简单分离单元的仿真设计
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塔分离单元的仿真设计86页PPT
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
第四讲 分离单元的仿真设计(一)
Decanter — 模型参数（2）
Decanter — 模型参数（3）
Decanter 模块的模型参数有 3 组：
2、关键组份 ( Key Component) 指定关键组份后，含关键组份摩尔 分率大的液相作为第二液相。 如未指定关键组份，则密度大的液 相作为第二液相。
Decanter — 模型参数（4）
从以上 4 个参数中选定 2 h3 — 模型参数（3）
Flash3 的模型参数有 3 组：
2、关键组份 ( Key Component) 指定关键组份后，含关键组份 摩尔分率大的液相作为第二液相。 如未指定关键组份，则密度大 的液相作为第二液相。
Flash3 — 模型参数（4）
乙醇
正丙醇 水
0.96 : 0.02 : 0.01 : 0.01
0.01 : 0.95 : 0.02 : 0.02 0.01 : 0.02 : 0.03 : 0.94
正丁醇 0.01 : 0.05 : 0.92 : 0.02 求输出物流组成。
Sep2—两出口组份分离器
Sep2 模块可以接受多股
输入物流，输出两股物流，并 把输入混合物中的各个组份分 别按照指定的比例或浓度分配 到输出物流中去。
Sep2—两出口组份分离器（2）
Sep2—两出口组份分离器（3）
Sep2 模块可以设定分配给
各输出物流的流量 (Flow)/ 流量分 率(Split fraction)、各个组份的流 量 / 流量分率、以及摩尔分率 / 质 量分率。可自由设定的参数个数 由物料平衡自由度决定。
Sep2—两出口组份分离器（4）
Flash3 — 应用示例（3）
在示例（2）中分别设置
乙醇和己烷为关键组份，观察
Aspen-plus-浙大吴嘉老师第九讲-分离单元的仿真设计(三)
— 塔板核算 （5）
— 塔板核算 （6）
— 塔板核算 （7）
在降液管()表单中输入： 降液管底隙()； 顶部宽度( )； 底部宽度( )； 直段高度( ) 。
— 塔板核算 （8）
— 塔板核算 （9）
塔板核算结果在结果()表单中列 出，有三个参数应重点关注： 1、最大液泛因子(
) ，应该小于0.8 ； 2、塔段压降( )； 3、最大降液管液位/板间距(
— 模型参数（2）
— 模型参数（3）
2、关键组分 ( )表单 (1) 第一液相( 1 ) 即比重较大的液相，从塔底出料。 (2) 第二液相( 2 ) 即比重较小的液相，从塔顶出料。
— 模型参数（4）
— 模型参数（5）
3、物流 ( )表单 塔顶和塔底必须各有一股进料
和出料物流。如果还有侧线物流， 则在此表单中设置侧线进料物流的 加料板位置和侧线出料物流的出料 板位置和流量。
— 连续萃取塔
模块用逐级计续萃取塔（2）
—— 连接
模块的连接图如下：
— 模型参数
模块有四组基本模型参数：
1、塔设定 ()表单 1) 塔板数 ( ) 2) 热状态选项 ( )
(1) 绝热 () (2) 指定温度剖形 ( …) (3) 指定热负荷剖形 ( …)
— 填料设计（5）
— 填料设计（6）
结果 () 表单中给出计算塔内径 ( )、最大负荷分率( )、最大负荷因子 ( )、塔段压降 ( )、比表面积 ( ) 等参 数。
—— 填料核算
填料核算（ ）计算给定结构参 数的填料的负荷情况，可供选用的填 料类型与“填料设计”中相同。
“填料设计”与“填料核算”配合使 用，可以完成填料选型和工艺参数设 计。
—塔板设计（2）
分离单元的仿真设计
RadFrac 精密分离模块
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。 RadFrac 模块用于精确计算精馏塔、吸收塔（板式塔或填料塔）的分离能力和设备参数。
RadFrac 精密分离模块（2）
RadFrac—— 连接
RadFrac 模块的连接图如下：
RadFrac —— 流股
进料流股（Feed Streams） 指定每一股进料的加料板位置。 产品流股（Product Streams） 指定每一股侧线产品的出料板位置及产量。 在流股表单中设置以下参数：
RadFrac——流股（2）
RadFrac —— 压强
从三种方式（View）中选择一种
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
8、馏出物/进料比（Distillate to Feed Ratio)
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
9、冷凝器热负荷（Condenser Duty)
再沸器热负荷（Reboiler Duty)
RadFrac—配置 (操作设定) (2)
RadFrac—配置 (操作设定) (3)
冷凝器（Condenser）
添加标题
再沸器（Reboiler）
添加标题
有效相态（Valid Phase）
添加标题
收敛方法 （Convergence)
添加标题
操作设定 （Operation Specifications)
添加标题
配置表单包含以下项目：
RadFrac —— 配置（2）
RadFrac — 配置（冷凝器）
马后炮化工论坛-第八讲 分离单元的仿真设计90页PPT
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 化工论坛-第八讲 分离单元的 仿真设计
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
双塔精馏单元仿真实训报告
双塔精馏单元仿真实训报告实验目的：1.学习双塔精馏单元的基本原理和工作原理。
2.了解双塔精馏单元的操作过程和优化方法。
3.通过仿真实训，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
实验装置：我们使用了一套虚拟化工厂仿真软件，该软件可以模拟真实的化工装置和操作过程。
双塔精馏单元仿真装置由两个塔和一台加热炉组成。
其中，塔1为粗提塔，塔2为精提塔。
实验步骤：1.设定进料组分和流量，并开启加热炉，使进料加热到所需温度。
2.将加热后的进料引入粗提塔顶部，通过粗提塔内的塔盘进行分离。
塔盘上的液相会向下流动，与上升的蒸汽相进行传质传热，从而实现分离。
3.从粗提塔底部收集出塔床液相产物，以及从塔顶收集出的气相产物。
通过调整收集温度和流量，获取理想的产物组分。
4.将从塔顶收集出的气相产物引入精提塔，进行进一步分离。
精提塔的塔盘和粗提塔相似，但操作条件和设定略有不同。
5.最后，从精提塔底部收集出塔床液相产物和从塔顶收集出的气相产物。
根据实验要求，验证分离效果和产物组分。
实验结果：通过模拟实验，我们成功地实现了双塔精馏单元的分离过程。
在不同的操作条件下，我们获得了不同的产物组分。
通过对产物组分的分析，我们发现随着操作条件的改变，产物组分也发生变化。
在实验过程中，我们还发现了一些问题，如温度的控制、流量的调节等。
通过调整操作条件，我们解决了这些问题，并获得了较好的分离效果。
实验总结：通过该次仿真实训，我们深入了解了双塔精馏单元的原理和操作过程。
同时，我们也发现了一些需要改进的地方。
在以后的学习和实践中，我们将加强对于操作条件和工艺参数的掌握，以实现更好的分离效果。
另外，我们还发现了化工仿真实训的重要性和优势。
通过虚拟仿真实验，我们能够快速理解和掌握复杂的操作过程，大大提高了学习效率。
因此，我们将继续积极参与各类实训，以提升自己的实践能力和问题解决能力。
ASPEN第7讲 灵敏度分析
Flash2 — 应用示例（1）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.2 MPa 温度为20℃ 、含丙酮 30%w、 水 70%w的物料进行部分蒸发回收丙 酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器 温度和热负荷以及汽、液两相的流量 和组成。
第七讲
灵敏度分析
分离单元的仿真设计
分离单元包含两大模块
塔设备模块 简单分离模块
简单分离单元模型
பைடு நூலகம்
简单分离模块包含五个模块
两相闪蒸器 三相闪蒸器
倾析器
组份分离器 两出口组份分离器
两出口组份分离器 两相闪蒸器 三相闪蒸器 倾析器 组份分离器
Flash2 两相闪蒸器
进行给定热力学条件下汽-液平 衡或汽-液-液平衡计算，输出一股 汽相和一股液相产物。用于模拟 闪蒸器、蒸发器、气液分离器等
塔分离单元的仿真设计PPT文档共86页
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
塔分离单元的仿真设计
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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Flash3 — 应用示例（2）
在示例（2）中分别设置
乙醇和己烷为关键组份，观察
输出结果有什么变化。
Flash3 — 应用示例（3）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、 含乙醇 30 %w、正己烷 30%w、水 40 %w 的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝 物流的汽/液比（摩尔）=1/9。求离开冷凝 器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组 成。
指定每一股输出物流的闪蒸压 力、温度、气相分率和有效相态。
Sep — 模型参数 （6）
Sep — 应用示例（1）
把F=500 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=20 ℃含乙醇 30 %w 、正丙醇 20%w、正丁醇 10%w、水 40 %w的物流分成四 股输出物流，各组份在输出物流中的分配比例为：
灵敏度分析—Sensitivity (13)
步骤7：
灵敏度分析—Sensitivity (14)
步骤8：结果查看 从左侧索引栏中选择灵敏度对象下的 结 果 (Results) 项 目 ， 右 侧 的 汇 总 (Summary)表单中按照指定的列序号列表 给出调节变量和列表变量的对应值。
灵敏度分析—Sensitivity (15)
力学条件下的汽-液-液平衡计 算，输出一股汽相和两股液相 产物。用于模拟闪蒸器、蒸发 器、液-液分离器、汽-液-液分 离器等。
Flash3 —
三相闪蒸器
（2）
Flash3 —— 连接
Flash3 的连接图如下：
Flash3 — 模型参数
Flash3 的模型参数有 3 组：
1、闪蒸设定 ( Flash Specifications) （1） 温度（Temperature) （2） 压力 （Pressure) （3） 蒸汽分率（Vapor Fraction) （4） 热负荷（Heat Duty)
灵敏度分析—Sensitivity
(2)
灵敏度分析—Sensitivity
(3) 创建灵敏度对象时，按以下步骤操作： 1、从数据浏览器右侧的对象管理器 (Object Manager) 中 点 击 新 建 (New)按钮； 2、在弹出对话框中为新对象指定一个 辨识号(ID)；
灵敏度分析—Sensitivity
变量关系图——Plot
（7）
变量关系图——Plot
（8）
Flash2 — 应用示例（2）
流量为 1000 kg/hr、压力为 2 bar、 温度为30℃ 、含丙酮 30%w、 水 70%w的物料进行部分蒸发回收丙 酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器 温度和热负荷以及汽、液两相的流量 和组成。
Flash2 — 应用示例（3）
取相组成。
Sep —— 组份分离器
Sep 模块可以接受多股输
入物流，输出多股物流，并把 输入混合物中的各个组份分别 按照指定的比例分配到每一股 输出物流中去。
Sep —— 组份分离器（2）
Sep —— 连接
Sep 模块的连接图如下：
Sep — 模型参数
Sep 模块的模型参数有 3 组：
1、规定 (Specifications) 输出物流条件设定，指定每 个组份在各股输出物流中的分率 或流量。
(8)
步骤5：
灵敏度分析—Sensitivity
(9)
可以定义多个分析所需的变量，如下图所示：
灵敏度分析—Sensitivity (10)
步骤6：在变化(Vary)表单中输入调节变 量 (Manupulated variable) 的 类 型、名称和具体变量(variable), 并 指 定 体 调 节 上 、 下 限 (Upper/Lower limits) 和 增 量 (Incr)。
Flash2 —— 连接
Flash2 模块的连接图如下：
Flash2 —— 模型参数
Flash2 模块的模型参数有 3 组：
1、闪蒸设定 ( Flash Specifications) （1） 温度（Temperature) （2） 压力 （Pressure) （3） 蒸气分率（Vapor Fraction) （4） 热负荷（Heat Duty)
从以上 4 个参数中选定 2 个。
Flash3 — 模型参数（2）
Flash3 — 模型参数（3）
2、关键组份 ( Key Component) 指定关键组份后，含关键组份 摩尔分率大的液相作为第二液相。 如未指定关键组份，则密度大 的液相作为第二液相。
Flash3 — 模型参数（4）
Flash3 — 模型参数（5）
Decanter —— 倾析器
Decanter 模块执行给定
热力学条件下的液-液平衡或 液-游离水平衡计算，输出两 股液相产物。用于模拟液-液 分离器、水倾析器等。
Decanter——倾析器（2）
Decanter —— 连接
Decanter 模块的连接图如下：
Decanter — 模型参数
Decanter 模块的模型参数有 3 组：
灵敏度分析—Sensitivity
(7) 5、在变量定义(Variable Definition)对话 框中的下拉式选择框中选择变量的类 别 (Category) 、 类 型 (Type) 、 流 股 (Stream)或模块(Block)代号，并指定 具体变量(Variable)。
灵敏度分析—Sensitivity
Flash3 Decanter
Flash2
• 组份分离器 • 两出口组份 分离器
Sep2 Sep
简单分离单元模型（2）
Flash2 两相闪蒸器
Flash2 模块执行给定热
力学条件下的汽-液平衡或汽液-液平衡计算，输出一股汽 相和一股液相产物。用于模 拟闪蒸器、蒸发器、气液分 离器等。
Flash2 两相闪蒸器（2）
Simulation Design of Separation Processes
分离单元的仿真设计
分离过程模型的分类
Aspen Plus 中的分离过程 模型包含两大类别：
• 简单分离单元模型 Separators • 塔设备单元模型
Columns
简单分离单元模型
简单分离单元模型包含五个模块：
• 两相闪蒸器 • 三相闪蒸器 • 倾析器
氢气（30.01lbmol/h）、氮气（15.0lbmol/h ） 、 甲 烷 （ 43.01lbmol/h ） 、 环 己 烷 （ 144.2lbmol/h） 、苯（0.21lbmol/h）混合气体以 400F、21Psi进入闪蒸器，闪蒸器在120F下操作 ，压力降为零，分离后气相中夹带的液相分率 为0.012。试确定气相的组成和流率，并绘制闪 蒸热力学曲线，求混合物的露点。
变量关系图——Plot
（3）
变量关系图——Plot
（4）
步骤2：选择纵坐标变量 再选中列表数据的另一列，从 窗口菜单Plot项的下拉框里选择Y轴 变量(Y-Axis Variable)；
变量关系图——Plot
（5）
变量关系图——然后点击窗口菜单Plot项的下 拉框里的显示绘图 (Display Plot), 即可得到曲线图。
Decanter — 模型参数（4）
Decanter — 模型参数（5）
Decanter 模块的模型参数有 3 组：
3、组份分离效率
( Separation Efficiencies)
分别设定每个组份在两相中的分 离效率（代表了相组成偏离平衡组 成的程度）。
Decanter — 应用示例(1)
灵敏度分析—Sensitivity (11)
步骤6：
灵敏度分析—Sensitivity (12)
步骤7：在列表(Tabulate)表单中输入需 要进行灵敏度分析的列表变量 (Tabulated variable)或组合变 量的表达式(Expression) ，以 及 列 表 时 的 列 序 号 (Column No.)。
3、液沫夹带
( Liquid Entrainment in Vapor Stream)
分别设定两个液相被夹带入汽 相中的分率。
Flash3 — 模型参数（6）
Flash3 — 应用示例（1）
F= 500 kg/hr、P= 0.8 MPa、T=100 ℃ 含乙醇 70 %w、水 30 %w的物流与F= 500 kg/hr 、 P= 0.8 MPa 、 T=70 ℃ 含 正 己 烷 60%w、乙醇 40 %w的物流在闪蒸器中混 合并绝热闪蒸到P= 0.11 MPa，求离开闪蒸 器的汽、液、液三相的温度、质量流量和 组成。
Sep — 模型参数 （2）
Sep — 模型参数 （3）
Sep 模块的模型参数有 3 组：
2、进料闪蒸 ( Feed Flash)
指定输入物流混合后的闪蒸压力 和有效相态。
Sep — 模型参数 （4）
Sep — 模型参数 （5）
Sep 模块的模型参数有 3 组：
3、出口闪蒸 ( Outlet Flash)
Flash2 — 应用示例（4）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.2 MPa 温度为 20℃、含丙酮 30%w、水 70 %w的物料进行部分蒸发回收丙酮， 蒸发器热负荷为 250 kW。分析液沫 夹带对汽相丙酮分率和丙酮回收率的 影响。
Flash3 —
三相闪蒸器
Flash3 模 块 执 行 给 定 热
从以上 4 个参数中选定 2 个。
Flash2 — 模型参数
（2）
Flash2 — 模型参数 （3）
Flash2 模块的模型参数有 3 组：
2、有效相态 ( Valid Phase) （1） 汽-液相（Vapor-Liquid) （2）汽-液-液相（Vapor-Liquid-Liquid) （3）汽-液-游离水相