利用Aspen Plus软件模拟丙烯精馏过程
利用Aspen plus模拟软件挖潜丙烯精馏塔
利用Aspen plus模拟软件挖潜丙烯精馏塔
夏和青
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2003(033)007
【摘要】通过Aspen plus模拟软件计算,找出扬子石油化工股份有限公司炼油厂气体分馏装置在高负荷下的瓶颈问题.通过整改,使总进料量达原设计负荷的127%,丙烯塔达原设计负荷的157.8%情况下,丙烯产品质量仍然合格,每年可多产丙烯9 912.6t,获得经济效益2 799.41×104 RMB￥.
【总页数】3页(P44-46)
【作者】夏和青
【作者单位】中国石化扬子石油化工股份有限公司炼油厂,江苏省南京市,210048【正文语种】中文
【中图分类】TE624
【相关文献】
1.板式连续精馏塔醇水体系的实操效果与Aspen Plus软件模拟结果对比分析 [J], 毕研迎;王帅花;钤小平;张其坤
2.利用Aspen Plus软件模拟二硫化碳精馏塔 [J], 贺勇;刘琦琦;夏尚文;李天文
3.利用 Aspen Plus 软件模拟丙烯精馏过程 [J], 焦林宏;赵立祥;袁科道;王理
4.Aspen Plus模拟软件在HFC-134a产品精馏塔的应用 [J], 熊显云;穆润敏
5.基于Aspen Plus对丙烯精馏塔模拟方法的改进研究 [J], 郑松龙
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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
Aspen plus 在精馏中的应用实例教程 /teacherf/
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 V7.3 安装、操作及精馏实例
选择“Standalone License File”
Aspen Plus V7.3安装
出现以下画面:
选择“Add License”,添加前面 生成的License文件
Aspen Plus V7.3安装
若出现如下画面,则说明license文件加载成功
Aspen Plus V7.3安装
选择“Aspen Engineering”,点击“Install”
计算机在化工中的应用
——Aspen Plus V7.3使用说明
主要内容
一、Aspen Plus 简介 二、Aspen Plus V7.3 安装 三、Aspen Plus V7.3 基本操作 四、Aspen Plus V7.3 精馏模拟实例
Aspen Plus 简介
流程模拟——使用计算机程序定量模拟一个化学过程的 特性方程。 基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。 Advanced System for Process Engineering（ASPEN） 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司 参与开发。 1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公 司，并称之为Aspen Plus。 经过20多年不断地改进、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。
Aspen Plus V7.3安装
3. Aspen Plus V7.3安装
Aspen Plus V7.3安装
在DVD驱动器中加载“aspenONEV7.3DVD1”（32 运行“setup.exe”,选择“Products”后出现如下画面：
Aspen Plus V7.3安装
点击确定后，出现如下画面：
Aspen Plus 能做什么
aspen plus在c4催化裂解生产丙烯工艺设计上的运用
·技术与应用·Aspen Plus在C4催化裂解生产丙烯工艺设计上的运用■乔云1 张庆莲21.云南能投化工有限责任公司 云南昆明 650100；2.云南云天化石化有限公司 云南昆明 650300摘 要：通过对OCP工艺进行改造，以炼油厂C4为原料，催化裂解生产丙烯。
使用Aspen Plus对工艺流程进行模拟，同时使用Aspen Energy Analyzer对流程热集成，优化工艺流程，缩短工程设计时间。
关键词：C4；丙烯；OCP工艺；Aspen Plus模拟Application of Aspen Plus in the Process design of C4 catalytic cracking to producing propylene Abstract: Through the transformation of the OCP process, the refinery C4 is used as a raw material to catalytically crack the propylene. Use Aspen Plus to simulate the process and use Aspen Energy Analyzer to thermally integrate the process, optimize the process and reduce engineering time.Key words: C4；Propylene；OCP process；Aspen Plus simulation引言随着我国炼油及石化企业的大型化，一体化步伐加快，多方向选择C4烯烃资源的优化利用方法，可促进石油化工可持续发展。
国内外对乙烯、丙烯的需求量逐年递增，且乙烯、丙烯生产中其原料成本占生产总成本的80％～90％，所以通过利用炼油厂C4馏分来生产乙烯、丙烯，可降低生产成本，发挥炼化一体化的资源优势。
第四章 第五节 Aspen Plus计算精馏过程
yji=Kjixji
（3）加和方程 S方程：
y 1
ji
x 1
ji
（4）热量衡算方程—— H方程
Fjhf+Vj+1Hj+1+Lj－1h1=(Vj+Gj)Hj+(Lj+Uj)hj+Qj
Aspen Plus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。
四、例题
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 Propane
Boiling Pointd/(lb mol/h) 100
ISOBUTANE
n-Butane i-Pentane(2-METHYL-BUTANE) n-Pentane
严格逐板法
• RadFrac 模块同时联解物料平衡、能量平衡 和相平衡关系，用逐板计算方法求解给定塔设 备的操作结果。
三、简捷计算法
轻关键组分对重关键组分的‘相对挥发度
Fenske方程
最小级数
其他组分的回收率
Underwood方程
最小汽相流量
Gilliland关联式
aspenplus计算精馏过程dstwudstwu模块用模块用winnwinnunderwoodunderwoodgillilandgilliland捷算法进行精馏塔的设计根据给定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理论板数给定回流比下的理论板数和加料板位置
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.
丙烯精馏塔过程模拟
阀塔板及筛板塔板相当 。塔内上下塔板平行旋 转 90°垂直安装 [见图 1 ( b) , ( c) ]。一方面由于 塔板上无常规的伸入下层塔板的降液管 ,另一方 面由于气相通过小孔可从不同方向喷射出来 ,因 此其处理能力较大 。
○—丙烷 ; ●—丙烯 ; △—丙二烯 图 3 丙烯精馏塔中丙烯 、丙二烯 、丙烷摩尔分数变化曲线
由图 3可见 ,丙烯与丙烷的分离主要集中在 提馏段 ,丙二烯的分离主要在提馏段的第 210 块 塔板之后 ,全塔灵敏板在 220～230块塔板间 。建 议在该处加装温度自控点 ,通过此点温度控制塔 釜再沸器加热蒸汽的量 。
15
收稿日期 : 2006 - 10 - 25;修回日期 : 2007 - 01 - 05 作者简介 :孙卫国 (1973—) ,男 ,甘肃民勤人 ,在读工程硕士 。 从事化学工程研究工作 。
·148·
石 化 技 术 与 应 用 第 25卷
2 工业过程模拟 2. 1 计算模型的选取
4 操作参数灵敏度分析 为了优化生产 ,需要了解工艺操作条件的最
优选择 ;为了满足装置今后改造的需要 ,应该了 解装置设计中的瓶颈 ,因此 ,有必要对丙烯精馏 塔的相关操作参数进行灵敏度分析 。以下是基 于丙烯精馏塔进料量为 16 000 kg / h时的操作灵 敏度分析 。 4. 1 进料位置对分离精度的影响
在 A spen Plus模拟软件中没有提供 DJ - 5 和 DJ - 3 类型的塔板形式 [ 7 ] ,笔者在对丙烯精馏 塔进行工业过程模拟之前 ,首先根据 DJ - 5 和 DJ - 3 型 塔 板 的 降 液 管 面 积 率 将 其 折 算 为 A spen Plus软 件 所 认 可 的 塔 板 形 式 。DJ - 5 和 DJ - 3 型塔板的板径分别为 3. 4, 3. 0 m ,降液管 面积 率 分 别 为 15. 12% , 15. 21% , 计 算 后 可 得 DJ - 5 型塔板的降液管宽度为 0. 437 m (双降液 管 A 板 )和 0. 414 m (单降液管 B 板 ) , DJ - 3 型 塔板的降液管宽度为 0. 385 m (双降液管 A 板 ) 和 0. 366 m (单降液管 B 板 ) ,如图 1 ( d)所示 。
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来受 丙烯 下 游产 品需求 增 长 的影 响 ，对 丙烯 的需求 量 逐 年增 加 ，因此 其收率越来越受到 国内各 乙烯 生产厂 家 的关 注 。而丙
烯精 馏塔则是提高丙烯 收率 的关键 。 目前 国 内不 同研究 者针 对 丙烯 精馏塔采用 了不 同模 拟软件 进 行 了模拟 分析 。本 文 利 用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 化工流程模拟软件对丙 烯精馏 过程 进行 流程模 拟
和操 作优化 ，研究进料位 置 、回流 比、总板数 、塔顶采 出量 对 丙烯产品质量和丙烯损 失的影响 ，探索 最优 工艺参 数 ，据此 指 导实际生产 ，降低生产成本 ，增 加企业效益 。
表２ Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ设计模块输入值计算结果
Ｔ ａ ｂｌ ｅ ２ Ｔｈｅ ｉ ｎｐ ｕ ｔ ｖ ｌｕ ａ ｅ ｆ ｏ ｒ ＤＳ ＴＷ Ｕ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ
Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｅ ｎｅ Ｄｉ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｂｙ Ａｓ ｐｅ ｎ Ｐｌ ｕ ｓ
Ｊ Ｉ ＡＯ Ｌ ｉ ｎ － ｈ ｏ ｎ ｇ，Ｚ ＨＡ ＮＧ Ｌ ｉ － ｘ ｉ ａ ｎ ｇ， Ｙ Ｕ Ａ Ｎ ｌ ｌ ｅ — ｄ ａ ｏ ， ＷＡ ＮＧ Ｌ ｉ
工具优化操作参数 。最 后分析 了进料 中丙烷含量 的变化对分离效果 的影响及 采取 的措施 。进料 中丙烷含量 增大时 ，可 以降低 塔顶 馏 出量 ，以达 到分 离要求 。
关 键词 ： 丙烯；模拟 ； 丙烷
中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ９ ９ ２ ． １
文献 标 志码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ ４ — ０ １ ０ ７ — ０ ３
最小 回流比 、最小 理论板数 、加 料位置 等参 数 。丙烯 精馏塔模
型进 料组成见表 ｌ ，Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ模块输入值见表 ２ ，Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ模 块初
步计 算结果见表 ３ 。
表 １ 进 料 组成 表
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ｅ ｄ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ
（ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ６ ０， ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ３卷第 １ ４期
２ ０Ｖｏ １ ． ４３ Ｎｏ ． １ ４
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｊ ｕ １ ． ２ ０１ ５
利 用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 软 件 模 拟 丙 烯 精 馏 过 程
１ 丙 烯 精 馏 系统 流 程 模 拟
进料温度／ ￣ Ｃ
数 值
５ ２
利用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ Ｖ ７ ． ３化工流程模拟软件对 丙烯 精馏塔进行
进料压力／ ｋ Ｐ ａ 进料 量 ／ （ ｋ ｇ ／ ｈ ）
１ ９ ８ ０
８ ｌ ３ ３
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｅ ｎｅ；ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ；ｐ ｒ ｏ ｐａ ｎｅ
丙烯是石 油化工基本有机原料之 一 ，目前 ７ ０ ％丙 烯来 自于 蒸汽 裂解 装置 ，２ ８ ％丙 烯来 自于炼厂 Ｆ Ｃ Ｃ装 置… 。其主要用 于 生产 聚丙烯 、丙烯腈 、异丙烯 、丙酮和 环氧丙 烷等产 品 。近 年
焦林宏 ， 赵立祥 ， 袁科道 ， 王 理
（ 兰州石化 职 业技 术 学院石 油化 学工程 系 ，甘 肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ６ ０ ）
摘 要 ：采用 Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ Ｕ Ｓ 化工流程模拟软件对丙烯精馏过程进行模拟 ， 采用 Ｒ ａ ｄ Ｆ ｒ ａ ｃ 模块进行计算，并用软件灵敏度分析