Aspen Batch Distillation Simulation

Aspen Batch Distillation Simulation

Snowflutter

间歇精馏经常被我们忽略或者直接用连续精馏进行代替，为了大家都能够了解和掌握间歇精馏以下通过一个基本实例来进行说明。

进料：18kmol/hr

组成（mol）：Methanol 40%

Water 60%

操作压力：常压

理论塔板数：10块

热负荷：150W

塔顶采出： 4.5kmol/hr

目标：塔釜甲醇99%

图 1

一、认识Aspen Batch Distillation V7.0

Aspen Batch Distillation V7.0和Aspen Dynamic一样都是是基于Aspen Custom Model 开发的动态模拟，你可以直接查看到它的模型代码。因此它的界面、使用和Aspen Custom Model一样的，如果你了解Aspen Custom Model的话那么Aspen Batch Distillation就相对比较简单了。下面首先认识一下Aspen Batch Distillation的几个重要的菜单。

Component Lists调用Aspen Properties规定组分和热力学方法；

Library调用Batch模型；

Stream Types物流类型。

二、Aspen Batch Distillation工作流程

1、定义组分和热力学方法

2、打开BatchSep

3、将BatchSep拖到Flowsheet中

4、输入结构数据和相关设定

5、定义操作精馏的操作条件

6、如果有必要可以设置相关的控制条件

7、运行程序

8、监视分析相关计算结果

图2：Aspen Batch Distillation界面

三、实例演练

1，定义相关组分和热力学方法：

在Exploring上半部分中找到Component Lists文件夹并且选中，下半部分会出现Component Lists相关的内容。双击Configure Properties激活Physical Properties configuration窗口，接着选中“User Aspen Property System”单选框，然后点击“Edit using Aspen Properties”按钮激活Aspen Properties程序选中组分和热力学方法运行一下后保存文件并且退出Aspen Properties，点击“Physical Properties configuration”对话框“OK”

按钮确定。

图3：Physical Properties Configuration对话框

导入组分，点击Default出现图4把左边出现的组分添加到右边确认退出。

图 4 组分激活对话框

2，打开BatchSep

在Exploring中找到Library文件夹你将发现BatchSep，这就是Batch的计算模型。

3，将BatchSep拖到Flowsheet中

将上述BatchSep展开找到Models文件下面的BatchSep。点中并且拖入到右边空白的Flowsheet中。

4，输入结构数据和相关设定

双击模型的图标激活模型设置对话框如下图

图5：间歇精馏模块设置对话框

A、Setup项的设置

Configuration标签页中定义理论塔板数和精馏过程中出现有效相默认VL两相；

Pot Geometry标签页中定义塔釜的大小尺寸；

Pot Heat Transfer标签页中定义加热方式；

Condenser标签页中定义冷凝的类型；

Reflux标签页中定义回流比或者回流量等等，这里我们设置精馏流率为4.5kmol/hr；

Jacket Heating子项中定义加热介质或者设定热负荷，这里我们按照要求设定热负荷为150KW；

B、Pressure/HoldUp项设置

定义操作压力和塔的压降，在pressure profile and Holdup中有两个类型：Fixed和Calculator，如果塔初始化是Empty的话那就选用calculator；

C、Initial conditions项设置

Main中选择初始化条件：Empty和Total Reflux两种这里我们选择Total Reflux；

Initial Charge标签页中设置塔釜初始条件；根据上面的条件设置如下图6,如果有其他需要根据实际情况设置其他相关。

图6：初始化条件设置

D、Operating Steps项设置

点击Operating Steps文件夹，点击右边的New按钮新建一个Operating Steps命名为“Dist”，如下图7进行相关设置，

图7:定义Operating Steps

然后在End Condition标签页中定义结束精馏的条件如图8，我们定义Distillation receive中water的组成为0.01;

图8：精馏结束条件的设定

至此一个间歇精馏的基本设置就完成了，现在点击run按钮运行程序开始计算。过后得到结果并且进行分析。一下就不过多讨论了具体问题具体分析。本文只不过起一个抛砖引玉的作用，对于Aspen Batch Distillation还有其他的比较重要的作用例如控制方面的，如果有空下次补上。另外你也可以直接从AspenPlus中添加BatchSep模型。在AspenPlus中运行Batchsep模型。