aspen高级培训讲义2Word下载.docx
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塔底产品中乙烯摩尔百分含量不超过0.99%。
主要掌握内容：
1、Heaters-coolers
2、Pumparound
3、中间冷凝器
4、中间再沸器
5、塔内某一板上产品组分纯度的规定
methane（c1）CH40.4
ethylene（c2-）C2H42557.3
ethane（c2）C2H6597.5
propylene（c3）C3H6-20.6
压力25.6kg/sqcm
vaporfraction1.0
2、塔的条件
塔板数120
冷却器类型部分冷凝
进料板95
再沸器类型釜式再沸器
侧线出料位置10
3、pumparound规定
95块板采出
采出量为：
2850kmol/hr
汽化份率：
0.9
4、塔的规定
塔顶冷凝器所提供的冷量为0.12mmkcal/hr
侧线采出量为2540kmol/hr
塔顶采出量为13.5kmol/hr
第二块板的热负荷-22.5mmkcal/hr
冷凝器压力19.33kg/sqcm
再沸器压力21.13kg/sqcm
stage1-35C
stage2-32C
stage120-10C
6、设计规定
控制第二块板的热负荷，使侧线乙烷的摩尔含量为0.0006
控制侧线采出量，使乙烯再塔底的摩尔含量为0.0099
7、物性方法：
RK-SOAVE
8.3RADFRAC收敛问题
例3：
水/烃的分离
题目内容
分离丁烷、己烷和水的混合物
1、复习三相精馏
2、塔的收敛
n-butaneC4H10-10.4
n-hexaneC6H14-12557.3
waterH2O597.5
压力1bar
温度60C
塔板数8
冷却器类型全凝器
进料板5
塔顶采出量为12kmol/hr
塔釜蒸汽上升量50kmol/hr
冷凝器压力1bar
再沸器压力1bar
UNIFAC
例4：
烃类组分的分离
分离丙烷、正丁烷和正癸烷的混合物
1、收敛情况的判断
2、结果的可用性
3、塔的输入条件的合理化分析
4、收敛方法的选取
n-butaneC4H10-1100
propaneC3H8100
n-decaneC10H22-1200
压力2kg/cm2
塔板数10
冷却器类型部分冷凝器
进料板9
塔顶采出量为200kmol/hr
塔釜蒸汽上升量200kmol/hr
冷凝器压力1.03kg/cm2
第二板压力1.2kg/cm2
再沸器压力1.5kg/cm2
5、物性方法：
例5：
四氢呋喃与己烷的分离
分离四氢呋喃、正己烷和水的混合物。
1、复习Radfrac中去水槽的应用
2、计算结果的分析
3、物性方法的重要性。
4、二元交互参数的估算
5、在文献中查到的二元交互作用参数的输入
FEED：
tetrahydrofuranC4H8-45
n-hexaneC6H14-1995
WATER：
waterH2O100
温度（C）65压力（bar）1
温度（C）25压力（bar）1
塔板数25
进料板10
水槽（decanter）5
塔釜采出量891.7kmol/hr
回流比（MOLE）8.0
全塔压力1bar
decanter-1水相全回流
decanter-5液相全回流
顶温62C
stage-766C
底温78C
例6：
吸收塔
用RADFRAC模拟水吸收二氧化碳的过程
1、用RADFRAC模拟吸收过程
2、吸收过程收敛方法的选择
3、亨利组分的应用
组分流量（bmol/hr）
GAS：
N2100
CO2100
waterH2O1650
温度（F）40压力（psia）14.7
温度（F）40压力（psia）14.7
塔板数20
water进料板1
gas进料板20
全塔压力14.7psia
3、物性方法：
NRTL
8.4共沸精馏和反应精馏
例7：
共沸精馏塔
用RADFRAC模拟水、乙醇和环己烷的分离过程。
要求塔底产品中乙醇质量百分含量达到99.9%。
1、复习设计规定的做法
2、共沸精馏的收敛方法
组分feed流量（kmol/hr）ch-phs流量（kmol/hr）
CyclohexC6H12-1495
EthanolC2H6O-2334.8310.25
waterH2O25.246.75
温度（C）50压力（bar）1.5
CH-PHS：
温度（C）50压力（bar）1.5
塔板数40
feed进料板2
ch进料板10
塔顶压力1.1bar
塔底压力1.2bar
摩尔回流比1.0
塔顶温度65
塔底温度80
stage-35温度70
mole-B256.9kmol/hr
例8：
丙醇、丁醇和水的分离
用RADFRAC模拟水、丙醇、丁醇的分离过程
1、复习二元交互作用参数的修正
2、复习去水槽的应用
3、强极性物系的收敛方法
n-butaneC4H10-16.5
propanolC3H8O-111
waterH2O32.5
压力15psia
温度90.2F
塔板数13
decanter9
MOLE-D29kmol/hr
MOLE-L1100bmol/hr
全塔压力：
14.7psia
decanter-L11
decanter-L20.2
NRTL-RK
例9：
萃取精馏甲基环己烷与甲苯的分离
用RADFRAC模拟以苯酚做萃取剂分离甲基环己烷和甲苯的过程
1、萃取精馏和收敛方法
2、撕裂流股和初值
3、模拟流程的完善
4、塔的合理规定
组分FEED流量（bmol/hr）SOLVENT流量（bmol/hr）
METHYLCYCLOHEXANEC7H14-6200
TOLUENEC7H820012
PHENOLC6H6O1188
压力20psia20psia
温度70F220F
2、HEATER的规定
温度：
220F
压力：
20psia
3、EXT-COL塔的规定
feed进料板14
回流进料板7
塔顶压力16psia
每板压降0.2psia
摩尔回流比8.0
mole-D200bmol/hr
4、PEGEN塔的规定
feed进料板10
摩尔回流比5.0
例10：
以苯为溶剂分离异丙基醇与水的过程
以苯为溶剂分离异丙基醇与水的过程，要求异丙基醇的质量纯度达到99.5%
1、共沸精馏及收敛方法
2、纯组分物性参数及二元交互参数的修改
3、断裂流股的定义及允许误差的修改
4、损失溶剂的补充方法
5、用户定义收敛顺序
6、断裂流股收敛方法的选择
7、模拟流程的修改
组分FEED流量（kmol/hr）makeupT流量（kmol/hr）
ISOPROPYL-ALCOHOLC3H8O-263.94
BENZENEC6H60.001
WATERH2O30.22
压力1.1atm1.1atm
气化份率00
2、DECANTER的规定
30C
1atm
3、AZEOCOL塔的规定
塔板数30
feed进料板5
回流进料板1
塔顶压力1atm
全塔压降0.03atm
mole-B55.5Kmol/hr
第一块板温度68C
第二块板温度82C
feed进料板1
塔顶压力1.01atm
D：
F0.8
DECANTER：
UNIQ-2
AZEOCOL：
PEGEN：
例11：
丁醇、丁基乙酯和水的分离过程]
分离丁醇、丁基乙酯和水的混合物
1、去水槽的应用
2、物性模型的修改
3、不同单元操作过程物性方法的分别选择
4、断裂流股及收敛方法的选择
5、收敛误差的扩大和减小
6、收敛顺序的规定
组分FEED流量（kmol/hr）
N-BUTANOLC4H10O-1350
N-BUTYL-ACETATEC6H12O2-110
WATERH2O650
压力1.3atm
温度20C
25C
3、BUOH-COL塔的规定
进料板1
全塔压降0.3atm
D:
4、MAT-COL塔的规定
塔顶压力1.atm
塔底压力1.3atm
NRTL-2
例12：
用对二甲苯做溶剂分离甲苯和乙晴的过程
共沸精馏塔（COLUMN-1）
40块理论板，筛板塔，直径：
3ft
原料：
1atm，饱和液体，进料板37板
进料流率
乙晴C2H3N158.2kg/hr
甲苯C7H896.9kg/hr
虚拟组分4.9kg/hr
溶剂：
1atm，饱和液体，进料板27板
对二甲苯C8H10-3450kg/hr
苯、甲苯分离塔（COLUMN-1）
2.5ft
进料：
1atm，饱和液体，进料板15板
进料流率270kg/hr，组成
甲苯C7H80.985
虚拟组分0.015
操作条件：
塔顶采出：
362.9kg/hr
塔顶摩尔回流比6
冷凝器压力1atm
SILO分离塔（COLUMN-3）
5块理论板，筛板塔，直径：
0.6m
操作条件
进料位置：
第4板
422.5kg/hr
塔顶摩尔回流比0.1
苯、甲苯分离塔塔顶产品冷却器（HEAT-1）
产品出口温度：
45C
冷却水条件：
25C，5kg/hr
SILO分离塔塔底冷却器（HEAT-2）
1、萃取精馏
2、物性分析
3、虚拟组分
4、纯组分参数的输入
5、溶剂的补充
6、某组分收敛误差的扩大及减小
7、核算判断旧塔的操作情况
8、冷凝器、再沸器的热负荷曲线
例13：
用RADFRAC模拟反应精馏
采用反应精馏分离对二甲苯和间二甲苯的过程，要求回流比改变时，塔顶苯、对二甲苯，塔底间二甲苯、间二乙丙基苯、对二叔丁基苯的摩尔百分含量及塔顶冷凝器和塔底再沸器热负荷的变化。
1、反应精馏的概念
2、Readfrac中reaction的应用
3、平衡反应
4、复习灵敏度分析的应用
组分FEED流量（kg/hr）solvent流量（kg/hr）
DTBBC4H220.6652
MXC8H10-20.5734
TBMXC12H18-D1
TBBC10H14-40.1248
BZC6H6
PXC8H10-30.6466
WATERH2O
压力54torr1.1atm
塔板数12
feed进料板12
solvent进料板2
塔顶压力44torr
第二板压力44torr
塔底压力54torr
摩尔回流比2.0
mole-D0.45kg/hr
3、反应的规定
反应发生在第2板到第12板
发生的反应：
4、物性方法：
IDEAL
5、做塔底间二甲苯、间二乙丙基苯、对二叔丁基苯的摩尔百分含量及塔顶冷凝器和塔底再沸器热负荷的变化的灵敏度分析。
例14：
用反应精馏模拟MTBE的合成与分离过程
要求塔底产品中MTBE的摩尔纯度达到0.998。
分析回流比改变时，塔顶、塔底产品中甲醇、MTBE的摩尔纯度的变化及异丁烯转化率的变化。
1、复习反应精馏
2、平衡反应与动力学反应比较
3、复习纯组分物性参数输入方法
4、复习灵敏度分析
5、复习塔盘设计计算及核算
已知条件
组分C4F流量（bmol/hr）MEO流量（bmol/hr）
PROPANEC3H87
ISOBUTANEC4H10-2670
ISOBUTYLENEC4H8-5530
N-BUTANEC4H10-120
1-BUTENEC4H8-15
CIS-2-BUTENEC4H8-25
TRANS-2-BUTENEC4H8-35
METHYL-TERT-BUTYL-ETHERC5H12O-D2
METHANOLCH4O540
压力400psia400psia
温度F7070
2、2、塔的规定
c4f进料板20
meo进料板15
塔顶压力95psi
第二板压力100psi
塔底压力115psi
mole-b520bmol/hr
塔顶温度130F
塔底温度300F
反应发生在第15板到第19板
ISOBUTYL+METHANOL<
-->
MTBE
8.5炼油
例15：
常减压装置的流程模拟
拟加工两种油品的混合物，初馏塔、常压塔及减压塔的设计条件、操作条件及产品要求均已知，判断个侧线的分离情况并计算各塔塔径。
掌握内容
1、油品馏程分析数据的处理
2、石油及其馏份气液平衡的虚拟多元系处理方法
3、PETROFRAC模块的应用
4、流程分段及TRANSFER
5、物性报告
6、塔的设计计算和核算
COMPONENTS
CH4CH4/
C2H6C2H6/
C3H8C3H8/
IC4C4H10-2/
NC4C4H10-1/
IC5C5H12-2/
NC5C5H12-1/
H2OH2O
PC-CALC
PC-SETMIXOIL
CUTSLTEMP=100.UTEMP=800.0000INCR=25.00000/&
UTEMP=1200.000INCR=50.00000/UTEMP=1400.000&
INCR=100.0000/UTEMP=1640.000INCR=120.0000
ADA-SETUP
ADA-SETUPPROCEDURE=REL9
ASSAYOIL-1
ASSAY-DATAAPI=31.4
DIST-CURVETBPLV6.8130./10180./30418./50&
650./62800./70903./761000./901255.
GRAV-CURVEAPI590./1068./1559.7/2052./&
3042./4035./4532./5028.5/6023./&
7018./8013.5
BULK-PROPSULFUR2.3
PROP-CURVESULFUR2.0./5.0.01/10.0.013/20.&
0.05/30.1.15/40.1.62/45.1.9/50.2.15/&
60.2.54/70.3./80.3.7
LE-STDVOL-FRACCH40.001/C2H60.0015/C3H80.009/&
IC40.004/NC40.016/IC50.012/NC50.017
ASSAYOIL-2
ASSAY-DATAAPI=34.8
DIST-CURVETBPLV6.5120./10200./20300./30&
400./40470./50550./60650./70750./&
80850./901100./951300./981475./100&
1670.
GRAV-CURVEAPI2150./595./1065./2045./&
3040./4038./5033./6030./7025./&
8020./9015./9510./985.
BULK-PROPSULFUR2.5
PROP-CURVESULFUR2.0./5.0.01/10.0.015/20.&
0.056/30.1.3/40.1.7/45.2./50.2.3/&
60.2.7/70.3.2/80.3.8
LE-STDVOL-FRACH2O0.001/CH40.002/C2H60.005/&
C3H80.005/IC40.01/NC40.01/IC50.005/&
NC50.025
BLENDMIXOIL
STDVOL-FRACOIL-10.2/OIL-20.8
FLOWSHEETSECTION1
BLOCKPREFLASHIN=MIXCRUDEPF-STEAMOUT=LIGHTSNAPHTHA&
CDU-FEEDPF-WATER
DEF-STREAMSCONVENSECTION1
FLOWSHEETSECTION2
BLOCKCDUIN=CDUFEEDCU-STEAMCU-STM1CU-STM2CU-STM3&
OUT=HNAPHTHARED-CRDCU-WATERKEROSENEDIESELAGO
FLOWSHEETSECTION3
BLOCKVDUIN=REDCRDVDU-STMOUT=OFF-GASRESIDUELVGO&
HVGO
PROPERTIESBK10SOLU-WATER=2
PROP-SETPETROVLSTDMXAPISTDSGSTDWATTBPCRVD86CRV&
D1160CRVUNITS='
bbl/day'
'
bbl/hr'
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BASIS=DRY
;
"
VolFlow,Gravity,WatsonK,DistillationCurves"
PROP-SETSULFURSULFURSUBSTREAM=MIXEDBASIS=DRY
STREAMCDUFEED
SUBSTREAMMIXEDTEMP=419.7PRES=44.7
STDVOL-FLOWH2O46.7
STREAMCU-STEAM
SUBSTREAMMIXEDTEMP=400.PRES=60.
MASS-FLOWH2O12000.
STREAMCU-STM1
MASS-FLOWH2O3300.
STREAMCU-STM2
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