18-ASPEN_间歇精馏
第8讲： 间歇精馏：间歇精馏过程的特点、 保持馏 -
2012-4-4
第 9 章 液体精馏
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（2）每釜料液的操作时间 ）每釜料液的操作时间τ 塔釜的蒸发速率V保持稳定不变。 塔釜的蒸发速率 保持稳定不变。 保持稳定不变
时间内， 在 d τ 时间内，进行物料衡算 :
Vdτ = ( R + 1) ⋅ dD
(1)
任一瞬时之前所蒸馏出去的馏出液累积量D 可由物料衡算确定之。 为每釜 任一瞬时之前所蒸馏出去的馏出液累积量 ，可由物料衡算确定之。F为每釜 投放的料液总量。 投放的料液总量。
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根据最终阶段确定了N 之后，如图所示试差法，做出最初阶段的操作线， 根据最终阶段确定了 T之后，如图所示试差法，做出最初阶段的操作线，使 得所得到的N 数值与最终阶段的N 数值基本相同， 得所得到的 T数值与最终阶段的 T数值基本相同，确定最初阶段的操作线的 斜率，从而确定最初阶段的回流比R 斜率，从而确定最初阶段的回流比 初 。
D=F
xf − x xD − x
(2)
将（2）式代入（1）式： ）式代入（ ）
积分得： 积分得：
在操作过程中，每一釜液组成 必然对应于一 必然对应于一R值 通过数值积分方法， 在操作过程中，每一釜液组成x必然对应于一 值，通过数值积分方法，求出 每批料液的操作时间τ 每批料液的操作时间 。
2012-4-4 第 9 章 液体精馏 6
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第 9 章 液体精馏
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9.7 间歇精馏 间歇精馏(batch rectification) 间歇精馏过程的特点 特点: 过程非定态; 特点 (1)过程非定态 过程非定态 (2)无提馏段，获得 无提馏段， 无提馏段 xD,xW一定的产品，能耗大于 一定的产品， 连续精馏。 连续精馏。 操作方式: 操作方式: 1、馏出液组成保持恒定，不断增加回流比； 、馏出液组成保持恒定，不断增加回流比； 2、回流比恒定，馏出液组成不断减小。 、回流比恒定，馏出液组成不断减小。
aspen plus间歇精馏作业初稿
一直想用aspen plus做一个关于间歇精馏的模拟，当开始做之后才发觉困难重重。
间歇精馏和连续精馏差别比较大，面板上好多属性的设置都变了样，位置也改变了。
还多出了夹套蒸汽加热，间歇进料时间设置等。
一打开间歇精馏设置发现多出了图中一块，以前从没接触过。
只认识一些比较简单的选项，夹套加热，效率等。
经过多方查找才知道setup项里的configuration是设置理论塔板数和有效项Pot Geometry标签页中定义塔釜的大小尺寸Pot Heat Transfer标签页中定义加热方式Condenser标签页中定义冷凝的类型Reflux标签页中定义回流比或者回流量等等Jacket Heating子项中定义加热介质或者设定热负荷然后是pressure/holdup选项定义操作压力和塔的压降 在pressure profile and Holdup中有两个类型Fixed和Calculator这里塔初始化是Empty选用calculatorHoldup 是塔板持液量设置料再塔内的滞留量然后是初始状态设置Main中选择初始化条件Total RefluxInitial Charge标签页中设置塔釜初始条件塔的设置完成后再设置操作步骤Operating Steps项在End Condition标签页中定义结束精馏的条件当六甲基二硅氮烷的含量为0.05时结束精馏我一直在惦记着还有两个问题没解决，一个是进料的事后属于间歇进料需要设置间歇进料的时间昨天在实验室看书刚刚找到了这方面的内容在全局设置report options中有一个batch operation选项设置进料时间。
躲得好深还有一个问题是设置成丝网填料塔，前面所设置的板数只是理论板要换算成填料高度最后终于找到了，在blocks的internals选项里面packing代表填料塔tray代表筛板塔。
运行完成之后出来结果我的间歇精馏模拟还存在问题，在添加填料性质之前核算都是正确的。
2_间歇精馏和反应精馏
二元组分恒回流比操作的计算
在回流比恒定的间歇精馏过程中， 在回流比恒定的间歇精馏过程中，釜液组 和馏出组成x 同时降低， 成xw和馏出组成 d同时降低，因此操作初 期的馏出液组成必须高出平均组成，以保 期的馏出液组成必须高出平均组成， 证馏出液的平均组分符合质量要求。通常， 证馏出液的平均组分符合质量要求。通常， 当釜液组成达到规定值后， 当釜液组成达到规定值后，即停止精馏操 作。
高沸点、 高沸点、热敏性药物 和生物活性物质的提 取和分离
天然维生素E的 天然维生素 的 提取
2.1 间歇精馏
定义及特点 间歇精馏是将待分离混合物一次性投料后精 馏获得各纯组分产品的过程。 馏获得各纯组分产品的过程。 特点： 特点：
（1）可采用单塔分离多组分混合物，获得各纯组分的 ）可采用单塔分离多组分混合物， 产品； 产品； （2）一塔多用； ）一塔多用； （3）适用于特殊场合，如真空、高凝固点、高纯度、 ）适用于特殊场合，如真空、高凝固点、高纯度、 热敏性等； 热敏性等； （4）设备简单，操作灵活，投资少。 ）设备简单，操作灵活，投资少。
∧ L i
∧ V i
∧ V i i
$ ϕ i yi p = γ i xi fi 0
yi i Ki = = V $ xi ϕ
i
$L ϕ
设备参数
（1）理论塔板数 ） 具有足够的理论塔板数是精馏塔能够实现分离的基本条件 测定精馏塔理论塔板数的规范方法 国内外惯用二元物系正庚 甲基环己烷或苯+四氯化碳 烷+甲基环己烷或苯 四氯化碳 甲基环己烷或苯 四氯化碳. 在规定的压力和上升蒸汽 流率下全回流， 流率下全回流，稳定运行足够 长的时间， 长的时间，当塔顶浓度稳定不 即全塔达到平衡状态时， 变，即全塔达到平衡状态时， 同时测定塔顶和塔底浓度， 同时测定塔顶和塔底浓度，代 入芬斯克公式计算。 入芬斯克公式计算。
ASPEN软件进行精馏塔设计
1引言1.1ASPEN PLUS概述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。
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。
1.2精馏塔概述精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入。
蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。
由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
1.2.1 精馏塔的分类气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍，故本书将只介绍板式塔。
板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。
第六节 间歇精馏
(2) 图解法求理论板层数 1.6.2.2 确定xw和R的关系
中南林业科技大学化工原理
中南林业科技大学化工原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.6 间歇精馏
特点：
过程非定态 塔底加料，无提馏段 获得 xD, xW一定的产品， 能 耗大于连续精馏 两种操作：
恒回流比R=常数, 定xW
恒流出液组成,定xD
中南林业科技大学化工原理
1.6.1恒定回流比的间歇精馏
恒定回流比操作，采出量不变条件下，塔内气、液 流量将恒定，操作线斜率为常数，由于塔釜中轻组 分不断的下降，导致馏出液组成不断下降，使得操 作线沿对角线平行下移 .
中南林业科技大学化工原理
1.6.1.1 确定理论板 （1）计算最小回流比Rmin和确定适宜回流比R初态的 釜液组成xF，馏出液XD1 xD1 y F Rmin y F xF （2）图解法求理论板 1.6.1.2 对具有一定理论板层数的精馏塔，确定操作过 程中各瞬间的xD和xW的关系 1.6.1.3 对具有一定理论板层数的精馏塔，确定操作过 程中xD（xW）与釜液量W，馏出液量D间的关系
中南林业科技大学化工原理
指定最初瞬间的xD 确定R求N（xW=xF）
A
取一系列xDi值，得各 瞬间的xD~xw关系
取某个xW值作为终值xW终 由 求出W终
计算汽化量 V=(R+1)D=(R+1) (F-W终 选定汽化速率
计算精馏时间
调 整 x W终
aspen精馏教程
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
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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.
带有中间储罐的间歇精馏的动态模拟与控制
带有中间储罐的间歇精馏的动态模拟与控制王晓红;谢力;张远鹏;于新帅【摘要】使用Aspen Plus和Aspen Plus Dynamics模拟了用于分离正己烷/正庚烷/正辛烷三元体系的中间储罐间歇精馏过程.首先在稳态模拟中按照连续精馏流程的模拟方法确定稳态模拟流程,在动态模拟中关闭进料和产品出口阀门,来实现间歇精馏在Aspen Plus和Aspen Plus Dynamics中的模拟.在Aspen Plus Dynamics中研究带有高选择器的组成控制结构和温度控制结构.两种控制结构都能使产品纯度达到分离要求.结果显示:就产品纯度稳定性而言,带有高选择器的温度控制结构相比组成控制结构有更好的控制性能.%The middle vessel batch distillation process for separating the n-hexane/n-hexane/octane ternary system was simulated using Aspen Plus and Aspen Plus Dynamics.The steady state flowsheet of the middle vessel batch distillation was simulated in the manner of continuous distillation in the steady-state simulation,and then the feed and outlet valve was closed in dynamic simulation to implement the simulation of batch distillation process in Aspen Plus and Aspen Plus Dynamics.The composition control structure and the temperature control structure with high selectorswere studied in Aspen Plus Dynamics.The separation requirements are both meet under the two kinds of control structure.The results shows that the temperature control structure with high selectors has better control performance than thecomposition control structure with high selectors in terms of the stability of product purity.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】7页(P37-43)【关键词】中间储罐;间歇精馏;动态控制【作者】王晓红;谢力;张远鹏;于新帅【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042;青岛科技大学化工学院,山东青岛266042;青岛科技大学化工学院,山东青岛266042;青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ028正己烷/正庚烷/正辛烷是石油加工过程中常见的混合物。
间歇精馏
第四节 间歇精馏
一、回流经恒定的操作 二、馏出液组成恒定的操作
2018/11/16
第四节 间歇精馏（分批精馏） 重点是概念 一、间歇精馏特点 1、非定态过程 2、只有精馏段
在同样NT下，达到同样的xD、xw终，
间歇操作能耗大于连续（完整）精馏。 （没有xf，一次性进料出料）
3、操作灵活，适用xf变化较大，处理 量F不大情况
间歇精馏可以采用 两种主要方式
x D 不变，R不断变大 R不变，x 不断变 D
R间 R连能耗大。
实线：完整精馏“连” Rm Rm小 虚线：间歇精馏“间” Rm由小到大
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二、保持xD恒定操作
1、NT确定
保持xD恒定，釜内xw不断下降，分离要求不断提
（2）对实际操作而言，xD恒定，则R↑， 操作不方便，且后期R过大，而R恒 定操
作方便，但总蒸汽量↑，热耗↑， 塔径↑，
不经济，故而应将பைடு நூலகம்者结合：
即采用先x 恒定操作，得成品。后改
D
用R恒定操作蒸中间馏分，将所蒸出的中 间馏分与下批物料掺合一起重蒸。
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高，设计应以终了时的釜液组成xw为计算基准。如图 对应于 x w终 ~ x D 有一最小回流比 N =∞ T
必
x D y w终 x D y w终 Rm Rm Rm1 x D x w终 y m终 x m终
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为使塔板数在一定合理范围内，R终=β Rmin由经济因素决定， R终>Rmin，以
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xD 为截距则作出操作线求出NT。 R终 1
三、保持R恒定操作
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Mass Flow kg/hr
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ISOBU-01
4750
TERT--01
50
2、单元操作参数
表13.2单元操作数据
C2511
冷凝器滞液量0.3m3
操作压力K/cm2.G
0.10
其它板滞液量0.006m3
全塔压降K/cm2
0.10
理论板数
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3、设计规定
表13.3设计规定
C101
操作1
操作2
热力学
NRTL-RK
类型：正常与全回流
类型：正常
设计规定1
塔顶产品500kg/h
塔顶产品400kg/h
设计规定2
回流比1.20
回流比1.50
时间3h
时间7.5h
三、软件版本
采用ASPEN PLUS软件12.1版本,文件保C4SOUR.APW
水-异丁酸-丁酸间歇精馏流程模拟计算
一、工艺流程简述
本例题利用间歇精馏方法来分离水-异丁酸-丁酸，得到纯度太于99.5%(wt)的化学异丁酸，其工流流程如图13-1所示。
图13-1水-异丁酸-丁酸间歇精馏流程模拟计算图
二、需要输入的主要参数
1、装置进料数据
表13.1进料数据
1
物流号
Temperature C