Aspen-Plus应用塔设备设计课件 (一)
AspenPlus应用基础 塔设备单元
RadFrac — 塔板设计
塔板设计（Tray sizing）计算给定板 间距下的塔径，共有五种塔板供选用：
1、泡罩塔板（Bubble Cap） 2、筛板（Sieve） 3、浮阀塔板（Glistch Ballast） 4、弹性浮阀塔板（Koch Flexitray）
第十五页，编辑于星期三：五点 三十八分。
RadFrac — 配置（冷凝器）
冷凝器配置从四个选项中选择一种： 1、全凝器（Total） 2、部分冷凝-汽相馏出物
（Partial-Vapor）
3、部分冷凝-汽相和液相馏出物 （Partial-Vapor-Liquid）
4、无冷凝器 (None)
第十六页，编辑于星期三：五点 三十八分。
Distl 模块用 Edmister 方法计算给 定精馏塔的操作结果。 设定：理论板数，加料板位置，回流比，
D/F，冷凝器类型。 计算：D和W组成，再沸器和冷凝器热负 荷，塔顶、塔底和加料板温度。
第九页，编辑于星期三：五点 三十八分。
Distl —— 连接
Distl 模块的连接图如下：
第十页，编辑于星期三：五点 三十八分。
( Calculate HETP )
第六页，编辑于星期三：五点 三十八分。
DSTWU — 应用示例 (1)
含乙苯30%w、苯乙烯70%w的混合物 （F=1000kg/hr、P=0.12MPa、T=30 C）用
精馏塔（塔压0.02MPa ）分离，要求99.8%的乙 苯从塔顶排出，99.9%的苯乙烯从塔底排出，采 用全凝器。求：
第二十五页，编辑于星期三：五点 三十八分。
RadFrac — 应用示例 (1)
根据DSTWU示例（2）的结果，选取
AspenPlus应用基础-分离过程-2ppt课件
完整版PPT课件
21
RadFrac — 配置（有效相态）
有效相态从四个选项中选择一种： 1、汽-液（Vapor-Liquid） 2、汽-液-液（Vapor-Liquid -Liquid ） 3、汽-液- 冷凝器游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor） 4、汽-液- 任意塔板游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage）
1、塔板数（Number of Stages）
2、冷凝器（Condenser）
3、再沸器（Reboiler）
4、有效相态（Valid Phase）
5、收敛方法 （Convergence)
6、操作设定
（Operation Specifications)
完整版PPT课件
19
RadFrac — 配置（冷凝器）
完整版PPT课件
7
DSTWU — 模型参数
DSTWU模型有四组模型设定参数：
3、压力 ( Pressure) （1） 冷凝器 ( Condenser) （2） 再沸器 ( Reboiler)
完整版PPT课件
8
DSTWU — 模型参数
DSTWU模型有四组模型设定参数：
4、冷凝器设定 ( Condenser specifications)
完整版PPT课件
17
RadFrac——模型设定
RadFrac 模型具有以下设定表：
1、配置（Configuration）
2、流股（Streams）
3、压力（Pressure）
4、冷凝器（Condenser）
5、再沸器（Reboiler）
6、三相（3-Phase）
ASPENPLUS第1章
第1章ASPEN PLUS 性质方法概述 ....................................................................................... 1-1 热力学性质方法................................................................................................................... 1-1 状态方程方法............................................................................................................... 1-2活度系数方法............................................................................................................... 1-7状态方程模型..............................................................................................................1-15活度系数模型..............................................................................................................1-22传递性质方法..............................................................................................................1-23非常规组分焓计算......................................................................................................1-25脚注..............................................................................................................................1-26第1章ASPEN PLUS 性质方法概述所有的单元操作模型都需要性质计算而生成结果。
ASPEN软件进行精馏塔设计
1引言1.1ASPENPLUS概述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”（Advanc ed System for Proces s Engine ering，简称ASPE N），并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了Asp enTec h公司，并称之为As pen 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。
Aspen Plus教程 第章 流程选项与模拟分析工具ppt课件
➢ 操纵变量：被调整使采集变量接近期望值
可以是一个模块输入变量、过程进料物流变量或其它模拟 输入变量；模拟计算出的量不能作为操纵变量
精品课件
9.1.1 设计规定
设计规定的目标是期望值等于计算值，模拟时需要规定容差，在
精品课件
9.1.2 计算器
在早期版本的Aspen Plus中，计算器（Calculator）模块称为 Fortran模块。在此模块中，用户可以自行编写Aspen Plus可执行的 Fortran程序，把语句插入到流程计算中，以便执行用户定义的任务。 例如： ✓ 在使用输入变量前计算和设定它们（前馈控制）； ✓ 把信息写到控制面板上； ✓ 从一个文件中读取输入数据； ✓ 把结果写到Aspen Plus报告或写到任意外部文件中； ✓ 调用外部子程序； ✓ 编写用户子程序。
精品课件
9.1.3 传递模块
传递模块（Transfer）主要用来在物流或模块间传递信息， 使用传递模块可以将流程的变量值从流程图的一部分复制到流程 图的另一部分。用户可以复制全部物流或任一物流的组成和流率 或任意的流程变量（比如模块变量），最常用的是将一个物流复 制成另一个物流。
定义传递模块主要包括以下几个步骤： ✓ 创建传递模块； ✓ 复制物流、物流流率、子物流、模块参数或物流参数； ✓ 可选择地输入目标物流的闪蒸规定； ✓ 可选择的输入传递模块的其他规定。
精品课件
9.1.4 平衡模块
平衡模块（Balance）主要用来计算一个或多个单元操作模块 区的物料平衡和能量平衡。平衡模块可以计算带循环工艺流程中 补充物流的流率（这将删除Calculator模块）、进料物流流率和 基于其它物流和模块信息的条件（这将删除设计规定和收敛回 路）。
AspenPlus应用基础-流体输送概要课件
Aspen Plus技术交流版块资料
MCompr—— 连接(1)
MCompr 模型的外部连接图如下：
Aspen Plus技术交流版块资料
MCompr—— 连接(2)
MCompr 模型的内部连接图如下：
Aspen Plus技术交流版块资料
MCompr—— 模型参数
MCompr 模型有三种工作方式：
Pipe——管段参数（3）
3. 管件参数：Fittings 连接方式 Connection type 法兰、焊接/螺纹 管件数 Number of fittings
闸阀，蝶阀，90度肘管，直行三通，旁路三通
其余当量长度 Miscellaneous L/D
Aspen Plus技术交流版块资料
Pipe —— 高级计算
2. 热参数： Thermal specification: 恒温 Constant temperature 线性温度剖型 Linear temperature profile 绝热（零热负荷） Adiabatic (zero duty) 热衡算 Perform energy balance
Aspen Plus技术交流版块资料
• 用户子程序
User Subroutines
Aspen Plus技术交流版块资料
MCompr—— 特性曲线(2)
可以提供多张特性曲线表（Maps)， 每张表又可以有多条特性曲线。多 级压缩机的每一级可以有多个叶轮 （ wheels) ， 可 以 为 每 个 叶 轮 选 用 不同的特性曲线表、叶轮直径和比 例因子（scaling factors)
Minimum outlet pressure: Set equal to choked outlet pressure
AspenPlus应用基础-塔设备单元
RadFrac — 填料核算
填料核算（Pack rating）计算给 定结构参数的填料的负荷情况，可供 选用的填料类型与“填料设计”中相 同。 “填料设计”与“填料核算”配 合使用，可以完成填料选型和工艺参 数设计。
RadFrac — 应用示例 (6)
Aspen Plus 使用方法
Models for Column Units
塔设备单元模型
塔设备单元模型 — 分类
塔设备(Columns)单元共有9种模 块，其中 RateFrac 和 BatchFrac 需要单 独的许可证，其余7种可直接使用：
1. 2. 3. 4.源自DSTWU 5. MutiFrac Distl 6. SCFrac RadFrac 7. PetroFrac Extract
RadFrac — 结果查看
计算结果从三部分查看： 1、结果简汇给出塔顶（冷凝器）和 2、分布剖形给出塔内各塔板上的温度、 3、流股结果给出进出的所有流股的 1、结果简汇（Results summary） 塔底（再沸器）的温度、热负荷、 压力、热负荷、相平衡参数，以及每 工艺和物性参数。 2、分布剖形（Profiles） 流量、回流比和上升蒸汽比等参数， 一相态的流量、组成和物性。 3、流股结果（Stream results） 以及每一组份在各出塔物流中的分 据此可确定最佳加料板和侧线出料板 配比率。 位置。
DSTWU 简捷精馏（设计）
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。
DSTWU —— 连接
DSTWU 模型的连接图如下：
DSTWU — 模型参数
基于AspenPlus的甲醇与水筛板板精馏塔设计书
基于AspenPlus的甲醇与水筛板板精馏塔设计书第一章流程确定和说明1.1塔板类型1）精馏塔的塔板类型有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
筛板塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点；2）本设计采用筛板精馏塔；3）加料方式本精馏塔加料选择泵接加料，结构简单，安装方便，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
1.2进料状况本精馏塔选择泡点进料，常温原料经换热后进料。
1.3塔顶冷凝方式甲醇与水不反应，且容易冷凝，故本精馏塔塔顶选择全凝器，可用水冷凝。
1.4塔釜加热方式塔釜使用200℃的饱和蒸汽间接加热。
1.5回流比该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.2～2倍，本设计规定回流比取最小回流比的1.5倍。
1.6回流方式本设计处理量大，所需塔板数多，塔较高，回流冷凝器不适宜塔顶安装，故采用强制回流。
1.7操作压力甲醇-水在常压下相对挥发度较大，因此在常压下也比较容易分离，故本设计采用常压精馏。
1.8工艺流程确定如图1是甲醇-水工艺流程草图：图1.甲醇-水分离工艺流程第二章 塔板工艺设计2.1精馏塔全塔物料衡算2.1.1设计要求及条件表1.设计要求及条件处理量（万吨/年） X D (质量分数，%) X F (质量分数，%)X W (质量分数，%) R/Rmin 4.5 98.5 45 0.3 1.52.1.2原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率已知：甲醇的摩尔质量Kmol Kg M A /04.32=，水的摩尔质量Kmol Kg M B /02.18=。
原料液组成X F (摩尔分数，下同)3151.002.18/55.004.32/45.004.32/45.0=+=F x 塔顶组成 9736.002.18/015.004.32/985.004.32/985.0=+=D x 塔底组成 001689.002.18/997.004.32/003.004.32/003.0W =+=x 2.1.3原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量kg/km ol 44.2202.183151.0-104.323151.0M F =⨯+⨯=）（kg/km ol 67.3102.189736.0-104.329736.0M D =⨯+⨯=）（kg/kmol 04.1802.180017.0-104.320017.0M W =⨯+⨯=）（2.1.4 全塔物料衡算一年以300天，一天以24小时计，计算可得进料流率：[]km ol/h 54.2782430002.18/)45.01(04.32/45.010105.4/5.4F 34=⨯-+⨯⨯⨯==年万吨全塔物料衡算式：W D F +=W D F Wx Dx Fx +=联立代入求解：D=89.82kmol/h ，W=188.72kmol/h2.1.5 塔顶回收率 甲醇回收率：9964.0=F D Fx Dx 水回收率：0124.0)1()1(D =--F D x F x 2.2 利用Aspen Plus 模拟进行塔工艺计算过程2.2.1 常压下甲醇-水气液平衡组成与温度关系利用aspen 绘制的甲醇-水体系的T-x-y 相图，如图2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Aspen-Plus应用塔设备设计课件 (一)
Aspen-Plus应用塔设备设计课件是针对化工专业的一门课程，由美国
斯坦福大学开发并推广。
该课程主要讲解了Aspen-Plus软件的基本操
作和应用以及塔设备设计的基本知识点。
下面我们来分别介绍。
Aspen-Plus软件是一款流程模拟软件，它可以模拟化工过程的各种反应、传质、传热等现象，以及调整反应条件、优化生产过程等。
通过
使用Aspen-Plus软件，工程师可以更好地理解化工过程和产品，同时
对实验进行预测和模拟。
这款软件广泛应用于石油、化工、能源等各
个行业，是工程师必备的工具之一。
在Aspen-Plus应用塔设备设计课件中，学生将学习如何正确使用
Aspen-Plus进行塔设备的设计。
在这个过程中，学生需要掌握如何运
用软件模拟不同类型的塔，如提取塔、精馏塔、萃取塔和吸附塔等等。
为此，学生还需要掌握和了解一些化工工艺原理和塔设备的设计方法。
在这门课程中，学生将学习到以下基本的知识点：
1.反向追踪法（反演法）：这是一种求解化工过程的方法，旨在寻找
完美的动态模型。
2.材料平衡原理和动态模型：通过学习材料平衡原理，学生可以更好
地理解化工过程中的物质变换和传输。
此外，学生还将学习如何使用Aspen-Plus软件建立动态模型，以预测化工过程的性能和优化生产过程。
3.塔设备的设计：塔设备是化工过程中重要的组成部分，对生产过程
的稳定和效率影响很大。
在这个课程中，学生将学习如何在Aspen-
Plus软件中进行塔设备的设计和优化，以提高生产效率。
总的来说，Aspen-Plus应用塔设备设计课件不仅可以帮助学生更好地掌握Aspen-Plus软件的基本操作和应用，还可以让学生了解化工工艺和塔设备的设计和方法，为将来从事化工行业提供了有力的保障。
同时，这门课程对于工程师和专业人士也有一定的参考价值，可以帮助他们更好地应用Aspen-Plus软件进行化工过程的优化、建模和模拟。