精馏模块DSTWU
用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负 荷随回流比的变化曲线，选择合适的回 流比
32
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。
ASPEN PLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺
1.4.3 乙烯塔的热量衡算
表 2-7 甲烷塔的热量衡算
项目
进料
塔顶
温度℃
-18
-111.0301
塔底 -22.18139
辽宁天大北洋
压力 Mpa 焓值 kJ/kmol 熵值 kJ/kmol-k 摩尔流 kmol/h 总热量 KJ/h
流程图如图 2-5 所示
图 2-5 Aspen Plus 模拟计算流程图
AspenPlus 模拟首先用简捷法计算得到乙烯塔的基本参数[4]，再进行严格法 计算。
1.5.1 简捷法计算
（1）流程图如图 2-6 所示
辽宁天大北洋
图 2-6 乙烯塔 DSTWU 模块图
0.51
5.4
1.3Aspen Plus 物料衡算
Aspen Plus 作为解决化工领域研究开发、设计等过程的流程模拟软件，有 效的化简了人们复杂的计算，并且缩短了大量的设计时间，使设计的效率得到了 很大的提高。 此次设计采用了 Aspen Plus V7.3 来进行精馏塔的模拟计算，用模拟得到的计算 结果作为设计依据，通过不断地调节理论板数、回流比和进料位置等相关参数， 使最终产品达到分离的要求，最终得到相关物性的参数及条件。 此次设计采用顺序分离流程，即脱甲烷塔—脱乙烷塔—乙烯精馏塔，最后分离出 产品乙烯。
252.4794
塔底 2.92E-15 5.57E-02 2.015049 25.24718 533.2073 16.82987 23.84528 252.4794
塔底 5.48E-18 0.403233 335.1501 7.67E-04 0.7400536 2.09E-03 0.00E+00 5.64E-11
（2）乙烯塔物料结果如图所示，得到乙烯产品 2489.478kmol/h。
ASPEN模拟精馏塔
XD=0.9225
灵敏度分析，改变进料位置，观察XD的变化
D=300 lbmol/h
从9到17块板进料都可以 达到分离要求。
D=200 lbmol/h
D=250 lbmol/h
D=325 lbmol/h
D=350 lbmol/h
总结：
当D选取200，250，300，325 lbmol/h时，都可以通过选择 适宜的进料板而达到分离效果。如何选取适宜的D? 一方面，D作为采出量，D越大，产量越高。另一方面，在回 流比一定条件下，D越大，上升蒸汽量增加，再沸器及冷凝器负 荷增大。所以需要综合考虑选择适宜的D。 以D=300 lbmol/h为例： 进料板选择第17块板， XD=0.91978，相对误差=（0.92-0.91978）/0.92=2.4×10-4
此时Xw=0.09766 X甲苯=0.90234
1.选择Columns——RadFrac, 作图1如下：
ห้องสมุดไป่ตู้
图 1
单位设置
进料组分选择
物性选择
IDEAL和NRTL不适合
进料参数
塔参数设置
采出量D ?? 自选
进料板选择和操作压力
进料板位置？ 自选
Block—Tray sizing—new
模拟结果如下：进料板为第10块板，D=300lbmol/h
题目
应用AspenPlus模拟以下过程，并核算并 求出塔底馏出液中甲苯的含量。在1atm下操作 的筛板精馏塔的进料为：流量700lbmol/h，组 成45％（mol）苯和55 ％（mol）甲苯，压力 1atm，温度为该压力下的泡点温度201F。塔顶 馏出液含92％（mol）苯，沸点为179F。甲苯 沸点为227F。该塔有23块塔板，板间距18in， 回流比为1.25.塔的压力降可以忽略。
aspen塔模拟教程
RadFrac for Dummies:A How to Guide on Aspen Plus ArrayThis example will show how to use Radfrac on Aspen Plus to model distillation columns. The feed shown in the diagram above will consist of 50 lbmol/hr of Methanol and 50 lbmol/hr of water. A purity of 99.5% is desired in both thebottoms and distillate product streams using a reflux ratio of 1.5.Click on the red arrow on the left side of the column to add your feed stream. For this simulation there is only one feed stream, if there were more feed streams use the blue arrow on the left of the column to add more streams.Enter “Feed” in the ID box when prompted for this simulation.Click “OK”.If this box doesn’t appear it is because your flowsheet isn’t complete. A box will then appear telling you what part of the flowsheet you are missing.This box should appearand a title for this simulation can now be entered although is not mandatory for this simulation. Click on the Next button to continue entering numerical data.If this box doesn’t appear you can go to Setup onthe left-hand side of thebox and click on that.The Components box will be the next to appear. This allows us to enter all of the components that will be present within our system; in this simulation they will be Methanol and Water.AspenPlus will now search its database and attempt to match a chemical name with the Component ID that was entered. If this happens the other three boxes (Type, Component Name, and Formula) will fill automatically and other components can then be entered.The next screen to appear will show the interaction parameters for the components in our system using the base method we selected. If you are happy with this numbers (and we sure hope you are) click “Next.”A prompt screen will appearasking if we want to enter anymore data or change theproperty specifications.Since everything is good to go,click “OK.”Now it’s time tobegin entering thephysical data for thesystem. The firstscreen that willappear will be for theFeed stream.Before we actuallystart entering datalet’s go over acouple of thedifferent availableoptions.Now is the time we’ll all been waiting for, designing the actual column. The first step is to get at least a rough estimate for the required number of stages needed.we’re going to use AspenPlus to generate a T-XY plot and use it to do a quick McCabe-Thile diagram. At the top of the screen under Tools, click on Analysis, Property, and Binary.A box will appear prompting youfor a section number.Click “OK” to continue.This screen allows us tochoose from a list ofpossible types of trayswithin our column.Enter a 2 in the startingstage and a 9 in theending stage becausethere are 10 stages inour column as both thecondenser and reboilercount as stages.Here’s the moment we’ve been waiting for. We’re ready to run our simulation. Click “OK.”Double-click on the blue Blocks folder and then also on Dist.Next, go to the top menu bar and click on Plot and then Plot Wizard.Plot Wizard takes the profiles AspenPlus generated for the column and turns them into pretty little charts.Upon completion click on the blue folder again and go under Results Summary and then Streams. The results show that we now have 94.9% purity in each of the product streams. Moving in the right direction but still not up to the desired specs.Let’s take a look at the Liquid Composition diagram…Double-click on the blue Blocks folder and then on the blue Dist folder to look at the results for the column.Go to Plot at the top of the screen and click on Plot Wizard.Hit “Next” through the welcoming screen and click on the Composition plot. Choose to plot Both Components in the Liquid phase and hit “Finish.”From this plot it is obvious that our feed stage is a little bit too low.We want the composition to be smooth lines without any humps or bumpsin the middle.Close the Results folder and let’s go adjust our feed stage.After you’ve determined the optimum feed plate location (HINT: 9) your plot should look like this.Next check your stream results to see if we have achieved the desired purity in our Methanol Stream.Unfortunately we still haven’t reached the desired purity in our product streams. But we did increase the purity by 3% to 97.5% by optimizing the location of the feed plate.Since the reflux ratiois given at 1.5 in the problem statement,the only other option is to continue to increase the number of stagesin our column.Return to the Setupscreen under the Blocks/Dist folder.Click on the Configuration tab at the top and increase the number of stages in the column.Also, go under the Tray Sizing and Tray Rating folders and change the ending stage on each to one stage less than the actual number of stages that you entered here.Next click on the Streams tab and change the location of the feed plate. Click on “Next” to run the simulation, then check the liquid composition diagram to be sure that it is in the optimum position. If it is, check the results. Continue this procedure until you meet the given purity spec.The other way we canobserve the pressuredrop is by using PlotWizard to create agraph.Go to Plot Wizard andclick on the Pressuregraph.Choose the desiredunits and click “Finish.”A graph similar to thisone should be createdshowing the pressureprofile in the column.The temperature profilecan also be created in asimilar manner.Congratulations! You havefinished the race and you’re probably not even half as tiredas this guy, he looks beat.Now you can entercomponents, feed streams,column data and generateresults for all of your own simulations. Feel free to bragto all of your friends nowabout your superior knowledgeof Radfrac, you’ve earned it.You are truly a champion.Peace and Love,Bj。
Aspen Plus 上机指南1
Aspen Plus上机指南1——用RADFRAC模拟蒸馏塔要求：设计一个收率可达95%，而且在蒸馏物中乙烯纯度可达99%的的C2分离器。
进料条件如下：Component Hydrogen- H2Methane-CH4 Ethylene-C2H4Ethane-C2H6 Propylene- C3H6-2 Mole Fraction0.000140.001620.757460.240030.00075我们将用DSTEU模型来模拟操作条件，在P=18 bar, RR=3.1和basis=100 lbmol/hr 的条件下运行，DSTEU模型，DSTEU模型可以作为一个用部分冷凝器或全冷凝器且单进物料双产物蒸馏塔的捷径。
然后，将利用这些计算结果做一个RADFRAC分析，RadFrac 是一个严格模型用于模拟所有类型的多级气-液精馏操作，需要用到一个全冷凝器，同时设置乙烯的蒸馏纯度为99%。
运用DSTWU模型模拟的步骤如下1．在流程图窗口插入一个DSTWU塔，一股进料物流从塔左侧进入，两股产品物流从塔上下侧流出，如下图所示：注意：物流编号随后将很重要，所以保证你做的图和下图保持一致2．点击NEXT按扭，然后输入“DSTWU Distillation Example”作为标题。
3．点击NEXT按扭，然后你将进入到组分-说明窗口。
4．输入进料物流的组分，如下图：5．点击NEXT按扭，将出现物性方法窗口，选择PENG-ROB方法.6．点击NEXT按扭两次，然后点击OK，然后就进入了物流1-输入-说明窗口。
7．输入下列数据：Pressure 18 barVapor Fraction 0Composition Basis Mole FractionHYDROGEN 0.00014METHANE 0.00162ETHANE 0.24003ETHYLENE 0.75746PROPYLEN 0.00075Total Mole Flow 100 lbmol/hr8．点击NEXT按扭，将出现模块-B1-输入-说明窗口。
用AspenPlus对反应精馏的模拟计算
０ 反应精馏技术简介
反应精馏是将化学反应与精馏相耦合的操作 技术，“反应精馏”的概念 １９２１ 年由 Ｂａｃｃｈａｕ 首次提 出 ［１］。 反 应 精 馏 通 过 精 馏 的 方 法 将 反 应 物 与 产 物 分 离开来， 以破坏可逆反应的平衡关系， 使反应继续向 生成产物的方向进行， 从而可提高可逆反应的转化 率、选择性和生产能力。此外， 反应精馏过程中还可 通过化学反应破坏气液平衡关系， 从而可加快传质 速率， 缩短反应时间。对于放热反应， 反应所释放出 的热量可作为精馏所需的气化热， 从而可降低能耗 和操作费用。简言之， 反应精馏具有以下优点［２］： 选择 性高； 使可逆反应收率提高； 温度易于控制， 避免出 现“热点”问题； 缩短反应时间， 强化设备生产能力； 能耗低， 操作费用低； 投资少。
·１６·
上海化工
第 ３２ 卷
衡， 气、液两相仅在界面处达到平衡， 且界面处不存 在净的质量和热量累积。对于反应热效应不大的体 系， 可进一步假设体系中气、液两相达到热平衡， 从 而可简化模型中的热量衡算式［２］。
针对甲醇和醋酸的酯化反应的特点， 本文的数 学模拟中选用平衡级模型。Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ 软件中， 用于 计算精馏的模型有基于传递速度理论 的 Ｒａｔｅ Ｆｒａｃ 和基于平衡级理论的 Ｒａｄ Ｆｒａｃ。Ｔｉｍ Ｐｏ¨ｐｋｅｎ 等选用 平衡级进行计算， 并将计算结果与实验结果比较， 证 明了平衡级模型已能足够准确地描述反应精馏填料 塔 ， ［４，７￣９］ 因此计算选用基于平衡级理论的 Ｒａｄ Ｆｒａｃ 模型。
尽管 Ｒａｄ Ｆｒａｃ 假定为平衡级， 可规定 Ｍｕｒｐｈｒｅｅ 效率或蒸发效率， 并通过操作 Ｍｕｒｐｈｒｅｅ 效率来匹配 装置性能。
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 plus 讲义 精馏
1、精馏的原理
1.3
蒸馏过程的分类
按蒸馏方式：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏 按物系的组分数：双组份精馏、多组分精馏 按操作压力：常压精馏、加压精馏、减压精馏 按操作方式：间歇精馏、连续精馏 按难易方式：普通精馏、特殊精馏
1、精馏的原理
1.4
蒸馏与精馏原理
1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 简单蒸馏 平衡蒸馏 精馏原理 连续精馏流程
精
馏
1、精馏原理 2、精馏塔 3、精馏过程的节能
塔
进行气相和液相或液相和液相间物质 传递的设备。按结构分板式塔和填料塔 两大类。板式塔内设有一定数量的塔板， 气体以鼓泡或喷射形式与塔板上液层相 接触进行物质传递。填料塔内装有一定 高度的填料，液体沿填料自上向下流动， 气体由下向上同液膜逆流接触，进行物 质传递。常应用于蒸馏、吸水、萃取等 操作中。
小尺寸填料较小；大尺寸填料及规整填 料较大
传统填料低；新型乱堆及规整填料高 较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
塔设备单元模型 — 分类
塔设备(Columns)单元共有9种模块：
1. 2. 3. 4.
DSTWU Distl RadFrac Extract
5. 6. 7. 8. 9.
2、精馏塔
2.1.2.2 筛孔塔板
（ Sieve Tray ）
筛孔塔板：是结构最简单的一种板 型。对筛孔塔板的研究，力学性能 以及塔板漏液等问题，获得了成熟 的使用经验和设计方法，使之逐渐 成为应用最广的塔板类型之一。
2、精馏塔
2.1.2.3 浮阀塔板（ Valve Tray）
浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板基础上开发的板型。 在塔板上按一定的排的阀片。阀片可随上升气量的变化 而自动调节开启度。在低气量时，开度小；气量大时， 阀片自动上升，开度增大。浮阀塔具有结构简单，生产 能力和操作弹性大，板效率高的优点，是一种综合性能 较优异的板型。
第9章ASPENPLUS应用简介
9.1
9.2
9.3
9.3 ASPEN PLUS 应用实例
6、单击“N ”，系统弹出物流特性估 算方法对话框，在对话框中选择 “P-R”方法。 7、单击“N ”，系统弹出如右图的输 入物流基本情况对话框，主要有流 量（8kmol/hr）、压力 （8kg/sqcm）、温度（30℃），摩 尔分率（0.4,0.27,0.33）。 8、单击“N ”，系统弹出如右图塔设 备基本情况设置对话框，设置塔板 数为5，冷凝器的形式为全凝器，回 流弊为2，塔顶引出物流量为 2.5kmol/hr,以及其它各参数，再单 击“N ”，系统弹出塔压情况对话 框，输入各种压力。 总目录 本章目录
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9.2.4 结果的输出
当Aspen
对整个流程计算完毕以后， 在数据浏览器中的结果汇总（Results Summary)中可以看到模拟的结果。
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9.3 ASPEN PLUS 应用实例
甲醇-二甲醚-水3元混合物精馏塔的模拟
1、在单元模块区选择Columns，在 它的下层菜单中选择Radfrac，在其 弹出的精馏塔图示中选择第一行中 的第三图例 。 2、将鼠标移到流程区，并单击，在 流程区出现一个塔，将鼠标移到物 流、能流区，单击，将在塔上出现 需要连接的物流（用红色表示）， 鼠标移到红色标记前后，通过拖动 连接上进出单元的物流。
总目录 本章目录
总目录本章目录91929393aspenplus甲醇二甲醚水3元混合物精馏塔的模拟1在单元模块区选择columns在它的下层菜单中选择radfrac在其弹出的精馏塔图示中选择第一行中的第三图例2将鼠标移到流程区并单击在流程区出现一个塔将鼠标移到物流能流区单击将在塔上出现需要连接的物流用红色表示鼠标移到红色标记前后通过拖动连接上进出单元的物流
Aspen plus模拟精馏塔说明书.
Aspen plus模拟精馏塔说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：100000吨精甲醇/年；原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；产品组成：甲醇≥99.9%w；废水组成：水≥99.5%w；进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。
二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图，并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；最佳侧线出料位置N P；(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8000 hr计算，进料流量为100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；产品:甲醇≥99.9%w；废水组成：水≥99.5%w。
(3).温度及压降：进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。
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:研究回流比与塔径的关系（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:作回流比与塔径的关系曲线（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。
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Aspen plus模拟精馏塔说明书
一、设计题目
根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔：
生产能力：100000吨精甲醇/年；原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；产品组成：甲醇≥99.9%w；废水组成：水≥99.5%w；进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。
二、设计要求
对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图，并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量；
(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；最佳侧线出料位置N P；
(3).回流比R；
(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷；
(5).塔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。
容:
(1)生产能力:一年按8000 hr计算，进料流量为
100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：
原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；
产品:甲醇≥99.9%w；废水组成：水≥99.5%w。
(3).温度及压降：
进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；
所有塔板Murphree 效率0.35。
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:研究回流比与塔径的关系（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:作回流比与塔径的关系曲线（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。
方法：在Specification表单中输入该塔段(Trayed section)的起始塔板(Starting stage)和结束塔板(Ending stage)、塔板类型(Tray type)、塔板流型程数(Number of passes)、以及板间距(Tray spacing)等几何结构参数。
6.塔板核算
目的:计算塔板的热负荷。
方法：对第5步的计算结果（塔径）按设计规要求进行必要的圆整，用 RadFrac模块的Tray Rating，对塔进行设计核算。
7.设计结果汇总
位置N F出料位置N P
51 48 42
一.用简捷模块（DSTWU）进行初步模拟
1.连接流股
图1-1
2. 设定全局特性
图1-2 3. 输入化学组分信息
图1-3 4. 选择计算方法和模型
图1-4 5. 输入外部流股信息
图1-5 6. 输入单元模块参数
图1-6 7. 运行程序
图1-7 8.查看结果
图1-8
a.流股信息
图1-9
b.最小回流比：0.46 ；实际回流比：0.7049 ；最小理论板数：10 ；理论板数：18 ；加料板位置：12。
（如图1-10）
图1-10
图1-11 二、灵敏度分析
图2-1
绘N T-R图
图2-2
三、用详细计算模块（RadFrac）进行计算
1.将DSTWU模型换成RadFrac模型
图3-1 2.设定配置
图3-2 3.设定流股
图3-3 4.设定压强
图3-4 5.运行程序
图3-5 6.查看结果
图3-6 7.连接侧线出料并计算
图3-7 图3-8
图3-9 8.加入Murphree 效率并计算
图3-10
图3-11 图3-12
图3-13 9.运行程序
图3-14 10.查看结果
图3-15
11.反复计算，直到进料板的甲醇含量接近0.7
图3-16
图3-17
图3-18
第48块板的进料接近0.7，将进料板位置设为48，重新计算。
图3-19
图3-20
第48快板的甲醇含量为0.7，满足设计要求，计算完毕。
12. 设定设计规定(Design Specs)和变化(Vary)
图3-21
图3-22
图3-23
图3-24
图3-25
图3-26
进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量
图3-27 冷凝器参数
图3-28 再沸器参数
图3-29
四、塔板设计
塔板类型选为筛板塔；板间距(Tray spacing)选为0.5 m。
图4-1
图4-2
图4-3
塔径：2.18 m，圆整为2.2 m；降液管截面积：0.1 ；
侧降液管流速：0.01m/s ；侧堰长：1584，查文献圆整1598。
图4-4 五、塔板核算
图5-1 图5-2
图5-3
最大液泛因子：0.783，小于0.8；最大降液管液位/板间距：0.307，在0.25--0.5之间，塔径核算成功。