Aspen 闪蒸计算
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第25页
【例2】-- 选用物性计算方法和模型
1) properties /specifications
2) global 3) Property method
4)P-R
第26页
【例2】-- 输入外部流股信息
第27页
【例2】-- 输入外部流股信息
T = 1000 F P = 550 psi 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
第8页
Separators- Flash（闪蒸罐）
✓闪蒸模型决定了具有一个或多个入口物流的混合
物的热状态和相态。可以生成这些模型的冷热曲 线表。
✓允许各种闪蒸操作，这些模型根据规定进行相平
衡闪蒸计算。可进行绝热、等温、恒温、恒压、 露点和泡点闪蒸计算。
✓平衡蒸馏过程计算所用的基本关系是物料衡算、
热量衡算以及气液平衡关系。
第24页
【例3】-- 输入化学组分信息-组分添加步骤
(1) (2)
1) Components /specifications
2) Find 3) 依提示输入组
分 4) 以“苯”为例 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
氢气: 405 lbmol/hMr odel
甲烷: 95 lbmol/hr
苯 : 95 lbmol/hr
甲苯: 5 lbmol/hr
COOL
VAP1
T = 100 F P = 500 psi FL1 Flash2
Model
LIQ1
使用 PENG-ROB 物性方法
VAP2
P = 1 atm Q=0 FL2 Flash2
苯 环己烷
第36页
Flash习题2
• 图示为一精馏塔的塔顶采出系统。精馏塔总的采 出组成如图所示，其中10mol%以气相形式采出。 若回流罐的温度为100℉，试计算回流罐压力。
气态馏出物
总馏出物 组分 的摩尔分数
液态馏出物
第37页
Flash习题3
• 150kmol/h的饱和液相流股在758kPa下自精馏塔第一块 板进入再沸器，如本题附图所示，其摩尔组成为：丙 烷（Propane）10％、正丁烷（n-Butane）40％、正戊 烷（n-Pentane）50％。
第6页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
模型 说明 目的
用途
Flash2
两股出料闪 蒸
确定热和相态条件
闪蒸器, 蒸发器, 分离罐, 单级分 离罐
Flash3
三股出料闪 蒸
确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相的单级分 离罐
Decanter 液-液倾析器 确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相无汽相的 单级分离罐
Model
LIQ2
问题: 1. 模块 “COOL” 的热负荷是多少? _________ 2. 第二闪蒸模块“FL2” 的温度是多少? _________
第21页
【例2】--流程图的绘制
FEED
HEATER COOLOUT
heat exhcanger
VAP1
FLSAH1
seperator flash2
第32页
【例2】-- 运行模拟过程
Mole Flow kmol/sec
H2 CH4 C6H6 C7H8
Total Flow kmol/sec
Temperature K
Pressure N/sqm
Vapor Frac
Liquid Frac
Vap1 liq1
0.05 0.00
0.01 0.00
0.00 0.01
Sep
组分分离器
把入口物流组分分离到 出口物流
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
Sep2
两股出料组 分分离器
把入口物流组分分离到 两个出口物流
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
第7页
闪蒸
• 闪蒸 又称为急闪蒸馏，平衡蒸馏，是一种连续、 稳态的单级操作。被分离的混合液先经加热 器升温，使之温度高于分离器压力下料液的 泡点，然后通过节流阀降低压力至规定值， 过热的液体混合物在分离器中部分汽化，平 衡的气液两相被及时分离。 通常，分离器又称为闪蒸塔（罐）。
• 问：1）VB和B各自的量及摩尔组成分别为多少？
•
2）再沸器的热负荷QR为多少？
第一块板
L1
VB
再沸器
QR
B＝50 kmol/h
第38页
Flash习题4
如图所示的烃类混合物体系在进入精馏塔前被 加热并被节流膨胀。试利用模拟计算软件计算 图中规定压强的三个位置混合物气液相各自的 量及摩尔组成
kmol·h-1
• 物性方法用RK-SOAVE
第12页
闪蒸分离模拟例题1
1 建立流程图
FEED
VAP SEPRATOR
BT
第13页
闪蒸分离模拟例题1
2 进入setup/specification 进行全局变量（global）设置，注意工程 单位的设置，运行类型的设置，以及报 告显示的要求等。这里 工程单位：ENG Run Type： Flowsheet 报告无具体要求，可缺省。
第18页
闪蒸分离模拟例题1
6 进入BLOCK设置
完成Specification设置后在Entrainment中设置
第19页
闪蒸分离模拟例题1
7 计算结果
第20页
【例2】完成以下练习
T = 200 F
Pdrop = 0
COOL
Feed FEED
T = 1000 F
P = 550 psi
Heater
LIQ1ຫໍສະໝຸດ Baidu
VAP2
FLASH2
seperator flash2
LIQ2
第22页
【例2】--设定全局特性
主要是全局特性的定义,如单位, 运算类型,报告的输出形式和要求
第23页
【例2】-- 输入化学组分信息
氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
第14页
闪蒸分离模拟例题1
3 进入组分输入窗口
第15页
闪蒸分离模拟例题1
4 进入Property 设置 在Property method的下拉式菜单中直接 选择RK-SOAVE.
第16页
闪蒸分离模拟例题1
5 进入Streams/Feed设置
第17页
闪蒸分离模拟例题1
6 进入BLOCK设置 在Specification中完成下列设置
3 闪蒸分离模拟
1
第1页
ASPEN Plus单元操作模型
按照用途分为
✓ 混合器/分流器（mixer/splitter） ✓分离器(separators) ✓换热器(heat exchangers） ✓塔(columns) ✓反应器(reactor) ✓压力变换器(pressure changers) ✓控制器(Manipulators） ✓固体(solids) ✓用户模型(user models)及泄压（pres relief）
组分
加热器 摩尔分率
蒸汽
阀门 去精馏塔
第39页
Flash习题5
• 图示系统用于冷却反应器出料并将轻相气提自重 的烃类中分离出来。体系组分K值采用SRK模型 方程计算。
• 试计算离开闪蒸罐的气相摩尔组成及流率；
气相出料
反应器出料
苯
甲苯
急冷液相
pump
液相采出
分配比：1:1
第40页
0.00 0.00
0.06 0.01
310.9 3
310.93
34473 3447378
78.65
.65
1.00 0.00
0.00
1.00
第33页
【例2】-- 运行模拟过程—换热器的热负荷
第34页
【例2】-- 运行模拟过程-闪蒸器2的温度
第35页
Flash习题1
• 图中所示混合物被部分冷凝并分离为两相V和 L。分别计算V和L的量（摩尔）及摩尔组成。 (采用PENG-R方程计算热力学性质)
第28页
【例2】-- 输入单元模块参数
第29页
【例2】-- 输入单元模块参数 – 换热器
T = 200 F Pdrop = 0
第30页
【例2】-- 输入单元模块参数 – 闪蒸器1
T = 100 F P = 500 psi
第31页
【例2】-- 输入单元模块参数 – 闪蒸器2
P = 1 atm Q=0
第11页
闪蒸模拟练习例题1
已知一进料，温度为400oF，压力为21psi， 组成为氢气（30.0lbmol/h）， 氮气 （1 5.0lbmol/h ）、甲烷（43.0lbmol/h ）、环 己烷（144.2lbmol/h ）、苯（0.2lbmol/h ） 。在闪蒸器中进行分离。闪蒸器在120 oF下 操作，压力降为0，分离后气相中夹带的液 相分率为0.012.轻确定气相的组成和流率。
第2页
ASPEN Plus单元操作模型
第3页
ASPEN Plus单元操作模型
第4页
ASPEN Plus单元操作模型
第5页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
分离器(Separators)又分为 • Flash（闪蒸罐） • Decanter（液-液倾析器） • Sep（组分分离器）
第9页
Separators- Flash（闪蒸罐）
通常，要固定入口物流的热状态，必须规定下 列各项中的任意两项：
✓温度 ✓压力 ✓热负荷 ✓气相摩尔分率
在闪蒸模型中不允许同时规定热负荷和气相摩 尔分率。
第10页
运用Aspen Plus进行流程模拟的基本步骤
1）启动User Interface 2）选用Template 3）选用单元操作模块：Model Blocks 4）连结流股：Streams 5）设定全局特性：Setup Global Specification 6）输入化学组分信息 Components 7）选用物性计算方法和模型 Property Methods & Models 8）输入外部流股信息 External Steam 9）输入单元模块参数 Block Specifications 10）运行模拟过程 Run Project 11）查看结果 View of Results 12）输出报告文件 Export Report 13）保存模拟项目 Save Project 14）退出 Exit
【例2】-- 选用物性计算方法和模型
1) properties /specifications
2) global 3) Property method
4)P-R
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【例2】-- 输入外部流股信息
第27页
【例2】-- 输入外部流股信息
T = 1000 F P = 550 psi 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
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Separators- Flash（闪蒸罐）
✓闪蒸模型决定了具有一个或多个入口物流的混合
物的热状态和相态。可以生成这些模型的冷热曲 线表。
✓允许各种闪蒸操作，这些模型根据规定进行相平
衡闪蒸计算。可进行绝热、等温、恒温、恒压、 露点和泡点闪蒸计算。
✓平衡蒸馏过程计算所用的基本关系是物料衡算、
热量衡算以及气液平衡关系。
第24页
【例3】-- 输入化学组分信息-组分添加步骤
(1) (2)
1) Components /specifications
2) Find 3) 依提示输入组
分 4) 以“苯”为例 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
氢气: 405 lbmol/hMr odel
甲烷: 95 lbmol/hr
苯 : 95 lbmol/hr
甲苯: 5 lbmol/hr
COOL
VAP1
T = 100 F P = 500 psi FL1 Flash2
Model
LIQ1
使用 PENG-ROB 物性方法
VAP2
P = 1 atm Q=0 FL2 Flash2
苯 环己烷
第36页
Flash习题2
• 图示为一精馏塔的塔顶采出系统。精馏塔总的采 出组成如图所示，其中10mol%以气相形式采出。 若回流罐的温度为100℉，试计算回流罐压力。
气态馏出物
总馏出物 组分 的摩尔分数
液态馏出物
第37页
Flash习题3
• 150kmol/h的饱和液相流股在758kPa下自精馏塔第一块 板进入再沸器，如本题附图所示，其摩尔组成为：丙 烷（Propane）10％、正丁烷（n-Butane）40％、正戊 烷（n-Pentane）50％。
第6页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
模型 说明 目的
用途
Flash2
两股出料闪 蒸
确定热和相态条件
闪蒸器, 蒸发器, 分离罐, 单级分 离罐
Flash3
三股出料闪 蒸
确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相的单级分 离罐
Decanter 液-液倾析器 确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相无汽相的 单级分离罐
Model
LIQ2
问题: 1. 模块 “COOL” 的热负荷是多少? _________ 2. 第二闪蒸模块“FL2” 的温度是多少? _________
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【例2】--流程图的绘制
FEED
HEATER COOLOUT
heat exhcanger
VAP1
FLSAH1
seperator flash2
第32页
【例2】-- 运行模拟过程
Mole Flow kmol/sec
H2 CH4 C6H6 C7H8
Total Flow kmol/sec
Temperature K
Pressure N/sqm
Vapor Frac
Liquid Frac
Vap1 liq1
0.05 0.00
0.01 0.00
0.00 0.01
Sep
组分分离器
把入口物流组分分离到 出口物流
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
Sep2
两股出料组 分分离器
把入口物流组分分离到 两个出口物流
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
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闪蒸
• 闪蒸 又称为急闪蒸馏，平衡蒸馏，是一种连续、 稳态的单级操作。被分离的混合液先经加热 器升温，使之温度高于分离器压力下料液的 泡点，然后通过节流阀降低压力至规定值， 过热的液体混合物在分离器中部分汽化，平 衡的气液两相被及时分离。 通常，分离器又称为闪蒸塔（罐）。
• 问：1）VB和B各自的量及摩尔组成分别为多少？
•
2）再沸器的热负荷QR为多少？
第一块板
L1
VB
再沸器
QR
B＝50 kmol/h
第38页
Flash习题4
如图所示的烃类混合物体系在进入精馏塔前被 加热并被节流膨胀。试利用模拟计算软件计算 图中规定压强的三个位置混合物气液相各自的 量及摩尔组成
kmol·h-1
• 物性方法用RK-SOAVE
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闪蒸分离模拟例题1
1 建立流程图
FEED
VAP SEPRATOR
BT
第13页
闪蒸分离模拟例题1
2 进入setup/specification 进行全局变量（global）设置，注意工程 单位的设置，运行类型的设置，以及报 告显示的要求等。这里 工程单位：ENG Run Type： Flowsheet 报告无具体要求，可缺省。
第18页
闪蒸分离模拟例题1
6 进入BLOCK设置
完成Specification设置后在Entrainment中设置
第19页
闪蒸分离模拟例题1
7 计算结果
第20页
【例2】完成以下练习
T = 200 F
Pdrop = 0
COOL
Feed FEED
T = 1000 F
P = 550 psi
Heater
LIQ1ຫໍສະໝຸດ Baidu
VAP2
FLASH2
seperator flash2
LIQ2
第22页
【例2】--设定全局特性
主要是全局特性的定义,如单位, 运算类型,报告的输出形式和要求
第23页
【例2】-- 输入化学组分信息
氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
第14页
闪蒸分离模拟例题1
3 进入组分输入窗口
第15页
闪蒸分离模拟例题1
4 进入Property 设置 在Property method的下拉式菜单中直接 选择RK-SOAVE.
第16页
闪蒸分离模拟例题1
5 进入Streams/Feed设置
第17页
闪蒸分离模拟例题1
6 进入BLOCK设置 在Specification中完成下列设置
3 闪蒸分离模拟
1
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ASPEN Plus单元操作模型
按照用途分为
✓ 混合器/分流器（mixer/splitter） ✓分离器(separators) ✓换热器(heat exchangers） ✓塔(columns) ✓反应器(reactor) ✓压力变换器(pressure changers) ✓控制器(Manipulators） ✓固体(solids) ✓用户模型(user models)及泄压（pres relief）
组分
加热器 摩尔分率
蒸汽
阀门 去精馏塔
第39页
Flash习题5
• 图示系统用于冷却反应器出料并将轻相气提自重 的烃类中分离出来。体系组分K值采用SRK模型 方程计算。
• 试计算离开闪蒸罐的气相摩尔组成及流率；
气相出料
反应器出料
苯
甲苯
急冷液相
pump
液相采出
分配比：1:1
第40页
0.00 0.00
0.06 0.01
310.9 3
310.93
34473 3447378
78.65
.65
1.00 0.00
0.00
1.00
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【例2】-- 运行模拟过程—换热器的热负荷
第34页
【例2】-- 运行模拟过程-闪蒸器2的温度
第35页
Flash习题1
• 图中所示混合物被部分冷凝并分离为两相V和 L。分别计算V和L的量（摩尔）及摩尔组成。 (采用PENG-R方程计算热力学性质)
第28页
【例2】-- 输入单元模块参数
第29页
【例2】-- 输入单元模块参数 – 换热器
T = 200 F Pdrop = 0
第30页
【例2】-- 输入单元模块参数 – 闪蒸器1
T = 100 F P = 500 psi
第31页
【例2】-- 输入单元模块参数 – 闪蒸器2
P = 1 atm Q=0
第11页
闪蒸模拟练习例题1
已知一进料，温度为400oF，压力为21psi， 组成为氢气（30.0lbmol/h）， 氮气 （1 5.0lbmol/h ）、甲烷（43.0lbmol/h ）、环 己烷（144.2lbmol/h ）、苯（0.2lbmol/h ） 。在闪蒸器中进行分离。闪蒸器在120 oF下 操作，压力降为0，分离后气相中夹带的液 相分率为0.012.轻确定气相的组成和流率。
第2页
ASPEN Plus单元操作模型
第3页
ASPEN Plus单元操作模型
第4页
ASPEN Plus单元操作模型
第5页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
分离器(Separators)又分为 • Flash（闪蒸罐） • Decanter（液-液倾析器） • Sep（组分分离器）
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Separators- Flash（闪蒸罐）
通常，要固定入口物流的热状态，必须规定下 列各项中的任意两项：
✓温度 ✓压力 ✓热负荷 ✓气相摩尔分率
在闪蒸模型中不允许同时规定热负荷和气相摩 尔分率。
第10页
运用Aspen Plus进行流程模拟的基本步骤
1）启动User Interface 2）选用Template 3）选用单元操作模块：Model Blocks 4）连结流股：Streams 5）设定全局特性：Setup Global Specification 6）输入化学组分信息 Components 7）选用物性计算方法和模型 Property Methods & Models 8）输入外部流股信息 External Steam 9）输入单元模块参数 Block Specifications 10）运行模拟过程 Run Project 11）查看结果 View of Results 12）输出报告文件 Export Report 13）保存模拟项目 Save Project 14）退出 Exit