Aspen 模拟塔设计

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Aspen Plus精馏模拟(塔设计)

Aspen Plus精馏模拟(塔设计)

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·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.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塔模型分类如下表.模型简捷蒸馏 DSTWU、 Distl 、SCFrac严格蒸馏 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.(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:E T=52%热源:低压饱和水蒸汽;我们通过这个实例学习Aspen Plus精馏模拟应用.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·DSTWU 规定与估算内容规 定目 的其它结果轻重关键组分的回收率 最小回流比和最小理论级数 理论级数 必需回流比回流比必需理论级数进料位置、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.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3.1-32)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3.1-53)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 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。

Aspen 简捷法模拟塔

Aspen 简捷法模拟塔

Aspen Plus入门及DSTWU捷算介绍摘要: Aspen Plus是用来计算平衡态体系数据的软件,通过Aspen Plus的计算模拟,可以得出模拟系统中所有物流的PFD参数,比如物流的温度,压力,密度,流量等参数,通过这些参数,我们可以推断出操作工况是否合适,操作条件是否合理,成功地找出运行状况下生产装置的瓶颈之处,从而在保证产品质量的前提下,提高产品产量和降低能耗。

本文简要介绍Aspen Plus流程模拟软件的入门操作及注意事项,通过简捷法精馏计算DSTWU 举例说明。

关键词:Aspen Plus,DSTWU,精馏计算,流程模拟一、Aspen Plus入门关于什么是Aspen ,百度百科里面对aspen的解释是: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。

Aspen Plus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”(Advanced System for Process Engineering,简称ASPEN),并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化,成立了Aspen Tech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。

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。

软件的入门是一件很痛苦的事情,枯燥的英文界面,复杂的软件结构,安装的时候看到软件安装包是1.3G的时候,就感觉到一点痛苦了,首先对于软件的安装,第一次在家里安装的时候,自以为是地不看安装crack手册,一路next 至最后,然后发现安装到半路就无法安装了,卸载重新安装怎么也安装不上了。

于是重装windows系统继续安装,直至最后的安装成功。

(完整版)Aspenplus模拟甲醇、水精馏塔设计详细说明书

(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。

用 Aspen 模拟塔单元操作

用 Aspen 模拟塔单元操作

用Aspen 模拟塔单元操作分为操作模拟和设计计算。

两种模拟计算方法有所不同。

1 填料塔操作模拟模拟已知的填料操作可以用radFrace和rateFrace模块。

模拟操作是对已有的塔进行操作模拟,塔的结构参数是已知的,通过调节某些参数来与实际生产情况吻合。

填料塔操作模拟要有两个难点问题:一是平衡级数的选择,二是调节那些参数选择。

1.1 平衡级数rateFrace和radFrace模块要求输入板数,和板式塔模拟操作一样,操作模拟数据应该是实际塔的参数,这里要输入实际塔的板数。

对于板式塔没有问题,但对于填料塔的实际板数如何取?作操作模拟时,和rateFrace和radFrace模块板数(平衡级数)可以任意取,只是计算精度的问题。

然后,设置填料核算(Pack Rating)中的每段填料高度(Section pack height)与之对应。

如:某填料塔实际填料高度15m,进行操作模拟时,塔板数(Number of stages)输入为5,则在下面的Pack Rating 页的Packed height 栏选择Section packed height 并填入3。

这里的实际级数最好不要小于理论级数,在不确定理论级数时应尽量多取。

1.2 调节参数进行塔操作模拟时,通过调节塔板效率来与实际相吻合。

和板式塔一样,如果不输入塔板效率则系统按选择的计算方法计算塔板效率(这个效率计算方法有两种:Vaporization efficiencies和Murphree efficiencies)。

作操作模拟时按计算效率得到的结果和实际值会不一致,这时通过调节塔板效率来与实际相吻合。

2 填料塔设计填料精馏塔与填料吸收塔的设计计算有所区别,对于单进料的精馏塔,与板式塔设计计算一样,首先用简捷模块计算理论板数,然后radFrace或rateFrace模块进行详细计算。

无论用那种模块,设计计算都要用到设计规定,通过调整填料高度来满足设计要求。

aspen 精馏模拟详细过程及探讨疑问

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 模拟作业

Aspen 模拟作业

Aspen Plus精馏塔设计算例一、工艺条件及要求甲醇-水精馏塔的工艺流程如图1所示图1 甲醇-水精馏塔工艺流程进料温度65℃,压力110 kPa,进料流率为甲醇45 kmol/h,水90 kmol/h,塔顶为全凝器,塔釜釜式再沸器,实际回流比为最小回流比的1.3倍,塔的操作压力为100 kPa,要求塔顶甲醇的回收率为98.38%,塔顶水的回收率为5.16%。

二、模拟运算过程简介及相关计算数据1.选择物性方法待模拟的体系为甲醇-水体系,都是极性化合物,并且为非理想体系,因此可以采用适合非理想体系的NRTL-RK方程进行模拟计算。

2.简捷计算利用DSTWU模块对精馏塔进行简捷设计,得到理论板数、实际板数、最小回流比以、实际回流比、进料板等参数,列部分参数于下表1中:表1 简捷计算重要参数3.严格计算选用RadFrac模块(图2),利用简捷计算得到的数据,进行严格计算,得到物流数据表(表2),气液相负荷(图3)、塔分离因子曲线(以水为基准、图4)。

图2 甲醇-水RadFrac模块严格计算流程图图3 塔内气液相负荷表2 物流数据表ratingStream ID BOTTOMS FEED OVERHEAD From RADFRAC RADFRAC To RADFRACPhase LIQUID LIQUID LIQUID Substream: MIXEDMole Flow kmol/hrCH4O .7405939 45.00000 44.25941 H2O 85.38941 90.00000 4.610594 Mole FracCH4O8.59856E-3 .3333333 .9056559 H2O .9914014 .6666667 .0943440 Mass Flow kg/hrCH4O 23.73023 1441.897 1418.167 H2O 1538.314 1621.375 83.06114 Mass FracCH4O .0151917 .4707049 .9446712 H2O .9848082 .5292951 .0553287 Total Flow kmol/hr 86.13000 135.0000 48.87000 Total Flow kg/hr 1562.044 3063.272 1501.228 Total Flow kcum/hr 1.70557E-3 3.65755E-3 1.91910E-3 Temperature C 98.14100 65.00000 40.00000 Pressure kPa 100.0000 110.0000 100.0000 Vapor Frac 0.0 0.0 0.0 Liquid Frac 1.000000 1.000000 1.000000 Solid Frac 0.0 0.0 0.0 Enthalpy J/kmol-2.7989E+8-2.6702E+8-2.4163E+8 Enthalpy J/kg-1.5433E+7-1.1768E+7-7.8658E+6 Enthalpy Watt-6.6964E+6-1.0013E+7-3.2801E+6 Entropy J/kmol-K-1.4694E+5-1.7541E+5-2.2681E+5 Entropy J/kg-K -8102.260 -7730.369 -7383.387 Density kmol/cum 50.49917 36.91001 25.46506 Density kg/cum 915.8475 837.5215 782.2562 Average MW 18.13589 22.69091 30.71881 Liq V ol 60F kcum/hr 1.57115E-3 3.43956E-3 1.86841E-3图4 塔分离因子曲线4.浮阀塔板水力学校核水力学校核分两步进行:(1)用Tray Sizing命令计算塔径塔板间距取600 mm,塔板形式为浮阀塔(Nutter Float Valve),计算结果如图5所示,得知塔径为0.64 m图5 塔板尺寸计算结果(2)用Tray Rating命令校核塔板水力学将塔径圆整至700 mm进行计算,溢流堰高度取50 mm,甲醇-水属于不易发泡物系,发泡因子取0.95 ,运行结果如图6-7所示,三个重要的水力学参数在表3中列出。

Aspen plus模拟精馏塔说明书

Aspen plus模拟精馏塔说明书

Aspen plus模拟精馏塔说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔:生产能力:100000吨精甲醇/年;原料组成:甲醇70%w,水%w,丙醇%w;产品组成:甲醇≥%w;废水组成:水≥%w;进料温度:;全塔压降:;所有塔板Murphree 效率。

二、设计要求对精馏塔进行详细设计,给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图,并写出设计说明。

(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量;(2).全塔总塔板数N;最佳加料板位置N F;最佳侧线出料位置N P;(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8000 hr计算,进料流量为100000/(8000*= t/hr。

(2)原料、塔顶与塔底的组成(题中已给出):原料组成:甲醇70%w,水%w,丙醇%w;产品:甲醇≥%w;废水组成:水≥%w。

(3).温度及压降:进料温度:;全塔压降:;所有塔板Murphree 效率。

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:研究回流比与塔径的关系(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:作回流比与塔径的关系曲线(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。

Aspen吸收塔的设计

Aspen吸收塔的设计

Aspen吸收塔的设计SO2吸收塔的设计计算矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中,用20℃清水洗涤以除去其中的SO2。

入塔的炉气流量为2400hm/3,其中SO2摩尔分率为0.05,要求SO2的吸收率为95%。

吸收塔为常压操作。

试设计该填料吸收塔。

解(1)设计方案的确定用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程,为提高传质效率,选用逆流吸收过程。

因用水作为吸收剂,且SO2不作为产品,故采用纯溶剂。

(2)填料的选择对于水吸收SO2的过程,操作过程及操作压力较低,工业上通常选用塑料散装填料。

在塑料散装填料中,塑料阶梯环填料的综合性能较好,故此选用聚丙烯阶梯环填料。

(3)工艺参数的计算步骤1:全局性参数设置。

计算类型为“Flowsheet”,选择计量单位制,设置输出格式。

单击“Next”,进入组分输入窗口,假设炉气由空气(AIR)和SO2组成。

在“Component ID”中依次输入H2O,AIR,SO2。

步骤2:选择物性方法。

选择NRTL方程。

步骤3:画流程图。

选用“R adFrac”严格计算模块里面的“ABSBR1”模型,连接好物料线。

结果如图3-1所示。

图3-1 水吸收SO2流程图步骤4:设置流股信息。

按题目要求输入进料物料信息。

初始用水量设定为400kmol/h。

步骤5:吸收塔参数的输入。

在“Blocks|B1|Setup”栏目,输入吸收塔参数。

吸收塔初始模块参数如表3-1所示。

其中塔底气相GASIN由第14块板上方进料,相当于第10块板下方。

Calculationtype Equili briumNumber of stages13 Condenser None Reboiler NoneValid Vaporphases -LiquidConvergenc eStandard Feedstage WATE R1GA SIN14 Pressure(kPa) Sta ge 1 101.325表3-1 吸收塔初始参数至此,在不考虑分离要求的情况下,本流程模拟信息初步设定完毕,运行计算,结果如图3-2所示。

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aspen模拟塔设计一、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。

(参考)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。

记住:你是工艺设计者,没有aspen 你必须知道计算过程及方法,能将塔设计出来,这是你经过课程学习应该具有的能力,理论上讲也是进入毕业设计的前提。

只是设计过程中将复杂的计算过程交给aspen 完成,aspen 只替你计算,不能替你完成你的设计。

做不到这一点说明工艺设计部份还不合格,毕业答辩就可能要出问题,实际的这是开题时要做的事的一部份,开题答辩就是要考察这个方面的问题。

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。

内容:(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内容。

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。

主要结果:塔径。

6. 核算目的:确定工艺计算的最后结果。

方法:对第 5 步的计算结果(如:塔径等)按设计规范要求进行必要的圆整,用RateFrace 或RateFrace 模块的Tray Rating(填料塔用PAking Sizing),对塔进行设计核算。

结果:塔工艺设计的所有需要的结果。

如果仅是完成设计,至此,工艺计算全部完成。

工艺计算说明书内容要求1.给出aspen 每步输入参数(除给定的设计条件外)和选项的依据。

2.给出输入的结果画面。

注意:不要每一步的输入方法,且记你在写设计报告,而不是软件的使用教程。

3.给出运算结果(表格)注意:(1)不是生成的计算结果画面,而是生成的表格,最好是Excel 的,然后插入说明中时要对其进行必要的编辑,比如,分子式的角标的写法等。

(2)插入说明书中的单位必须是法定计量单位。

二、填料塔工艺设计填料塔吸收塔设计比板式塔复杂,具有一点挑战性,原因是由于填料塔设计本身的复杂性,设计软件无法依据给定的设计参数,按照某一个不变的设计路线作出最后的设计结果,需要设计者利用各模块的功能,自己设计一个计算路线,完成给定的设计任务。

因此,需要设计者有一定的独立思考和解决问题的能力。

下面的给出利用RatdFrace 做吸收塔设计的3种的计算路线,仅供设计参考,当然你可能有更好的设计方法。

填料吸收塔工艺计算步骤方案一:用RadFrace计算1.吸收剂用量的初步估算(手算)目的:为RateFrace 计算填料高度准备数据。

2.确定理论板数(手算)目的:为RadFrace 详细设计计算准备数据(RadFrace 模型需要理论平衡级数)。

3.用RateFrace 模块确定填料高度目的:为RadFrace 详细设计计算提供数据。

4.用RadFrace 模块详细设计计算5.核算该方案手算内容较多。

方案二:用RateFrace计算1.吸收剂用量的初步估算(手算)目的:为RateFrace 计算填料高度准备数据。

2. 初步计算填料高度估算一塔径,用RateFrace 模块的设计规定,初步计算填料高度。

3.确定塔径与填料高度用灵敏度分析,研究填料高度与塔径的关系,选择合适的塔径及对应的填料高度,4.核算对确定的塔径和填料高度的塔进行最后核算,得出最后结果。

rate给出的计算结果不够充分。

方案三:用RateFrace和RadFrace结合计算1.吸收剂用量的初步估算(手算)2. 确定平衡级数用RateFrace 模块的设计规定,计算填料高度H 和等板高度HEPT。

进而得到理论板数NT=H / HEPT。

3.用RadFrace 进行初步设计4.用RadFrace 进行最后核算1. 如用何用DSTUW 和RadFRac 进行精馏塔模拟计算经过简单的训练,初学都便能够用DSTUW 和RadFRac 进行塔模拟计算,似乎会用aspen做塔的设计和操作模拟了。

但计算思路是不是很清楚就不一定了。

如可用DSTUW 和RadFRac完成一个塔的设计,或对一个已知的塔进行模拟,需要有清晰的过程思路,这样才能用好模拟软件。

使用DSTUW 和RadFRac塔单元模块,首先我们应该知道模块能做什么?然后知道如何用它做我们想做的事?需要输入那些参数?在有aspen之前你首先回答不用aspen你能不能做塔设计?如果答案是肯定的,那就可以往下用aspen了,否则先进搞清楚精馏塔的设计原理与方法,再来研究如何用aspen做精馏模拟。

DSTUW能做什么?DSTUW是塔的简捷计算模块,它能够对进行设计计算和操作计算(也就是核算)。

如何用DSTUW进行设计和操作模拟?这两种功能通过选择输入回流比和理论板数来实现。

设计计算:输入参数:回流比(或最小回流比倍数)和其它设计必须的工艺参数,但不需要结构尺寸数据。

计算结果:实际回流比、实际塔板数、进料板位置、蒸出率(D/F)和传热面积及其它的工艺数据等。

为精确设计计算提供必要的设计参数。

操作模拟:输入参数:塔板数、进料板位置等必要的操作参数。

计算结果:为回流比、塔顶组成等。

当然很多输入参数是可以选择的,但一定要保证设计或操作必须的自由度数。

也就是条件必须足够,且不能有多余。

RadFRac能做什么?RadFRac能对板式塔、填料塔等进行严格模拟计算。

功能主要有基本设计计算、结构设计计算、操作(设计)核算三个方面。

(1)基本设计计算:不区别填料和板式塔等类型,当然不需要塔盘或填料的结构尺寸,也不能给出详细的结构尺寸。

但它和用DSTUW模拟不同,结果也会略有差别。

(2)结构设计计算:需要要给定塔盘等或填料的详细结构,计算必要的结构尺寸。

板式塔通过对TraySizing 设置实现,填料通过对PackingSizing设置实现。

这两种类型的塔可以在一个流程中进行不同的设置完成,十分方便。

(3)操作(设计)核算:对于设计计算,(2)只得到的结果可能需要做一些圆整(比如塔径要圆整到系列尺寸)。

圆整后其它参数也会发生改变,需要对已知结构参数的塔进行核算,得到最后的设计结果。

同样操作计算是对已存在的塔进行模拟。

综上内容,我们知道完成一个塔的设计计算,可以按下面步骤进行(1)简捷计算(DSTUW)(2)详细计算(RadFRac),将计算结果与DSTUW 对比,相差不是很大。

(3)结构计算(RadFRac TrayRsting 或RadFRac PackingRating)输入塔盘或填料必要的参数。

(4)核算(RadFRac Tray Sizing 或RadFRac Packing Sizing)上面计算圆整后做最后的计算。

2.如何用Aspen 的RateRac 做吸收塔设计计算填料吸收塔与精馏比具有一定的挑战性,因为它没有太固定的计算模式。

和RadFrace 一样,RateRac 允许进行设计模式和核算模式操作。

首先我们要知道如何用RateFrac 进行设计计算?RateRac用于吸收塔设计模式可以用Block Dsign Spes 规定设计参数(例如纯度或回收率);用Packing Specification 定义填料结构。

做吸收塔设计想得到什么结果?每一个设计者都知道,吸收塔工艺设计计算是依据分离精度要求,即出塔气相和液相中的组分指标,得到填料高度、塔径、吸收剂用量等参数。

问题是:在RateRac吸收设计模式中,填料高度、吸收剂量是必须输入的参数。

那么我们就会问:设计还没开始,那来的填料高度、吸收剂量、塔径?对上面问题的回答是:(1)填料高度:想要RateFRac模块运行就必须给定足够的设计变量,其中填料高度是必给的参数之一。

如果只给定设计,则RateFRac就会按给定的填料高度进行计算。

但如果将填料高度做为设计规定的操作变量,RateFrace 会按设计规定搜索填料高度,计算结束后,用计算得到的填料高度值改写初值。

设计者如能提供较为接近实际值的初值,可以减少迭代计算次数。

(2)吸收剂量:至于吸收剂量,我们可以将它作为与设计规定相对应的可控制操作变量,给出它的调整范围,RateFrac 就会给出满足设计规定的吸收剂用量。

(3)塔径是必须输入的参数之一,但如果定义填料高度为设计规定的操作变量,输入的这个塔径成为了初值,运行中要对其进行改写,与填料高度匹配。

顺便说一句,aspen的RateFrace模块要求给出的塔板数不是理论板数,是计算将填料塔分成的份数,份数越多计算越精确。

进行吸收塔设计的步骤是什么?知道了上面的方法,我们如着手进行设计模拟呢?Aspen 用于吸收模拟有两个模块:核算模块(Packing Rating)、设计模块(Packing Sizing)。

如果对已有塔进行核算(操作)模拟,只用核算模块就够了。

如果做设计计算要两个模块同时交替使用。

下面给出的吸收塔设计计算的过程可供参考。

(1)初步估算吸收剂用量。

吸收是一个具有的化学反应的过程,我们须先依据反应用量,计算出吸收剂用量,确定一个大至的范围。

(2)Packing Sizing 模块进行设计计算,在这里除了要定义填料的类型与尺寸以外,还要定义填料段数、填料高度。

段数(Packing Segment):将填料划为几段计算,它即不是平衡级数,也不是实际段数。

这个段数的多少并无实际意义,只影响计算精义。

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