(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。

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）按设计规范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

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。8345 ；实际回流比：1。252 ；最小理论板数：7 ；理论板数：13;加料板位置：10。（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。反复计算，直到进料板的甲醇含量接近0.5

第10块板的进料接近0。5，将进料板位置设为10，重新计算。

图3-7

图3—8

第10快板的甲醇含量为0.5，满足设计要求，计算完毕. 12。设定设计规定（Design Specs)和变化(Vary)

图3-9

图3—10图3—11

图3-12 13.运行程序：

图3—13进料、塔顶产物、塔底产物

图3-14

甲醇水两种组分随理论塔板数的变化

图3-15

温度与理论塔板数的关系曲线

图3—16

甲醇在精馏过程中的分离因子变化

图3-17

图3—18冷凝器参数

图3—19再沸器参数

图3-20

回流比与进料位置的灵敏度分析

图3-21

四、塔板设计

塔板类型选为筛板塔;板间距（Tray spacing）选为0.45 m.

图4—1图4—2

图4—3

塔内径：0.86 m，圆整为0.9 m;降液管截面积:0。09999 ；侧降液管流速：0。015m/s ；侧堰长：626。8mm。

图4—4

五、塔板核算

图5—1

图5-2

图5—3

最大液泛因子：0。74,小于0。8;最大降液管液位/板间距：0。295，在0.25——0。5之间,塔径核算成功.