aspen精馏教程
Aspen+plus精馏模拟
Aspen plus 在精馏中的应用实例教程 /teacherf/
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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.
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·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
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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
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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
5 aspen教程-radfrac计算及灵敏度分析
3.稳态精馏过程模拟的建立本章将从二元体系的分离入手，详细介绍如何在Aspen Plus中采用严格精馏模型“RADFRAC”建立该模拟过程。
为了使稳态计算的结果能够用于动态模拟，本章中会详细指定塔、控制阀、泵等单元操作。
【例2】设计一精馏塔。
原料泡点进料，进料组成、塔顶产品要求见表。
操作压力为4.4atm。
要求塔顶采用全凝器，回流比为1.8。
热力学计算采用物性方法P ENG-ROB。
采用DSTWU 模块设计满足上述分离要求的精馏塔。
组分进料/kmol/h塔顶产品/kmol/h 丙烷5异丁烷10正丁烷30≥29.7248异戊烷20≤0.2247正戊烷15正己烷203.稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏1 流程图绘制2 DSTWU结果查看2 DSTWU结果查看•最小回流比为1.32•实际回流比为1.8•最小理论板数为12.8•实际塔板数为24•进料板位置为第12块板•再沸器所需的热量为753.31kJ/sec •冷凝器所需的热量为688.95kJ/sec例3以例2为基础，由灵敏度分析工具，考察回流比的变化对实际塔板数的影响。
灵敏度分析定义方法：1）定义目标变量2）定义自变量3）规定表格•灵敏度分析定义方法：Data/ model analysis Tools(模型分析工具）/sensitivity(灵敏度分析）灵敏度分析对象管理器1）定义因变量（Flowsheet variable）1）定义因变量（Flowsheet variable）2）定义自变量(Vary)---回流比（RR）自1.2-10，步长为0.5变化3）规定表格(Tabulate)---规定需要软件计算的变量列表课堂练习：分析回流比对于再沸器热负荷和冷凝器的冷量的影响，将计算结果绘图运行计算，/Model Analysis Tools/Sensitivity/S-1/Results/，查看结果【例题4】采用Radfrac模块，核算【例题2】设计得到的精馏塔能否满足分离要求。
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_培训教材14-ASPEN_碳四萃取精馏
2554.235
TRANS-01
1410.813
CIS-2-01
1046.731
C3H4
41.378
12BD
69.781
1BUTYNE
47.533
VAC（乙烯基乙炔）
197.717
C8
0
IC5
0
F
1.239
2、 单元操作参数
表9.2 单元操作数据
C101
操作压力MPA.G
0.34
全塔压降kg/cm2
DMF萃取精馏流程模拟计算
一、工艺流程简述
本例题利用DMF作为夹带剂利用萃取精馏，来分离混合碳四中的单烯烃和二烯烃，其工流流程如图9-1所示。
图9-1DMF-碳四萃取精馏模拟计算图
二、需要输入的主要参数
1、 装置进料数据
表9.1 进料数据
物料号
101
Temperature C
40
Pressure kg/sqcm
1
理论板数
98
进料板
5/51
初值
塔顶产品16200kg/h
回流比1.45
3、 设计规定及热力学
表9.3设计规定及热力学
C101
热力学
液相活度系数法
收敛方法：强非理想
设计规定1
设计规定2
变量1
变量2
三、软件版本
采用ASPEN PLUS 软件12.1版本,文件保C4DMF.APW
欢迎您的下载，资料仅供参考！
4.523
Mass Flow kg/hr
30340
Volume Flow cum/hr
52.321
Enthalpy MMkcal/hr
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。
工学AspenPlus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。
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
Boiling ห้องสมุดไป่ตู้oint/℃ at 1atm
Propane ISOBUTANE n-Butane i-Pentane(2-METHYL-BUTANE) n-Pentane
Fj+Vj+1+Lj－1=(Vj+Gj)+(Lj+Uj) Fjzji+Vj+1yj+1,i+Lj－1xj－1,i=(Vj+Gj)yji+(Lj+Uj)xji
（2）相平衡方程——E方程：
yji=Kjixji
（3）加和方程 S方程：
yji 1 xji 1
（4）热量衡算方程—— H方程
Fjhf+Vj+1Hj+1+Lj－1h1=(Vj+Gj)Hj+(Lj+Uj)hj+Qj
-42.1 -11.9 20.5 27.9 36.1
Feed/(lb mol/h)
100 300 500 400 500
五、严格逐板法
Aspen Plus教程：共沸抽提蒸馏
Aspen Plus教程：共沸/抽提蒸馏这个教程将会一步一步的指导你用RADFRAC设计一个共沸精馏塔残留和相容性在我们建立模型之前，这个教程将会一步一步的指导你如何去利用Aspen软件的功能去创建一个根据你自己选择的模式以及其补充液体的残留曲线和相容性曲线。
流程图在Aspen软件里面开始一个新的流程并增加一个Flash3单元和一个物流Feed到到流程图的物流中去，V APOR增加到蒸汽流里面，1-LIQUID到第一液体流里面去，2-LIQUID到第二液体流里面。
组分和信息物料组成是乙酸乙烯(V A,VINYL-ACETATE,C4H6O2-1)、水(H2O, WA TER, H2O)、还有醋酸(AA, ACETICACID,C2H4O2-1)。
我们将利用NRTL-RK模式来设定。
进料我们之后将对设定的Aspen稍作变动，现在来定义进料物料：温度=230F;压力=65psi；乙酸乙烯=1 lbmol/小时；水=1 lbmol/小时，这是精馏塔顶部的压力。
FLASH3按照下表来定义容器，这里我们将压力设为0表明没有压降和热负荷也为0来表明这是一个绝对相的分离，这样这个单元就会有和进料相同的状态。
第二液体流里面的关键组分则是水。
灵敏度分析我们可以用Aspen软件可以了解到当过程在变化的时候的灵敏度，利用这个特性来得到水-乙酸乙烯-醋酸体系的一系列液液平衡数据。
稍后将把这些数据放到一个三元平衡相图上面去为了设定灵敏度，扩大“模型分析工具”然后点击灵敏度，增加一个新的项目，之后你将需要增加FORTRAN变量来计算你的数据。
但是不必绝望，我们不会使用任何重的FORTRAN负荷，通过学习这个教程你就可以胜任基本操作了。
正如你所知，基本的陈述和其他的编程语言一样。
y = 2 (2+ 2x-sin(x)/2)x-1可以写成y = 2*(2+2*x-sin(x)/2)**(x-1)，但是话所回来，你可能根本就用不上那些。
aspen精馏模拟步骤
Aspen精馏模拟的步骤一、板式塔工艺设计首先要知道工艺计算要算什么？要得到那些结果？如何算？然后再进行下面的计算步骤。
其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，不能做什么？你如何借助它完成给定的设计任务。
设计方案，包括设计方法、路线、分析优化方案等，应该是设计开题报告中的一部份。
没有很好的设计方案，具体作时就会思路不清晰，足见开题的重要性。
下面给出工艺设计计算方案参考，希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案，明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法，以便以后设计工作顺利进行。
板式塔工艺计算步骤1.物料衡算（手算）目的：求解aspen 简捷设计模拟的输入条件。
容：(1) 组份分割，确定是否为清晰分割；(2)估计塔顶与塔底的组成。
得出结果：塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率参考：《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的容。
2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的：结合后面的灵敏度分析，确定合适的回流比和塔板数。
方法：选择设计计算，确定一个最小回流比倍数。
得出结果：理论塔板数、实际板数、加料板位置、回流比，蒸发率等等RadFarce 所需要的所有数据。
3.灵敏度分析目的：1.研究回流比与塔径的关系（NT-R），确定合适的回流比与塔板数。
2.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：可以作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数。
得到结果：实际回流比、实际板数、加料板位置。
4. 用DSTWU再次计算目的：求解aspen塔详细计算所需要的输入参数。
方法：依据步骤3得到的结果，进行简捷计算。
得出结果：加料板位置、回流比，蒸发率等等RadFarce 所需要的所有数据。
5. 用详细计算模块（RadFrace）进行初步设计计算目的：得出结构初步设计数据。
方法：用RadFrace 模块的Tray Sizing（填料塔用PAking Sizing），利用第4步（DSTWU）得出的数据进行精确设计计算。
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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
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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.
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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.
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
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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 塔模型分类如下表.
简捷蒸馏 严格蒸馏
模型 DSTWU、 Distl 、SCFrac RadFrac、 MultiFrac、 PetroFrac、 RateFrac
（2）精馏塔的模拟类型
精馏塔的模拟类型可以分为设计式和操作式模拟计算. 可以通过定义模型的回流比进行 设计型计算，又可以定义塔板数进行操作型计算. 本章我们进行设计计算，在下一章中进行 操作型计算.
图 3.1-2
在空白流程图上单击，即可绘出一个精馏塔模型如图 3.1-3 所示.
图 3.1-3
2）绘制物流 单击流股单元下拉箭头，选择流股类型，在这里我们选择 material 类型. 选择后得到图
3.1-4 所示.
图 3.1-4
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·DSTWU 规定与估算内容
规定 轻重关键组分的回收率 理论级数 回流比
目的 最小回流比和最小理论级数 必需回流比 必需理论级数
其它结果 进料位置、冷凝器、再沸器 的热负荷
·DSTWU计算结果 浏览汇总结果、物料和能量平衡结果、回流比对级数曲线.
3.1 定义模拟流程
本节任务：
·创建精馏塔模型 ·绘制物流 ·模块和物流命名
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图 3.3-2
选择所需组分，点击面的 add 按钮，该组分就被添加到组分列表中. 用同样方法输入水 分，结果如图 3.3-3 所示.
图 3.3-3
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图 3.7-3
3.8 灵敏度分析
3.8.1 回流比对塔盘数的影响分析
在实际问题中我们比较关心一个变量随另一个变量变化的趋势，既所谓的灵敏度分析，这 一方法可用来进行流程的优化. 下面我们结合前面的实例，来介绍在 Aspen plus 中如何进行 灵敏度分析.
进行计算. 运行完成后点击该页上的 图标，进入运行结果显示页，如图 3.7-2.
图 3.7-1 图 3.7-2
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通过选择目录树中的不同文件夹，可以查看 Streams、Blocks 计算结果. 在 Blocks / Column 页，可看到塔的设计参数. 包括最小回流比、实际回流比、最小理论板数、 实际理论板、数冷凝器和再沸器的热负荷等. 如图 3.7-3 所示.
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Aspen plus 精馏模拟实例教程
1. Aspen Plus 简介
进入 Aspen Plus 后，出现图 1 所示的 Aspen Plus 软件操作界面.
图1
操作界面构成
·定义再沸器和冷凝器的压力（Pressure） ·定义冷凝器类型（Condenser specifications）
选择全冷器（Total Condenser）
输入完成后界面如图 3.6.
图 3.6
至此，数据全部输入完毕.，可以进行模拟计算了.
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图 3.4-1
单击 N-> 快捷键，进入图 3.4-2 所示界面.
图 3.4-2
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3.5 定义流股条件
单击 N-> 快捷键，进入流股参数输入页. 同时在 data browser 窗口左侧的目录树 streams 文件夹中，可看到我们在流程图中定义的三股物料（D、FEED、L），其中 FEED 流股为已知 流股，D、L 流股为待定流股. 故我们仅定义 FEED 流股的状态参数，这时我们可以看到左侧 FEED 文件夹处于激活状态.
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·定义用户与工程信息 “Setup/Specifications”页面的 Accounting 选择项卡页面（如图 3.2-2）必须填写. 这里可
以任意输入用户信息.
图 3.2-1
图 3.2-2
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·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
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（3）设计实例
常压操作连续筛板精馏塔设计，设计参数如下[1]： 进料组份：水 63.2%、甲醇 38.6%（质量分率）； 处理量：水甲醇混合液 55t/h； 进料热状态：饱和液相进料； 进料压力：125 kPa； 操作压力：110 kPa； 单板压降：≤0.7 kPa； 塔顶馏出液：甲醇量大于 99.5 %（质量分率） 塔底釜液： 水量大于 99.5 %；（质量分率）. 回流比：自选； 全塔效率：ET=52% 热源：低压饱和水蒸汽；
或 rename block，在对话框中输入改后的名称，即可改变名称. 在这里我们将入料改为 FEED；塔顶出料改为 D；塔底出料改为 L；改变名称后的流程
图如图 3.1-6 所示.
图 3.1-6
至此，本节创建模拟流程任务完成，我们将在 N-> 快捷键引导下进入下一步操作.
3.2 模拟设置
单击 N-> 快捷键，进入初始化设置页面，如图 3.2-1. 用户可以对 Aspen Plus 做全局设置、 定义数据输入输出单位等. ·定义数据输入输出单位
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单击 N-> 快捷键, 进入模块定义页. 在此流程中只有 column /Dstwu 一个模型. 在窗口左 侧的目录树结构中选择的 Blocks 文件夹，可看到我们在流程图中定义的 B1 模块.
由于我们进行的是设计型计算，要求计算理论塔板数等，因此，这里需要定义回流比.
·定义回流（Column specifications）
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2 Aspen Plus 模拟精馏简介
（1）塔模型分类
做塔新流程模拟分析必须先进行简捷塔计算--- 塔的初步设计. 计算结果为理论板数、 进料位置、最小回流比、塔顶/釜热负荷. 然后进行塔精确模拟分析，简捷塔计算结果做为精 确计算的输入依据. 本文以甲醇-水混合物系分离为例，首先介绍初步设计方法，然后介绍复 杂塔模拟计算。为初学者提供帮助。
Aspen plus 提供了英制、公斤米秒制、国际单位制三种单位制. 输入数据可以在输入时改 变单位，输出报告则按在此选择的单位制输出.
系统自身有一套默认的设置。用在这里我们使用系统默认的设置.
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·标题条：在该栏目中显示运行标识. 在你给出运行名字之前，Simulation1 是缺省的标识. ·拉式菜单：Aspen Plus 的功能菜单. 这些下拉式菜单与 Windows 的标准菜单类似. ·工艺流程窗口：在该窗口中可以建立及连接所要模拟的工艺流程. ·模式选择按钮：按下此按钮你可以关闭插入对象的插入模式，并返回到选择模式. ·模型库：在这里列出建立模型可用的任何单元操作的模型.. ·状态域：显示当前有关运行的状态信息. ·快速访问按钮：快速执行 Aspen Plus 相应的命令。这些快捷按钮与其它 Windows 程序的 快速访问按钮类似. ·Next 按钮（N->）：设计过程的任意时刻点击它，系统都会自动跳转到当前应当进行的工 作位置，这为我们输入数据提供了极大的方便.