利用Aspen Plus软件模拟丙烯精馏过程
利用Aspen plus模拟软件挖潜丙烯精馏塔
利用Aspen plus模拟软件挖潜丙烯精馏塔
夏和青
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2003(033)007
【摘要】通过Aspen plus模拟软件计算,找出扬子石油化工股份有限公司炼油厂气体分馏装置在高负荷下的瓶颈问题.通过整改,使总进料量达原设计负荷的127%,丙烯塔达原设计负荷的157.8%情况下,丙烯产品质量仍然合格,每年可多产丙烯9 912.6t,获得经济效益2 799.41×104 RMB￥.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】夏和青
【作者单位】中国石化扬子石油化工股份有限公司炼油厂,江苏省南京市,210048【正文语种】中文
【中图分类】TE624
【相关文献】
1.板式连续精馏塔醇水体系的实操效果与Aspen Plus软件模拟结果对比分析 [J], 毕研迎;王帅花;钤小平;张其坤
2.利用Aspen Plus软件模拟二硫化碳精馏塔 [J], 贺勇;刘琦琦;夏尚文;李天文
3.利用 Aspen Plus 软件模拟丙烯精馏过程 [J], 焦林宏;赵立祥;袁科道;王理
4.Aspen Plus模拟软件在HFC-134a产品精馏塔的应用 [J], 熊显云;穆润敏
5.基于Aspen Plus对丙烯精馏塔模拟方法的改进研究 [J], 郑松龙
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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
Aspen Plus V7.3 安装、操作及精馏实例
选择“Standalone License File”
Aspen Plus V7.3安装
出现以下画面:
选择“Add License”,添加前面 生成的License文件
Aspen Plus V7.3安装
若出现如下画面,则说明license文件加载成功
Aspen Plus V7.3安装
选择“Aspen Engineering”,点击“Install”
计算机在化工中的应用
——Aspen Plus V7.3使用说明
主要内容
一、Aspen Plus 简介 二、Aspen Plus V7.3 安装 三、Aspen Plus V7.3 基本操作 四、Aspen Plus V7.3 精馏模拟实例
Aspen Plus 简介
流程模拟——使用计算机程序定量模拟一个化学过程的 特性方程。 基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。 Advanced System for Process Engineering（ASPEN） 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司 参与开发。 1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公 司，并称之为Aspen Plus。 经过20多年不断地改进、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。
Aspen Plus V7.3安装
3. Aspen Plus V7.3安装
Aspen Plus V7.3安装
在DVD驱动器中加载“aspenONEV7.3DVD1”（32 运行“setup.exe”,选择“Products”后出现如下画面：
Aspen Plus V7.3安装
点击确定后，出现如下画面：
Aspen Plus 能做什么
aspen plus在c4催化裂解生产丙烯工艺设计上的运用
·技术与应用·Aspen Plus在C4催化裂解生产丙烯工艺设计上的运用■乔云1 张庆莲21.云南能投化工有限责任公司 云南昆明 650100；2.云南云天化石化有限公司 云南昆明 650300摘 要：通过对OCP工艺进行改造，以炼油厂C4为原料，催化裂解生产丙烯。
使用Aspen Plus对工艺流程进行模拟，同时使用Aspen Energy Analyzer对流程热集成，优化工艺流程，缩短工程设计时间。
关键词：C4；丙烯；OCP工艺；Aspen Plus模拟Application of Aspen Plus in the Process design of C4 catalytic cracking to producing propylene Abstract: Through the transformation of the OCP process, the refinery C4 is used as a raw material to catalytically crack the propylene. Use Aspen Plus to simulate the process and use Aspen Energy Analyzer to thermally integrate the process, optimize the process and reduce engineering time.Key words: C4；Propylene；OCP process；Aspen Plus simulation引言随着我国炼油及石化企业的大型化，一体化步伐加快，多方向选择C4烯烃资源的优化利用方法，可促进石油化工可持续发展。
国内外对乙烯、丙烯的需求量逐年递增，且乙烯、丙烯生产中其原料成本占生产总成本的80％～90％，所以通过利用炼油厂C4馏分来生产乙烯、丙烯，可降低生产成本，发挥炼化一体化的资源优势。
第四章 第五节 Aspen Plus计算精馏过程
yji=Kjixji
（3）加和方程 S方程：
y 1
ji
x 1
ji
（4）热量衡算方程—— H方程
Fjhf+Vj+1Hj+1+Lj－1h1=(Vj+Gj)Hj+(Lj+Uj)hj+Qj
Aspen Plus计算精馏过程
郭宁
guoning@
一、精馏塔的设计计算
平衡级数的计算
确定轻重关键组分 确定分离任务 确定计算方法并计算
精馏塔类型的选择和设计
二、平衡级数的计算
简捷法计算
DSTWU 模块用Winn-UnderwoodGilliland捷算法进行精馏塔的设计，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、给定回流比下的理论板数和加料板 位置。
四、例题
使用简捷法计算进料组成见下表，温度为75，压力138psig条件下精 馏塔的理论板数和回流比。（要求丙烷完全从塔顶脱出(0.99)）
Chemical Propane
Boiling Pointd/(lb mol/h) 100
ISOBUTANE
n-Butane i-Pentane(2-METHYL-BUTANE) n-Pentane
严格逐板法
• RadFrac 模块同时联解物料平衡、能量平衡 和相平衡关系，用逐板计算方法求解给定塔设 备的操作结果。
三、简捷计算法
轻关键组分对重关键组分的‘相对挥发度
Fenske方程
最小级数
其他组分的回收率
Underwood方程
最小汽相流量
Gilliland关联式
aspenplus计算精馏过程dstwudstwu模块用模块用winnwinnunderwoodunderwoodgillilandgilliland捷算法进行精馏塔的设计根据给定捷算法进行精馏塔的设计根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比最小的加料条件和分离要求计算最小回流比最小理论板数给定回流比下的理论板数和加料板理论板数给定回流比下的理论板数和加料板位置
aspen 精馏模拟详细过程及探讨疑问
精馏塔设计初步介绍1.设计计算◆输入参数：●利用DSTWU模型，进行设计计算●此时输入参数为：塔板数（或回流比以及最小回流比的倍数）、冷凝器与再沸器的工作压强、轻组分与重组分的回收率（可以从产品组成估计）、冷凝器的形式◆输出参数（得到用于详细计算的数据）：●实际回流比●实际塔板数（实际回流比和实际塔板数可以从Reflux Ratio Profile 中做图得到）●加料板位置（当加料浓度和此时塔板上液体浓度相当时的塔板）●蒸馏液（馏分）的流量●其他注：以上数据全部是估计得初值，需要按一定的要求进行优化（包括灵敏度以及设计规定的运用），优化主要在RadFrac模型中进行。
2.详细计算◆输入参数：●输入参数主要来自DSTWU中理论计算的数据◆输出参数：●输出的主要是设计板式塔所需要的水力学数据，尺寸数据等其他数据（主要是通过灵敏度分析以及设计规定来实现）3.疑问●在简捷计算中：回收率有时是估计值，它对得到详细计算所需的数据可靠性的影响是不是很大？●在简捷计算中：有多少个变量，又有多少个约束条件？●在简捷计算中：为什么回流比和塔板数有一定的关系？简捷计算（对塔）1．输入数据：●Reflux ratio ：-1.5（估计值，一般实际回流比是最小回流比的1.2—2倍）●冷凝器与再沸器的压强：1.013 ，1.123 （压降为0.11bar）●冷凝器的形式：全冷凝（题目要求）、●轻重组分的回收率（塔顶馏出液）：0.997 ，0.002 （如果没有给出，可以根据产品组成估计）●分析时，注意Calculation Option 中的设置，来确定最佳回流比以及加料板位置2．输出数据：●Reflux Ratio Profile中得到最佳的回流比与塔板数为：塔板数在45—50中选择，回流比在：0.547 —0.542●选定塔板数为：48，回流比为：０．５４４●把所选的塔板数回代计算，得到下列用于RadFrac模型计算的数据（见下图）：●●从图中可得：实际回流比为：0.545（摩尔比）；实际塔板数为：48；加料板位置：33；Distillate to feed fraction ：0.578（自己认为是摩尔比，有疑问？？）；馏出液的流量：１１６７３．５ｋｇ／ｈ疑问：进料的流量是怎么确定的，肯定是大于11574kg/h，通过设计规定得到甲醇产量为：11574kg/h（分离要求），求出流量为：16584.0378kg/h。
aspen精馏教程
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
第 5 页共 37 页
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 3.1-5
3）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
3.3 定义组份
本节任务： ·输入物料化学成份
单击 N-> 快捷键直到进入进料参数输入页，如图 3.3-1 所示.
第 7 页共 37 页
图 3.3-1
在此窗口中，我们可以定义流程中所涉及的化学组分. 定义方法有两种： 1) 可以在 component ID 或 component name 中直接输入组分的英文名称. 其中 Component ID 是该组分的代号，用户可以进行定义和修改. 2) 可以使用 Aspen plus 提供的 find 工具，查找 Aspen plus 提供的组份. 单击 find 按钮， 进入组份查找页，在对话框中输入组分的英文名称或分子式，也可以输入其部分字符串. 这 里我们输入甲醇分子式 CH4O（注意不能输入 CH3OH），点击 find now 按钮，查找结果出现 在下面列表中，如图 3.3-2.
丙烯精馏塔过程模拟
阀塔板及筛板塔板相当 。塔内上下塔板平行旋 转 90°垂直安装 [见图 1 ( b) , ( c) ]。一方面由于 塔板上无常规的伸入下层塔板的降液管 ,另一方 面由于气相通过小孔可从不同方向喷射出来 ,因 此其处理能力较大 。
○—丙烷 ; ●—丙烯 ; △—丙二烯 图 3 丙烯精馏塔中丙烯 、丙二烯 、丙烷摩尔分数变化曲线
由图 3可见 ,丙烯与丙烷的分离主要集中在 提馏段 ,丙二烯的分离主要在提馏段的第 210 块 塔板之后 ,全塔灵敏板在 220～230块塔板间 。建 议在该处加装温度自控点 ,通过此点温度控制塔 釜再沸器加热蒸汽的量 。
15
收稿日期 : 2006 - 10 - 25;修回日期 : 2007 - 01 - 05 作者简介 :孙卫国 (1973—) ,男 ,甘肃民勤人 ,在读工程硕士 。 从事化学工程研究工作 。
·148·
石 化 技 术 与 应 用 第 25卷
2 工业过程模拟 2. 1 计算模型的选取
4 操作参数灵敏度分析 为了优化生产 ,需要了解工艺操作条件的最
优选择 ;为了满足装置今后改造的需要 ,应该了 解装置设计中的瓶颈 ,因此 ,有必要对丙烯精馏 塔的相关操作参数进行灵敏度分析 。以下是基 于丙烯精馏塔进料量为 16 000 kg / h时的操作灵 敏度分析 。 4. 1 进料位置对分离精度的影响
在 A spen Plus模拟软件中没有提供 DJ - 5 和 DJ - 3 类型的塔板形式 [ 7 ] ,笔者在对丙烯精馏 塔进行工业过程模拟之前 ,首先根据 DJ - 5 和 DJ - 3 型 塔 板 的 降 液 管 面 积 率 将 其 折 算 为 A spen Plus软 件 所 认 可 的 塔 板 形 式 。DJ - 5 和 DJ - 3 型塔板的板径分别为 3. 4, 3. 0 m ,降液管 面积 率 分 别 为 15. 12% , 15. 21% , 计 算 后 可 得 DJ - 5 型塔板的降液管宽度为 0. 437 m (双降液 管 A 板 )和 0. 414 m (单降液管 B 板 ) , DJ - 3 型 塔板的降液管宽度为 0. 385 m (双降液管 A 板 ) 和 0. 366 m (单降液管 B 板 ) ,如图 1 ( d)所示 。
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。
ASPENPLUS介绍及模拟实例
ASPENPLUS介绍及模拟实例ASPENPLUS具有广泛的应用领域，包括石化、炼油、化肥、热力、制药、生化工程等。
它可以用于模拟各种化工过程，例如分离、混合、反应、蒸馏、液-液/气-液萃取、吸收、脱吸附、干燥等。
ASPENPLUS使用了一套成熟的计算方法和数学模型，可以准确地预测化工过程的性能指标，为工程师提供决策支持。
ASPENPLUS的建模过程包括定义组分、定义装置流程、定义物理特性、定义热力学模型、定义操作条件、定义单元操作、定义修正参数等。
用户可以根据具体的工艺流程需求，选择不同的模拟单元进行组合，以实现整个过程的模拟。
在模拟过程中，用户可以通过调整操作条件和设备参数，进行优化设计，以实现最佳的性能。
下面以丙烯酸酯生产过程为例，介绍ASPENPLUS的模拟实例。
丙烯酸酯是一种重要的化工原料，广泛应用于合成高分子材料、油墨、粘合剂等。
其主要生产过程是通过异丁烯与甲基丙烯酸酯在催化剂存在下进行反应生成。
为了实现丙烯酸酯的高选择性产率，需要优化反应过程的操作条件和装置结构。
首先，在ASPENPLUS中定义组分，包括异丁烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和副产物。
然后，定义装置流程，包括进料反应器、分离塔和产品收集器。
接下来，定义物理特性，如温度、压力、流量等。
充分考虑物料的热力学性质，确保模拟过程的准确性。
在物理特性定义完成后，需要定义热力学模型。
根据反应过程的实际情况，选择适当的热力学模型，并确定模型参数。
在反应过程中，可以设置反应器的温度、压力和催化剂的用量，以及反应物的摩尔比例。
定义好热力学模型后，需要定义操作条件。
根据实际工艺需求，设置反应器的温度和压力，以及进料和产物的流量。
可以使用ASPENPLUS提供的优化算法，通过调整操作条件，实现产物选择性的优化。
最后，定义单元操作，包括进料反应器、分离塔和产品收集器的模型和参数。
分离塔的模型可以选择蒸馏、吸收或萃取等。
通过定义修正参数，可以对模拟过程进行细致的调整和修改，以实现更准确的模拟结果。
Aspen Plus在精馏操作分析中的应用
Aspen Plus在精馏操作分析中的应用精馏是化工行业中应用很广的一种工艺操作。
影响精馏效果的因素很多，往往一个因素发生变化时，会牵扯到一些其他因素发生变化。
这使得精馏过程变得颇为灵活和复杂。
如何有效的对精馏操作进行全面详细的分析一直是技术人员的研究难点和重点。
本文简要介绍了Aspen Plus软件，并详细探讨了它在精馏操作分析中的实际应用，供大家学习交流。
标签：Aspen Plus；精馏操作；分析；应用前言精馏是化工行业中应用很广的一种工艺操作。
影响精馏效果的因素的是多方面的，主要包括分离物的组成和性质、操作过程和设备的物理参数等等。
往往一个因素发生变化时，会牵扯到一些其他因素发生变化。
由于这些影响因素多呈非线性变化，使精馏过程变得颇为灵活和复杂，如何有效的对精馏操作进行全面详细的分析一直是技术人员的研究难点和重点。
1 精馏塔的分类和原理简介精馏塔又名蒸馏塔，是一种进行蒸馏的气液塔式接触装置，主要有填料塔和板式塔两种类型，根据操作方式的不同又可以分为间隙精馏塔和连续精馏塔。
整个物料变化过程就是气相物质和液相物质相互作用的过程，首先气相从塔底进入塔内，与塔内下降的液相接触，气相中难挥发的物质源源不断的向液相转化，与此同时，液相中容易挥发的物质也会转化到气相中去，随着工序的继续，重组分在塔底积聚，轻组分流向塔顶，逐步实现轻重组分的分离。
分离出的气相进入冷凝器，液相组分一部分作为蒸馏的液体取出，另一部分继续返回塔顶进入蒸馏塔中。
塔底流出的液体，部分送入再沸器加热蒸发成气相，其它的液体作为釜残液取出。
2 Aspen Plus软件简介Aspen是由美国麻省理工学院（MIT）主持、多个部门共同参与联合开发的。
它是一款用于模拟化工生产工艺的模拟软件。
Aspen Plus拥有最完善的物性数据库，包含六千多种纯组分的物性数据。
其次，它还具有超强的热力学计算系统，以及各种单元操作模块。
Aspen Plu在整个化工工艺装置的研发、设计和安置中都发挥着巨大的作用。
丙烯精馏过程模型及模拟优化
图 2 丙烯塔进料物料组成对最佳进料板位置和单位 丙烯产品能耗的影响（1 cal=4.18 J）
2.2 丙烯产品中烷烃浓度的规定值对产量和塔釜 丙烯损失的影响
当塔釜加热负荷、精馏塔的进料负荷一定时， 丙烯产品中丙烷浓度的控制指标对丙烯产品产量和 塔釜丙烯损失的影响如图 3 所示。图 3 所示的结果 表明，丙烯产品中丙烷摩尔分数控制在低于 0.2%时， 塔釜的丙烯损失将急剧上升，丙烯产品的产量相应 地下降较快。由图 3 还可以看出，丙烯产品产量随 丙烯产品中丙烷浓度控制指标的变化曲线是凸函 数。由工况 1 和工况 2 连接的线段中点 3 作垂直于 x 轴的直线与丙烯产品产量随其中丙烷浓度的变化曲 线交于点 4，很明显地点 3 的纵坐标小于点 4 的纵坐 标。其物理意义即为：当希望将丙烯塔的运行工况 控制在点 4 时，如果由于外界扰动使丙烯精馏系统 的运行状态在工况 1 和工况 2 之间波动时，丙烯产 品的产量将低于一直将工况稳定在点 4 下得到的丙 烯产量。同样地，塔釜丙烯损失的变化曲线是凹函 数，故将工况稳定在点 4 时，可以有效地降低塔釜 循环丙烷带走的丙烯损失。并且烷烃浓度控制太低 时，将会使循环丙烷带走的丙烯浓度急剧增加，烷 烃摩尔分数应尽可能地控制在高于 0.4%的区间。
利用 Aspen Plus 软件模拟丙烯精馏过程
利用 Aspen Plus 软件模拟丙烯精馏过程焦林宏;赵立祥;袁科道;王理【摘要】采用ASPEN PLUS化工流程模拟软件对丙烯精馏过程进行模拟，采用RadFrac模块进行计算，并用软件灵敏度分析工具优化操作参数。
最后分析了进料中丙烷含量的变化对分离效果的影响及采取的措施。
进料中丙烷含量增大时，可以降低塔顶馏出量，以达到分离要求。
%The propylene distillation column was simulated by Aspen Plus.It was calculated by RadFrac module. The operating parameters were optimized by sensitivity analysis tools.The effect of the changes of propane on separation effect was analyzed.When the content of propane increased in the feed, decrease of distillation rate could meet the purity required of the distillate.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】3页(P107-109)【关键词】丙烯;模拟;丙烷【作者】焦林宏;赵立祥;袁科道;王理【作者单位】兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州 730060;兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州 730060;兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州 730060;兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州 730060【正文语种】中文【中图分类】TE992.1丙烯是石油化工基本有机原料之一，目前70%丙烯来自于蒸汽裂解装置，28%丙烯来自于炼厂FCC 装置［1］。
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。
Aspen plus在精馏中的应用
(2) 定义数据输入输出单位;
点击 data 菜单中的 setup, 出现初始化设置窗口，如图 10：
图 10
系统自身有一套默认的设置，同时用户也可以根据要求来自己修改或定义。包括单位及其他全局设 置，这里使用系统默认的设置。
3
Aspen Plus 资料
(3) 确定流程包含的化学组份 在窗口左侧的目录树结构中选择 components 文件夹进行化学组分 定义。点击其下的 specification，出现图 11 所示窗口：
点击data菜单中的setup出现初始化设置窗口系统自身有一套默认的设置同时用户也可以根据要求来自己修改或定义包括单位及其他全局设置在这里我们使用系统默认的设置3确定流程包含的化学组份在窗口左侧的目录树结构中选择components文件夹进行化学组分定义的specification出现图11所示窗口如图10图10点击其下图11在此窗口中我们可以定义流程中所涉及的化学组分定义方法如下a可以在componentid或componentname中直接输入组分的英文名称b可以使用aspenplus提供的find工具口图12在出现的对话框中可以输入组分的英文名称或分子式这里我们输入分子式c6h6按回车键或点击findnow按钮图12单击find按钮出现如图12所示的窗也可以输入其部分字符串出现窗口如图13再选择所需组分对话框后的窗口如图14所示其中componentid是该组分的代号用同样方法输入甲苯组分点击窗口下侧的add按钮该组分就被添加到组分列表中关闭图14用户可以进行修改结果如图15所示图154确定物性的计算方法和模型在窗口左侧的目录树结构中选择properties文件夹进行物性设置点击其下的specification出现图16所示窗口图16在该窗口中根据不同的物系非理想物系可选择典型的wiston或uniquac等方法法在这里苯和甲苯体系可近似看成理想系认确定5定义流程中每股进料条件在窗口左侧的目录树结构中选择streams文件夹义的三股物料dfeed故我们仅定义feed流股的状态参数示窗口我们可以定义流程类型选择不同的物性计算方法对于理想物系物性计算方法等可以选择ideal方法电解质溶液也有其相应的计算方我们选择ideal方法其他设置由系统默将可看到我们先前在流程图中定dl流股为待定流股选择feed文件夹中的input后出现如图17所l其中feed流股为已知流股图17进料热状态在statevariables中定义若为过冷液体或过热气体可通过指定压力和温度定义若为气液混合进料可通过指定气相分率和温度或压力之一来定义在这里我们选取进料热状态为饱和液体在vaporfraction中输入0下来可以定义物料的流量根据不同需要可以定义摩尔在这里我们用质量流量输入4000kghr下面定义组分流量或组分分率选用质量分率在相应组分后输入其质量分率图18在pressure中输入1atm体积质量或标准体积流量我们在这里输入数据后的窗
丙烯精馏塔过程模拟
丙烯精馏塔过程模拟
孙卫国;李凭力;邸士标;兰其盈
【期刊名称】《石化技术与应用》
【年(卷),期】2007(025)002
【摘要】利用Aspen Plus软件对丙烯精馏塔进行了模拟计算,选取其中的SK-SOAVE模型模拟丙烯精馏塔.模拟计算结果及对操作灵敏度的分析表明:塔顶产出
量对丙烯精馏塔分离精度的影响最明显.其次是塔板效率和回流比;原设计加工量偏高,实际生产应保持16000 kg/h的加工量;稳定塔顶产出操作可有效提高分离精度,并可使塔顶产出量提高近7.5%.
【总页数】5页(P147-151)
【作者】孙卫国;李凭力;邸士标;兰其盈
【作者单位】中国石油兰州石化分公司石油化工研究院,甘肃,兰州,730060;天津大学,天津,300072;中国石油兰州石化分公司石油化工厂,甘肃,兰州,730060;中国石油兰州石化分公司石油化工研究院,甘肃,兰州,730060
【正文语种】中文
【中图分类】TQ221.21+2
【相关文献】
1.丙烯精馏塔中丙烯收率及塔板效率的研究 [J], 李茂军
2.乙腈法萃取精馏丁二烯过程模拟与工艺优化Ⅰ.萃取精馏塔内各组分的摩尔分数、温度和气液流量的分布 [J], 孙保德;曾爱武;姜森
3.关于丙烯精馏塔动态过程模拟研究 [J], 邓生鑫
4.低温精馏过程模拟及其分离特性分析(Ⅱ)带有侧线返回进料的低温精馏塔模拟[J], 罗祎青;袁希钢;刘春江;余国琮
5.炼油减压精馏塔汽提工艺传质过程模拟与分析 [J], 杜翔;吴少敏;袁希钢
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
aspen精馏模拟步骤
Aspen 精馏模拟的步骤一、板式塔工艺设计二、第一要知道工艺计算要算什么要获得那些结果怎样算而后再进行下边的计算步骤。
三、其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，不可以做什么你怎样借助它达成给定的设计任务。
四、设计方案，包含设计方法、路线、剖析优化方案等，应当是设计开题报告中的一部份。
没有很好的设计方案，详细作时就会思路不清楚，足见开题的重要性。
下边给出工艺设计计算方案参照，希望借此对此后的构造和强度设计作一个详尽的设计方案，明确的一下接下来所有工作详尽步骤和方法，以便此后设计工作顺利进行。
五、板式塔工艺计算步骤六、 1. 物料衡算（手算）七、目的：求解 aspen 简捷设计模拟的输入条件。
八、内容： (1)组份切割，确立能否为清楚切割；九、(2) 预计塔顶与塔底的构成。
十、得出结果：塔顶馏出液的中重点轻组份与重点重组份的回收率十一、参照：《化工原理》相关精馏多组份物料均衡的内容。
十二、 2. 用简捷模块（ DSTWU）进行设计计算十三、目的：联合后边的敏捷度剖析，确立适合的回流比和塔板数。
十四、方法：选择设计计算，确立一个最小回流比倍数。
十五、得出结果：理论塔板数、实质板数、加料板地点、回流比，蒸发率等等RadFarce所需要的所有数据。
十六、 3. 敏捷度剖析十七、目的： 1.研究回流比与塔径的关系（NT-R），确立适合的回流比与塔板数。
十八、 2. 研究加料板地点对产品的影响，确立适合的加料板地点。
十九、方法：能够作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到你所希望的回流比及塔板数。
二十、获得结果：实质回流比、实质板数、加料板地点。
二十一、 4.用DSTWU再次计算二十二、目的：求解 aspen 塔详尽计算所需要的输入参数。
二十三、方法：依照步骤 3 获得的结果，进行简捷计算。
二十四、得出结果：加料板地点、回流比，蒸发率等等RadFarce 所需要的所有数据。
二十五、 5.用详尽计算模块（RadFrace）进行初步设计计算二十六、目的：得出构造初步设计数据。
丙烯精馏塔动态模拟
进料量由１５ ０００ ｋｇ／ｈ阶跃为１６ ０００ ｋｇ／ｈ 时各操作参数的波动情况见图２及图３。进料 量的扰动对图中所示操作参数均产生了不同程 度的影响，其中塔顶与塔釜产出量的波动幅度 较大，塔顶与塔釜丙烯摩尔分数响应速度缓慢， 波动超过８ ｈ才能趋于新的平衡。这说明丙烯
具有重要的影响，因此工艺技术与电仪技术的默
契配合是实现先进控制的前提。
．
参考文献：
【ｌ】陆恩锡，张慧娟，尹清华．化工过程模拟及相关高新技 术（１）化工过程稳态模拟［Ｊ］．化工进展，１９９９，１８（４）：６３—
６５．
［２］陆恩锡，张慧娟．化工过程模拟及相关高新技术（１Ｉ）化工过 程动态模拟［Ｊ］．化工进展，２０００，１９（１）：７６—７８．
第２６卷第２期 ２００８年３月
石 化技 术 与 应 用
Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｖ０１．２６ Ｎｏ．２ Ｍａｔ＂．２００８
工业技术（１５３—１５７）
丙烯精馏塔动态模拟
孙卫国，伏妍，李洁，高阳光，兰其盈
（中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州７３００６０）
摘要：利用Ａｓｐｅｎ Ｄｙｎａｍｉｃｓ软件对丙烯精馏塔的操作进行了动态模拟。结果表明，无论是进料量、 进料组成还是回流量扰动，均对操作产生较大影响，主要体现在塔釜温度、冷却器负荷、再沸器负荷、塔 顶及塔釜丙烯摩尔分数和产出量的波动上，尤其是塔顶及塔釜产出量不仅波动大，而且响应迅速，塔顶 及塔釜丙烯摩尔分数的响应速度缓慢，波动持续时间超过８ ｈ；仪表调节规律对动态特性具有重要的 影响。
５ 结束语 丙烯精馏塔的动态模拟表明，进料量、进料
组成及回流量的扰动，均对操作产生了较大影 响，主要体现在塔釜温度、冷却器负荷、再沸器负 荷、塔顶及塔釜产出量和丙烯浓度的波动上，尤 其是塔顶及塔釜产出量不仅波动幅度大，而且响 应迅速，塔顶及塔釜丙烯摩尔分数的波动响应速 度较慢，波动持续时间均超过８ ｈ。该动态特性 要求操作人员必须采取比较平稳且循序渐进的 方式进行操作调整。仪表调节规律对动态特性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
来受 丙烯 下 游产 品需求 增 长 的影 响 ，对 丙烯 的需求 量 逐 年增 加 ，因此 其收率越来越受到 国内各 乙烯 生产厂 家 的关 注 。而丙
烯精 馏塔则是提高丙烯 收率 的关键 。 目前 国 内不 同研究 者针 对 丙烯 精馏塔采用 了不 同模 拟软件 进 行 了模拟 分析 。本 文 利 用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 化工流程模拟软件对丙 烯精馏 过程 进行 流程模 拟
和操 作优化 ，研究进料位 置 、回流 比、总板数 、塔顶采 出量 对 丙烯产品质量和丙烯损 失的影响 ，探索 最优 工艺参 数 ，据此 指 导实际生产 ，降低生产成本 ，增 加企业效益 。
表２ Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ设计模块输入值计算结果
Ｔ ａ ｂｌ ｅ ２ Ｔｈｅ ｉ ｎｐ ｕ ｔ ｖ ｌｕ ａ ｅ ｆ ｏ ｒ ＤＳ ＴＷ Ｕ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ
Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｅ ｎｅ Ｄｉ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｂｙ Ａｓ ｐｅ ｎ Ｐｌ ｕ ｓ
Ｊ Ｉ ＡＯ Ｌ ｉ ｎ － ｈ ｏ ｎ ｇ，Ｚ ＨＡ ＮＧ Ｌ ｉ － ｘ ｉ ａ ｎ ｇ， Ｙ Ｕ Ａ Ｎ ｌ ｌ ｅ — ｄ ａ ｏ ， ＷＡ ＮＧ Ｌ ｉ
工具优化操作参数 。最 后分析 了进料 中丙烷含量 的变化对分离效果 的影响及 采取 的措施 。进料 中丙烷含量 增大时 ，可 以降低 塔顶 馏 出量 ，以达 到分 离要求 。
关 键词 ： 丙烯；模拟 ； 丙烷
中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ９ ９ ２ ． １
文献 标 志码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ４ — ０ １ ０ ７ — ０ ３
最小 回流比 、最小 理论板数 、加 料位置 等参 数 。丙烯 精馏塔模
型进 料组成见表 ｌ ，Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ模块输入值见表 ２ ，Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ模 块初
步计 算结果见表 ３ 。
表 １ 进 料 组成 表
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ｅ ｄ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ
（ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ６ ０， ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ３卷第 １ ４期
２ ０Ｖｏ １ ． ４３ Ｎｏ ． １ ４
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｊ ｕ １ ． ２ ０１ ５
利 用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 软 件 模 拟 丙 烯 精 馏 过 程
１ 丙 烯 精 馏 系统 流 程 模 拟
进料温度／ ￣ Ｃ
数 值
５ ２
利用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ Ｖ ７ ． ３化工流程模拟软件对 丙烯 精馏塔进行
进料压力／ ｋ Ｐ ａ 进料 量 ／ （ ｋ ｇ ／ ｈ ）
１ ９ ８ ０
８ ｌ ３ ３
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｅ ｎｅ；ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ；ｐ ｒ ｏ ｐａ ｎｅ
丙烯是石 油化工基本有机原料之 一 ，目前 ７ ０ ％丙 烯来 自于 蒸汽 裂解 装置 ，２ ８ ％丙 烯来 自于炼厂 Ｆ Ｃ Ｃ装 置… 。其主要用 于 生产 聚丙烯 、丙烯腈 、异丙烯 、丙酮和 环氧丙 烷等产 品 。近 年
焦林宏 ， 赵立祥 ， 袁科道 ， 王 理
（ 兰州石化 职 业技 术 学院石 油化 学工程 系 ，甘 肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ）
摘 要 ：采用 Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ 化工流程模拟软件对丙烯精馏过程进行模拟 ， 采用 Ｒ ａ ｄ Ｆ ｒ ａ ｃ 模块进行计算，并用软件灵敏度分析