【文章內(nèi)容簡介】 擬過程來說，準(zhǔn)確無誤地選擇物性是模擬結(jié)果好壞的關(guān)鍵。Aspen Plus 為單元操作計算提供了熱力學(xué)性質(zhì)和傳遞性質(zhì)，在典型的 Aspen Plus 模擬中，常用的物理性質(zhì)參數(shù)有逸度系數(shù)、燴、密 度、嫡和自由能。 ASPEN PLUS 模擬思路如下： 通過物料恒算得出塔頂采出量 D，通過 DSTWU 模塊進行四塔的簡捷計算，得出 Actual reflux ratio（即回流比 R）、 Number of stages(即塔板數(shù) )、Feed stage（進料板）的數(shù)值，考慮到實際情況，用以上值乘一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)做為實際四塔的模擬數(shù)據(jù)，結(jié)合物料恒算的結(jié)果，在 RadFrac 模型下進行整個四塔的實際模擬。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 第二章 物料衡算 和能量衡算 操作條件 原料為粗甲醇，成份及含量如下表： 表 21 粗甲醇組成 注釋 ：粗甲醇中甲醇回收率不小于 99%(重量百分含量 )，精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，其甲醇含量不小于 %(重量百分含量 )。 物料衡算 按年 30 萬噸精甲醇計算，而粗甲醇中含甲醇量為 %。 年工作日按 330 天計，則精甲醇每日每小時產(chǎn)量 hkg ?? 時噸 每小時所需粗甲醇的量 hkg % ? 預(yù)塔物料衡算 成分 N2和 Ar CO2 CH3OH CH3OCH3 C2H5OH C4H9OH H2O 合計 含量（ wt%） 本科畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 設(shè)置參數(shù)如下： 圖 流股輸入?yún)?shù) 圖 預(yù)塔簡捷計算流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 圖 模塊輸入?yún)?shù) 圖 模塊運算結(jié)果 加壓塔的物料衡算 本科畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 設(shè)置參數(shù)如下： 圖 模塊輸入?yún)?shù) 圖 加壓塔簡捷計算流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 圖 換熱器輸入?yún)?shù) 加壓塔簡捷計算模擬列于下表： 圖 加壓塔模擬結(jié)果 運用上述條件，運用 Radfrac 模 塊進行 靈敏度分 。物流連接和圖 相同。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 理論板數(shù)分析 圖 理論板數(shù)與甲醇回收率關(guān)系 圖 塔頂乙醇回收率與理論板數(shù)關(guān)系 回流比分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 圖 塔頂甲醇回收率與回流比關(guān)系 圖 塔頂乙醇回收率與回流比關(guān)系 塔頂餾出量分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 圖 塔頂甲醇回收率與塔頂回流比關(guān)系 圖 塔頂乙醇回收率與塔頂回流比關(guān)系 進料板位置分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 圖 進料板位置與能耗關(guān)系 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Sizing 進行加壓塔的尺寸 設(shè)計，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示 Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 1 本科畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 2 圖 運行結(jié)果如下圖所示 圖 運行后，得到的 profiles 結(jié)果如圖所示 本科畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 圖 profiles 結(jié)果 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Rating 進行加壓塔的尺寸校核，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示。 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 1 本科畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 2 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 3 圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 運行后，得到塔板 profiles 結(jié)果，如圖所示。 圖 運行結(jié)果 圖 profiles 結(jié)果 經(jīng)過 aspen 軟件的模擬，并且對加壓塔的尺寸設(shè)計和校核，可知加壓塔的實際塔板數(shù)為 1實際回流比 塔內(nèi)徑 以及具體的塔板的幾本科畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 何結(jié)構(gòu)等。 常壓塔的物料衡算 設(shè)置參數(shù)如下： 圖 模塊輸入?yún)?shù) 常 壓塔簡捷計算模擬 如 下 圖 ： 圖 常壓塔簡捷計算流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 圖 加壓塔模擬結(jié)果 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊進行 靈敏度分 。物流連接和圖 相同。計算結(jié)果如下圖： 理論板數(shù)分析 圖 理論板數(shù)與塔頂甲醇回收率關(guān)系 回流比分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 圖 塔頂甲醇回收率與理論板數(shù)關(guān)系 圖 塔頂乙醇回收率與理論板數(shù)關(guān)系 塔頂餾出量分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 圖 塔頂餾出量與甲醇回收率關(guān)系 圖 塔頂餾出量與 乙醇 回收率關(guān)系 進料板位置分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 圖 進料板位置與耗能關(guān)系 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Sizing 進行常壓塔的尺設(shè)計，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示： 本科畢業(yè)設(shè)計 第 32 頁 Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 1 Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 2 圖 運行 結(jié)果如下圖：本科畢業(yè)設(shè)計 第 33 頁 圖 圖 profiles 結(jié)果 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Rating 進行常壓塔的尺寸校核，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 1 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 2 圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 35 頁 運行后，得到塔板 profiles 結(jié)果，如圖所示 圖 運行結(jié)果 圖 profiles 結(jié)果 經(jīng)過 aspen 軟件的模擬，并且對甲醇常壓塔的尺寸設(shè)計和校核，可知加壓塔的實際塔板數(shù)為 3實際回流比 塔內(nèi)徑 以及具體的塔板本科畢業(yè)設(shè)計 第 36 頁 的幾何結(jié)構(gòu)等。 回收塔的物料衡算 設(shè)置參數(shù)如下： 圖 模塊輸入?yún)?shù) 常 壓塔簡捷計算模擬 如 下 圖 ： 圖 回收塔簡捷計算流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計 第 37 頁 圖 回收塔 塔 模擬結(jié)果 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊進行 靈敏度分 。物流連接和圖 相同。 理論板數(shù)分析 圖 理論板數(shù)與塔頂甲醇質(zhì)量分數(shù) 本科畢業(yè)設(shè)計 第 38 頁 回流比分析 圖 回流比與塔頂甲醇回收率關(guān)系 圖 回流比與塔頂乙醇回收率關(guān)系 餾出量分析 本科畢業(yè)設(shè)計 第 39 頁 圖 塔頂餾出量與甲醇回收率關(guān)系 進料板位置分析 圖 進料板位置與耗能關(guān)系 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Sizing 進行回收塔的尺寸設(shè)計，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示： 本科畢業(yè)設(shè)計 第 40 頁 Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 1 Tray Sizing 模擬輸入?yún)?shù) 2 圖 運行結(jié)果如下圖所示 本科畢業(yè)設(shè)計 第 41 頁 圖 圖 結(jié)果 運用上述條件，運用 Radfrac 模塊中的 Tray Rating 進行回收塔的尺寸校核，其輸入數(shù)據(jù)如下圖所示。 本科畢業(yè)設(shè)計 第 42 頁 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 1 Tray Rating 模擬輸入?yún)?shù) 2 圖 運行后，得到塔板 profiles 結(jié)果，如圖所示 本科畢業(yè)設(shè)計 第 43 頁 圖 運行結(jié)果 圖 profiles 結(jié)果 經(jīng)過 aspen 軟件的模擬，并且對甲醇回收塔的尺寸設(shè)計和校核，可知加壓塔的實際塔板數(shù)為 2實際回流比 1塔內(nèi)徑 以及具體的塔本科畢業(yè)設(shè)計 第 44 頁 板的幾何結(jié)構(gòu)等。 四塔實際模擬 圖 四塔模擬流程圖 四塔中預(yù)塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 表 22 四塔 預(yù)塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表 預(yù)塔 進料 塔頂 塔釜 Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Mass Flow kg/hr NBUT01 本科畢業(yè)設(shè)計 第 45 頁 H2O DIMET01 CH4O ETHAN01 NITRO01 ARGON CO2 Mass frace NBUT01 H2O DIMET01 CH4O ETHAN01 NITRO01 ARGON CO2 本科畢業(yè)設(shè)計 第 46 頁 圖 能量衡算 四塔中加壓塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 表 23 四塔 加壓塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表 加壓塔 進料 塔頂 塔釜 Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr 本科畢業(yè)設(shè)計 第 47 頁 Mass Flow kg/hr NBUT01 H2O DIMET01 CH4O ETHAN01 NITRO01 ARGON CO2 Mass frace NBUT01 H2O DIMET01 CH4O ETHAN01 NITRO01 ARGON CO2 本科畢業(yè)設(shè)計 第 48 頁 圖 冷凝器能量衡算 圖 再沸器能量衡算 四塔中常壓塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 本科畢業(yè)設(shè)計 第 49 頁 表 25 四塔 常壓塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表 常壓塔 進料 塔頂 塔釜 Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMkcal/hr Mass Flow kg/hr NBUT01 H2O DIMET01 CH4O ETHAN01 NITRO01 ARGON CO2 Mass frace NBUT01 H2O DIMET01 本科畢業(yè)設(shè)計 第 50 頁 CH4O ETHAN01 NITRO01 ARGON CO2