如何使用aspen软件模拟完成精馏的设计和控制

第一章 开始运行Aspen Pinch

本章回顾了一个典型热集成研究案例。阐述了一个类似研究案例的各个步骤，以及如何在不同的阶段应用Aspen Pinch。同时，本章还介绍了Aspen Pinch界面，已经如何启动和推出Aspen Pinch。 一个典型的热集成案例

下图表示了一个典型的热集成案例研究的主要步骤以及相应阶段Aspen Pinch的特征。尽管本图看来是一个一次性完成的过程，但在实际过程中需要多次迭代来保证获得总体最优的结果。

一个热集成案例研究包含以下步骤： 1． 从你的流程中获取数据。

2． 建立公用工程消耗，能量消耗和投资费用的操作目标。 3． 作出一个换热网络的设计 4． 检查所设计换热网络的性能。 下面详细介绍这些步骤。 从你的流程模拟中获取数据

一个热集成研究是从获取流程的数据开始的。一个热集成研究所需要的数据包括每个流股的温度与热负荷信息。对于任一个公用工程的温度和费用信息都是必要的。如果你想作费用分析的话，就必须提供换热器的投资费用。

流股的数据可以直接从过程的物料与能量衡算获取。另外，流股数据也可以从Aspen Plus模拟或其他软件输入。输入数据可以运用Aspen Pinch 的数据输入功能、Aspen P

MM \FLAVOR \VERSION \DATETIME \Nov 29 08:46:25 2005\MACHINE \startlibrary version1 NumLibs = 1 Built-In NumCats = 9

Mixers/Splitters active

Separators active

Heat Exchangers active Columns active Reactors active

Pressure Changers active

Manipulators active Solids active

User Models active

endlibrary ; 8

>VERSION 0 YT-501 RadFrac Built-In RADFRAC >VERSION 0 YD-501 Decanter Built-In DECANTER >VERSION 0 YT-511 RadFrac Built-In RADFRAC >VERSION 0

YE-500 Heater Built-In HEATER

>VERSION 0 YE-513 Heater Built-In HEATER

>VERSION 0

任务1 精馏设计与严格模拟

知识目标：理解轻、重关键组分的概念，理解回流比的概念，理解严格精馏的操作条件的合理组合，理解灵敏度分析的概念，理解精馏从简捷设计到严格模拟，再到尺寸设计的过程。

技能目标：掌握简捷精馏设计中对轻、重关键组分的设定，掌握严格精馏的操作条件的设定，使用灵敏度分析来优化严格精馏的设计，能使用CHEMCAD进行精馏的简捷设计、严格模拟和尺寸设计。

一、采用ChemCAD进行精馏塔简捷设计计算

精馏设计采用芬斯克－恩特伍德－吉利兰－Kirkbride公式（Fenske-Underwood-Gillila-nd-Kirkbride），芬斯克公式求解精馏塔的最少理论塔板数；恩特伍德公式求解最小回流比；吉利兰计算实际回流比及其对应的塔板数；Kirkbride公式计算适宜的进料板位置，芬斯克公式也可以求解适宜的进料板位置。

例5-1-1 使用简捷法设计一个脱乙烷塔，从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成mol%：甲烷 5，乙烷 35，丙烯 15，丙烷 20，异丁烷 10，正丁烷 15；进料状态为饱和液相，压力为2.736MPa。对产物分离要求见设计条件表。①求该塔的最小回流比，所需最少理论板数；②当实际回流比为最小回流比的1.

ASPEN PLUS软件培训案例

常压系统流程模拟计算 ............................... 2 减压系统流程模拟计算 ............................... 6 催化分馏塔流程模拟计算 ............................ 10 催化吸收稳定系统流程模拟计算 ...................... 14 MDEA 脱硫流程模拟计算 ............................. 20 炼厂含硫污水汽提流程模拟计算 ...................... 27 MTBE装置流程模拟计算.............................. 32 DMF萃取精馏流程模拟计算 ........................... 37 丁二烯脱水流程模拟计算 ............................ 40 甲乙酮脱水流程模拟计算 ............................ 43 VCM PLANT MODEL ..................................... 46

VCM Manufactu

ASPEN PLUS软件培训案例

常压系统流程模拟计算 ............................... 2 减压系统流程模拟计算 ............................... 6 催化分馏塔流程模拟计算 ............................ 10 催化吸收稳定系统流程模拟计算 ...................... 14 MDEA 脱硫流程模拟计算 ............................. 20 炼厂含硫污水汽提流程模拟计算 ...................... 27 MTBE装置流程模拟计算.............................. 32 DMF萃取精馏流程模拟计算 ........................... 37 丁二烯脱水流程模拟计算 ............................ 40 甲乙酮脱水流程模拟计算 ............................ 43 VCM PLANT MODEL ..................................... 46

VCM Manufactu

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

Rmin

R NT 1

N NFeed D/F

0.582 3．严格计算

0.757 5 11 7 0.362 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

化工仿真模拟软件使用

换热器：ＨＴＲＩ和ＨＴＦＳ都是国际著名的换热器工艺计算软件，你需要了解其意思方可用于实际

1. ASPEN 2. PROII 3. CHEMCAD 4. HYSYS 5. ECSS

所列软件中，1,2,4是工程公司常用软件，3,5一般在国内高校用用，不适合工程设计，至于1,2,4哪个更好，其实还要看具体的工艺过程，

比如HYSYS，在油气工程领域就有着极高的精度和准确性，HYSYS仅仅是石化中使用较多，HYSYS买给Honeywell已经改名叫UniSim了

ASPEN是设计院使用更为合适一些，但价格昂贵，不过可以计算固体、燃烧等模块是HYSYS，PRO/II不能比拟的，比较全面，但界面比较凌乱。你要模拟个氮肥装置，恐怕还是aspen的好，

单体设备的校核型核算，PRO2又是个最简单最合适的选择，PR方程精度较高（其实也就是HYSYS主推的），PRO/II价格便宜,简单多了.

搞天然气开采的可能只能选HYSYS，但ASPEN并不是不好啊.

至于CHEMCAD、和青岛ECSS等软件，实际工程中均使用不大，ASPEN把HYSYS的公司也收购了。实际上最终就是ASPEN和PRO/II谁能当老大。难受的是，这些均为国外软

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

Rmin

R NT 1

N NFeed D/F

0.582 3．严格计算

0.757 5 11 7 0.362 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

来自狸窝家园文档

说到视频拼接，其实就是将两个甚至多个视频画面拼接在一起，可以是上下拼接，也可以是左右拼接，总之心随你动，自己自定义拼接就好。经常会在电影或电视剧上面看到的很多的视频拼接镜头就是如此，同样的制作原理。相信你也很感兴趣吧，继续往下看便揭晓了，留点悬念。

在电影或是电视剧上面看到的视频拼接画面，常见于想要同时表达两个人的发生的事情以及一些表情动作等，这也是视频后期剪辑惯用的手法。那事不宜迟，赶紧行动吧。话说还是先把上面的视频拼接软件下载并安装到自己的电脑上先吧。

安装好了软件之后便运行吧，点击新建项目 —工程文件存储位置 — 有效预置 — PAL-DV 宽银幕48KHz”，还要记得命名字哦。记得将素材都准备好，并将素材和工程文件放在同一个文件夹，然后便可导入素材了，在项目面板的空白处右键选择导入即可导入素材。

来自狸窝家园文档

将视频文件导入进来之后自然是要用鼠标将视频文件拖拽添加到视频轨道上了，一共导入了两个视频，那么先将视频素材1拖拽到视频1轨道上吧，右上角是视频的预览窗口，按下空格键就可以预览视频了。

来自狸窝家园文档

接下来要跟大家学习的是将两个视频画面拼接在一起，只要大家

Aspen Plus 换热器模拟

1.概述

在Aspen plus 中换热器主要有以下几种：

概述 换热器模块

Heater HeatX MHeatX Hetran Aerotran

加热器/冷却器 双物流换热器 多物流换热器 管壳式换热器 空冷换热器

确定出口物流的热和相态条件 在两个物流之间换热 在多股物流之间换热

与BJAC 管壳式换热器的接口程序 与BJAC 空气冷却换热器的接口程序

在本次模拟中选取Heatx换热器，HeatX有两种简捷法和严格法计算模型。 简捷法（Shortcut）计算不需要换热器结构或几何尺寸数据，可以使用最少的输入量来模拟一个换热器。Shortcut模型可进行设计模拟两种计算，其中设计计算依据工艺参数和总传热系数估算出传热面积。

严格法（Detailed）可以用换热器几何尺寸去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因子等。严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项，但也需要较多的输入。Detailed模型不能进行设计计算。

可以将HeatX 的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算。首先依据给定的设计条件用Shortcut 估算传热面积