资源预览内容
第1页 / 共52页
第2页 / 共52页
第3页 / 共52页
第4页 / 共52页
第5页 / 共52页
第6页 / 共52页
第7页 / 共52页
第8页 / 共52页
第9页 / 共52页
第10页 / 共52页
亲,该文档总共52页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
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,DSTWU Distl RadFrac Extract,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:,MutiFrac SCFrac PetroFrac,DSTWU 简捷精馏(设计),DSTWU 模块用Winn-Underwood-Gilliland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:,2、关键组分回收率 ( Key component recoveries ) (1)轻关键组分在馏出物中的回收率 馏出物中的轻关键组分/进料中的轻关键组分 (2)重关键组分在馏出物中的回收率 馏出物中的重关键组分/进料中的重关键组分,DSTWU 模型参数,DSTWU模型有四组模型设定参数:,1、塔设定 ( Column specifications) (1) 塔板数(Number of stages) (2) 回流比(Reflux ratio),3、压力 ( Pressure) (1) 冷凝器(Condenser) (2) 再沸器(Reboiler),4、冷凝器设定 ( Condenser specifications) (1) 全凝器(Total condenser) (2) 带汽相馏出物的部分冷凝器 (Partial condenser with vapor distillate) (3) 带汽、液相馏出物的部分冷凝器 (Partial condenser with vapor and liquid distillate),1、生成回流比理论板数关系表 ( Reflux ratio vs. Number of theoretical stages ) 2、计算等板高度 ( Calculate HETP ),DSTWU 计算选项,DSTWU模型有两个计算选项:,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: Rmin,NTmin,R=1.5 Rmin 时的R、NT和NF。,DSTWU 应用示例 (1),绘制示例(1)的NTR关系图,根据该图选取合理的R值,求取相应的 NT、NF、冷凝器和再沸器的温度和热负荷。,DSTWU 应用示例 (2),Distl 简捷精馏(操作),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。,Distl 连接,Distl 模块的连接图如下:,根据DSTWU示例(2)的结果,选取R=25、NT=61、NF =36 用Distl 进行核算。再选取NF =20进行核算。,Distl 应用示例 (1),RadFrac 精密分离模块,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。 RadFrac 模块用于精确计算精馏塔、吸收塔(板式塔或填料塔)的分离能力和设备参数。,RadFrac 连接,RadFrac模型的连接图如下:,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),RadFrac 配置,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),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),RadFrac 配置(再沸器),再沸器配置从三个选项中选择一种: 1、釜式再沸器(Kettle) 2、热虹吸式再沸器(Thermosyphon) 3、无再沸器 (None),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- 再沸器游离水 (Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor) 4、汽-液- 任意塔板游离水 (Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage),RadFrac 配置(收敛方法),收敛方法从六个选项中选择一种: 1、标准方法(Standard) 2、石油/宽沸程(Petroleum/Wide-Boiling) 3、强非理想液相(Strongly Non-ideal Liquid) 4、共沸体系(Azeotropic) 5、深度冷冻体系(Cryogenic) 6、用户定义(Custom),RadFrac 配置(操作设定),1、回流比(Reflux Ratio) 2、回流速率(Reflux Rate) 3、馏出物速率(Distillate Rate) 4、塔底物速率(Bottoms Rate) 5、上升蒸汽速率(Boilup Rate),操作设定从十个选项中选择:,6、上升蒸汽比(Boilup Ratio) 7、上升蒸汽/进料比(Boilup to Feed Ratio) 8、馏出物/进料比(Distillate to Feed Ratio) 9、冷凝器热负荷(Condenser Duty) 10、再沸器热负荷(Reboiler Duty),RadFrac 流股,1、进料流股(Feed Streams) 指定每一股进料的加料板位置。 2、产品流股(Product Streams) 指定每一股侧线产品的出料板位置及产量。,RadFrac 压力,塔内压力设定有三种方式(View) 1、塔顶/塔底(Top/Bottom) 指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降。 2、压力剖型(Pressure Profile) 指定每一块塔板压力。 3、塔段压降(Section Pressure Drop) 指定每一塔段的压降。,RadFrac 冷凝器,冷凝器设定有两组参数:,1、冷凝器指标(Condenser Specification) 仅仅应用于部分冷凝器。只需指定冷凝温度(Temperature)和蒸汽分率(Vapor Fraction)两个参数之一。,2、过冷态(Subcooling) 1)过冷选项(Subcooling option) 二选一:回流物和馏出物都过冷/仅仅回流物过冷。 2)过冷指标(Subcooling specification) 二选一:过冷物温度/过冷度,RadFrac 再沸器,热虹吸再沸器需要进行设定:,1、指定再沸器流量 (Specify reboiler flow rate) 2、指定再沸器出口条件 ( Specify reboiler outlet condition) 3、同时指定流量和出口条件 (Specify both flow and outlet condition ),计算结果从三部分查看: 1、结果简汇(Results summary) 2、分布剖形(Profiles) 3、流股结果(Stream results),RadFrac 结果查看,1、结果简汇给出塔顶(冷凝器)和塔底(再沸器)的温度、热负荷、流量、回流比和上升蒸汽比等参数,以及每一组份在各出塔物流中的分配比率。,2、分布剖形给出塔内各塔板上的温度、压力、热负荷、相平衡参数,以及每一相态的流量、组成和物性。 据此可确定最佳加料板和侧线出料板位置。,3、流股结果给出进出的所有流股的工艺和物性参数。,根据DSTWU示例(2)的结果,选取R=25、NT=61、NF =36 ,用RadFrac 进行核算。再选取最佳进料板位置进行核算。,RadFrac 应用示例 (1),RadFrac 设计指标,RadFrac 模型带有内部的设计指标功能,通过Design Specs和Vary两组参数进行设定。 可以设定多个指标参数和多个变化参数,但要注意两者间的依赖关系和自由度必须吻合,否则不能收敛。,RadFrac 应用示例 (2),如将示例(1)的塔压调到0.01 MPa,全塔压降0.005 MPa,试求满足分离要求所需的回流比和馏出物流量。,RadFrac 塔板效率,RadFrac模型可以设定实际塔板的板效率(Efficiencies)。用户可选用蒸发效率(Vaporization Efficiencies) 或墨弗里效率(Murphree Efficiencies),并选择指定单块板的效率,单个组分的效率,或者塔段的效率。,RadFrac 应用示例 (3),如果示例(2)中的精馏段的墨弗里效率为0.45,提馏段的墨弗里效率为0.55,试求满足分离要求所需的塔板数和加料板位置。,RadFrac 报告选项,报告(Report)中有一项对塔板设计非常重要,即性质选项(Property options)里的包括水力学参数(Include hydraulic parameters)选项。另外剖形选项(Profile options)里包括哪些塔板(Stages to be included in report)也很有用。,RadFrac 应用示例 (4),在示例(3)的基础上选定性质选项中的包括水力学参数,计算后查看结果。,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) 5、条形浮阀塔板(Nutter Float Valve),RadFrac 塔板核算,塔板核算(Tray rating)计算给定结构参数的塔板的负荷情况,可供选用的塔板类型与“塔板设计”中相同。 “塔板设计”与“塔板核算”配合使用,可以完成塔板选型和工艺参数设计。,RadFrac 应用示例 (5),在示例(4)的基础上进行塔板设计和塔板核算,分别选用浮阀塔板和弹性浮阀塔板计算后对比结果。,5 种典型的规整填料: 1、带孔板波填料(MELLAPAK) 2、带孔网波填料(CY) 3、带缝板波填料(RALU-PAK) 4、陶瓷板波填料(KERAPAK) 5、格栅规整填料(FLEXIGRID),RadFrac 填料设计,填料设计(Pack sizing)计算选用某种填料时的塔径,共有40种填料供选用,在此仅介绍 5 种典型的散堆填料和 5 种典型的规整填料:,5 种典型的散堆填料: 1、拉西环(RASCHIG) 2、鲍尔环(PALL) 3、阶梯环(CMR) 4、矩鞍环(INTX) 5、超级环(SUPER RING),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。,RadFr
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号