化工模拟实训作业(甲醇-水精馏分离过程模拟计算 )

吉林化工学院

化工过程模拟实训报告题目：甲醇-水精馏分离过程模拟计算

教学院石油化工学院

专业班级化工1204班

学生学号 12110432

学生姓名常月

指导教师刘艳杰

2014 年9月28日

1、软件功能简介

Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。AspenPlus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”，并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。

该软件经过20多年来不断地改进、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，应用案例数以百万计。

Aspen Plus是AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产品优化和其它许多商业流程结合。Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。比如像电解质模拟，Aspen Plus主要的功能如下:

（1）Windows交互性界面

（2）图形向导

（3）EO模型

（4）ActiveX (OLE Automation)控件

全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。

（1）ACM Model Export选项

（2）热力学物性

（3）收敛分析

（4）Calculator models 计算模式

（5）灵敏度分析

（6）案例研究

（7）Design Specification 功能:

（8）数据拟合

（9）优化功能

（10）开放的环境

2、已知基础数据及分离任务

（1）已知基础数据

F1：35℃，101kPa，1000 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)。

F2：20℃, 150kpa, 1111kg/hr的甲醇（69%w)-水（31%w）

F3：25℃，120kpa 1169kg/hr的甲醇（79%w）-水（21%w）

精馏塔进料流量：3000 kg/hr，进料温度55︒C，压力120kPa。

（2）分离任务

塔顶产品甲醇含量不低于99.9%(w)，塔底产品水含量不低于99.9%(w)。

甲醇回收率不低于99.1%，水回收率不低于99.5%。

3、流程叙述

将温度为35 ︒C，压力为101kPa，流量为1220 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)。与温度为20 ︒C，压力为150kPa，流量为1111 kg/hr的甲醇（69%w)-水（31%w）及温度为25 ︒C，压力为120kPa，流量为1169kg/hr的甲醇（79%w）-水（21%w）在混合器M0101中混合。将混合后的物料经分流器S0101分流出3000kg/hr由泵P0101打入换热器E0101，在换热器中将物料加热至55 ︒C后，进入精馏塔T0101进行甲醇-水混合液的精馏分离，经精馏后塔顶得到99.9%的甲醇，塔釜得到99.9%的水。流程图见图1所示。

图1 甲醇-水分离流程图

4、模拟计算过程的简述

4.1 模拟的全局设置

（1）启动ASPEN

点击ASPEN桌面快捷方式进入

（2）单位制的选择\

选择米制 General with Metric Units

（3）运行类型的确定

运行类型为Flowsheet

（4）组分的输入

组分为水（H2O）和甲醇(CH4O)，依次输入并命名

（5）热力学方法的选择

选择NRTL方程

4.2混合器的模拟计算

（1）模型

（2）流股数据的输入

F1的输入：温度35℃压力101kpa 流量为1000 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)

F2的输入：温度为20 C，压力为150kPa，流量为1111 kg/hr的甲醇（69%w)-水（31%w）

F3的输入：温度为25 C，压力为120kPa，流量为1169kg/hr的甲醇（79%w）-水（21%w）

（3）进料F1、F2、F3与混合后FM的数据

4.3分流器的模拟计算

（1）模型，将混合后的物料经分流器S0101分流出3000kg/hr

（2）分流器S0101的数据输入：质量流率为3000kg/hr

（3）分流器流股数据结果：

4.4泵的模拟计算

（1）模型，由分流器S0101分流出3000kg/hr，进入泵

（2）泵的数据输入：入口压力为120kpa

（3）经泵后流股数据结果：

4.5换热器的模拟计算

（1）模型，经泵P0101打入换热器E0101

（2）换热器温度数据的输入：温度为55℃

（3）进入换热器E0101前后流股数据结果：

4.6精馏塔的模拟计算

4.6.1精馏塔的简捷计算DSTWU

（1）模型，由E0101加热后进入精馏塔T0101

（2） DSTWU数据输入：回流比是最小回流比的1.2倍，轻组分为CH4O,重组分为H20塔顶压力为塔底压力为，冷凝器为全凝器

（3）DSTWU 塔T0101的结果：（记录最小回流比、回流比、最少板数、实际板数、理论板数、塔顶产品与进料摩尔流率比）