【正文】 原料）經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后送入精餾塔的進料板，在進料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進行熱和質(zhì)的傳遞過程。操作時，連續(xù)的從再沸器取出部分液體氣化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。塔頂蒸汽進入冷凝器中被冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂或是自然回流作為回流液，其余部分經(jīng)冷凝器冷凝后送出作為塔頂產(chǎn)品。塔釜采用間接蒸汽和再沸器共熱。塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。：精餾操作可在常壓、減壓和加壓下進行。塔內(nèi)操作壓力的選擇不僅牽涉到分離問題，而且與塔頂和塔底溫度的選取有關(guān)。根據(jù)所處理的物料性質(zhì)，根據(jù)本設(shè)計任務(wù)制定為塔頂壓力為4kPa。：進料狀態(tài)有5種，可用進料狀態(tài)參數(shù)q值來表示。根據(jù)本設(shè)計任務(wù)制定為飽和液體進料，即q=1。：蒸餾一般采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器，但也可采用直接蒸汽加熱。但由于直接蒸汽的加入，對釜內(nèi)溶液起一定稀釋作用，在進料條件和產(chǎn)品純度、輕組分收率一定的前提下，釜液濃度相應(yīng)降低，故需在提留段增加塔板以達到生產(chǎn)要求。：對于一定的生產(chǎn)能力，即餾出量D一定時，V的大小取決于回流比?！?倍，即＝。 三． 設(shè)計任務(wù) 常壓操作連續(xù)篩板精餾塔設(shè)計，設(shè)計參數(shù)如下：進料組份：苯41%、氯苯59%（質(zhì)量分率）； 處理量：苯和氯苯混合液6000㎏/h； 進料熱狀態(tài)：飽和液相進料； 操作壓力：4 kPa（塔頂表壓）； 單板壓降：≤ kPa； 塔頂餾出液：苯量大于98%（質(zhì)量分率）； 塔底釜液： 苯量小于2%（質(zhì)量分率）； 回流比：自選； 建廠地址：內(nèi)地 ； 全塔效率：ET=52% 。四 簡捷塔設(shè)計 設(shè)計目的確定合適的回流比、理論板數(shù)。 設(shè)計基本思路根據(jù)設(shè)計任務(wù)中要求設(shè)計滿足：塔頂餾出液苯含量大于98%（質(zhì)量分率），塔底釜液苯量小于2%（質(zhì)量分率）。這是一個分離范圍，在Aspen Plus中要輸入具體的某個值，所以兩個指標很難同時達到。在建立簡捷塔后，利用Aspen Plus的進行以輕重關(guān)鍵組分的回收率為自變量，以XD、XW為因變量的靈敏度分析，選出一個可以同時達到塔頂餾出液苯量大于98%，塔底釜液苯量小于2%這2個指標的合適的操作點。 物性分析 組分性質(zhì) 苯，英文名稱為Benzene，分子式C6H6，相對密度（(20℃)）比水輕，且不溶于水，因此可以漂浮在水面上?！妫?，℃，在常溫常壓下是無色透明的液體，并具強烈的特殊芳香氣味。因此，苯遇熱、明火易燃燒、爆炸，～%。常態(tài)下，( ℃)。 苯是常用的有機溶劑，不溶于水，能與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶，因此常用作合成化學(xué)制品和制藥的中間體及溶劑。苯能與氧化劑發(fā)生劇烈反應(yīng)，如五氟化溴、氯氣、三氧化鉻、高氯酸、硝酰、氧氣、臭氧、過氯酸鹽、(三氯化鋁+過氯酸氟)、(硫酸+高錳酸鹽)、過氧化鉀、(高氯酸鋁+乙酸)、過氧化鈉等。 氯苯，英文名為Chlorobenzene，分子式C6H5Cl，無色澄清液體。有苦杏仁氣味。易折射。易揮發(fā)。遇日光即分解。略有麻醉性。易溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿，不溶于水。相對密度(d204)。熔點45℃。沸點131～132℃。折光率(n20D )。閃點28℃。易燃 、有毒。 物性方法 在Aspen Plus中選擇適當?shù)奈镄苑椒ㄊ潜容^重要的，物性方法的適當與否關(guān)系到模型的準確性。物系方法和模型的參數(shù)以及熱力學(xué)數(shù)據(jù)基本來源于Aspen plus的數(shù)據(jù)庫，某些參數(shù)則需要根據(jù)工業(yè)數(shù)據(jù)來進行調(diào)整。 ，體系中是否極性物質(zhì)為主，以及電解質(zhì)，壓力的大小，是否存在氣體等不同的條件來選取不同的物性方法。苯氯苯可認為是理想系，故本文采用的物性方法是IDEAL模型。圖41苯氯苯氣液平衡數(shù)據(jù)Aspen 中采用ideal熱力學(xué)方法的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)得出方法（Tools——analysis——property——binary）表11 aspen數(shù)據(jù)庫提供的苯氯苯氣液平衡數(shù)據(jù)序號溫度XY序號溫度XY10014215316417518619720821922102311241225132611通過上述數(shù)據(jù)，能得到如下圖象：圖42 苯氯苯體系的Txy圖（實驗值和計算值比較）圖43 苯氯苯體系的xy圖（實驗值與計算值） 模型建立Aspen Plus 精餾塔的模擬類型可以分為設(shè)計式和操作式模擬計算. 可以通過定義模型的回流比進行設(shè)計型計算，又可以定義塔板數(shù)進行操作型計。 Aspen Plus中有各種各樣的塔模型來模擬精餾塔，其中最為常用的是DSTWU和RADFRAC兩種模型。DSTWU模塊用WinnUnderwoodGilliland簡捷算法進行精餾塔的設(shè)計，根據(jù)給定的加料條件和分離要求計算最小回流比、最小理論板數(shù)、給定回流比下的理論板數(shù)和加料板位置。首先選取DSTWU模塊確定精餾塔基本操作參數(shù)（回流比、塔板數(shù)）。 DSTWU的設(shè)定圖44 DSTWU模型圖 進料參數(shù)FEED圖45 FEED參數(shù) 塔參數(shù)設(shè)置DSTWU模型有四組模型設(shè)定參數(shù): （1）塔設(shè)定(Column specifications)塔板數(shù)(Number of stages)；回流比(Reflux ratio)0，實際回流比，1，絕對值=實際回流比/最小回流比。（2）關(guān)健組分回收率(Key ponent recoverie)輕關(guān)健組分在餾出物中的回收率：餾出物中的輕關(guān)健組分/進料中的輕關(guān)健組分；重關(guān)健組分在餾出物中的回收率：餾出物中的重關(guān)健組分/進料中的重關(guān)健組分。 （3）壓力(Pressure)冷凝器(Condenser)；再沸器( Reboiler)。（4）冷凝器設(shè)定(Condenser specifications)全凝器(Total condenser)；帶汽相餾出物的部分冷凝器(Partial condenser with vapor distillate)；帶汽、液相餾出物的部分冷凝器(Partial condenser with vapor and liquid distillate)。 由于任務(wù)書中規(guī)定操作壓力為4 kPa（塔頂表壓），單板壓降：≤ kPa，故設(shè)再沸器壓力為110kPa。取最小回流比的2倍故輸入2。定義輕重關(guān)鍵組分的回收率來確定分離要求。圖46 塔操作參數(shù) 運行結(jié)果圖47 運行結(jié)果表由運行結(jié)果圖可以看出，按上述塔的操作參數(shù)并不能達到分離任務(wù)，因此我們要重新設(shè)定塔的操作參數(shù)。而能改變的塔的參數(shù)只有輕、重關(guān)鍵組分的收率，因此我們要將輕、重關(guān)鍵組分的收率確定下來，以達到塔的分離任務(wù)。 確定輕、重關(guān)鍵組分的收率利用Aspen Plus以輕、重關(guān)鍵組分的收率為自變量，以XD、XW為因變量的靈敏度分析，選出一個可以同時達到塔頂餾出液苯量大于98%，塔底釜液苯量小于2%這2個指標的合適的操作點。選擇菜單樹中的 Model Analysis—Sensitivity點擊New，新建敏感度分析s1。（1）、因變量的輸入在Define菜單下Flowsheet variable輸入XD、XW。圖48 因變量XD的參數(shù)圖49 因變量XW的參數(shù)（2）、自變量的輸入 點擊vary，按截圖輸入?yún)?shù)。圖410 自變量重關(guān)鍵組分參數(shù)圖411 自變量輕關(guān)鍵組分參數(shù)（3）、運行結(jié)果的輸出 點擊Tabulate，按如下截圖輸入?yún)?shù)。圖412 生成結(jié)果參數(shù)的輸入點擊運行，打開results得到如下結(jié)果表圖413 敏感度分析結(jié)果表 核算將圖13中的黑色結(jié)果輸入到如下圖標。圖414 確定塔的參數(shù)重新運算后，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果能達到設(shè)計