【正文】 ℃壓力(Pressure) bar定義進(jìn)料流量(Total flow) 6788 kg/hr定義每個(gè)組分流量或分率Composition(MassFrac)ComponentValueCH3OHC2H5OHC4H9OHH2O② Blocks定義回流比與最小回流比值(Reflux ratio) 輸入2定義再沸器和冷凝器的壓力(Pressure) Condenser bar Reboiler bar定義輕重關(guān)鍵組分的回收率(Key ponent recoveries) 輕關(guān)鍵組分(Light key)： Comp CH3OH Recov 重關(guān)鍵組分(Heavy key)： Comp H2O Recov 定義冷凝器類型(Condenser specifications)：選擇Total condenser ( Distillate vapor fraction：0 )③ 確定物料計(jì)算方法Base method：NRTLRK回收塔簡捷計(jì)算模擬列于下表： 回收塔塔模擬結(jié)果回收塔FEEDDLTemperature CPressure bar1Vapor Frac000Mole Flow kmol/hrMass Flow kg/hr6788Volume Flow cum/hrEnthalpy Gcal/hrMass Flow kg/hrCH30HC2H5OHC4H9OHH2OMass FracCH30HC2H5OHC4H9OHH2OMole Flow kmol/hrCH30HC2H5OHC4H9OHH2OMole FracCH30HC2H5OHC4H9OHH2O 回收塔塔模擬結(jié)果第三章 ASPEN PLUS工藝流程模擬 四塔實(shí)際模擬 四塔模擬流程圖1） 四塔中預(yù)塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 四塔預(yù)塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表預(yù)塔YUANLIAOSHUIHLYUTADINGYUTADITemperature C69Pressure barVapor Frac010Mole Flow kmol/hrMass Flow kg/hr310Volume Flow cum/hrEnthalpy MMkcal/hrMole Flow kmol/hrCH4O0H2OCO20DIMET010NBUT010NITRO010ARGON0ETHAN0102） 四塔中加壓塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 四塔加壓塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表加壓塔JIAYAJINJIAYADIJIAYADINTemperature CPressure bar8Vapor Frac000Mole Flow kmol/hrMass Flow kg/hrVolume Flow cum/hrEnthalpy MMkcal/hrMole Flow kmol/hrCH4OH2OCO2DIMET01NBUT01NITRO0100ARGON00ETHAN013） 四塔中常壓塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 四塔常壓塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表常壓塔CHYAJINCHYADICHYADINCHYAHSTemperature CPressure barVapor Frac0000Mole Flow kmol/hrMass Flow kg/hrVolume Flow cum/hrEnthalpy MMkcal/hrMole Flow kmol/hrCH4OH2OCO2000DIMET01000NBUT01NITRO010000ARGON0000ETHAN014） 四塔中回收塔的有關(guān)數(shù)據(jù) 四塔回收塔模擬數(shù)據(jù)結(jié)果列表回收塔CHYAHS2HSHDINHSHDIHSCXTemperature C80Pressure barVapor Frac0000Mole Flow kmol/hrMass Flow kg/hrVolume Flow cum/hrEnthalpy MMkcal/hrMole Flow kmol/hrCH4OH2OCO20000DIMET010000NBUT01NITRO010000ARGON0000ETHAN01 回收塔板數(shù)和各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系圖通過回收塔各組分質(zhì)量分率與塔板的關(guān)系，來確定側(cè)線出料（廢液排出位置）位置，丁醇物料出峰的峰頂和甲醇物料出峰的峰谷所對應(yīng)的塔板位置即為側(cè)線采出位置，有圖可知回收塔側(cè)線在38快塔板出采出。3．精餾工段產(chǎn)品為精甲醇，%(重量百分含量)。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(jìn)行四塔的簡捷計(jì)算，得出Actual reflux ratio（即回流比R）、Number of stages(即塔板數(shù))、Feed stage（進(jìn)料板）的數(shù)值，考慮到實(shí)際情況，用以上值乘一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)做為實(shí)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(jìn)行整個(gè)四塔的實(shí)際模擬。對于一個(gè)模擬過程來說，準(zhǔn)確無誤地選擇物性是模擬結(jié)果好壞的關(guān)鍵。(3)塔的性質(zhì)，如塔板數(shù)、塔的壓力分布、回流比、氣相產(chǎn)品占塔頂總產(chǎn)品比率或塔頂出料、塔底出料、回流量等。對于精餾模擬必須確定以下條件：(1)進(jìn)料性質(zhì)(包括進(jìn)料的組成、溫度、壓力、進(jìn)料量、相數(shù)等)和進(jìn)料位置。適用于兩相系統(tǒng)、窄沸程和寬沸程系統(tǒng)以及液相具有強(qiáng)的非理想程度系統(tǒng)。(2)嚴(yán)格法模型：MultiFrac(嚴(yán)格法多塔精餾模型)、PetroFrac(嚴(yán)格法分餾塔)、RateFrac(精餾的核算與設(shè)計(jì)模型)、Extract(嚴(yán)格萃取塔模型)。 Aspen Plus工藝流程模擬流程模擬就是將一個(gè)由許多個(gè)單元過程組成的化工流程用數(shù)字模型進(jìn)行描述，并且在計(jì)算機(jī)上通過改變各種有效條件得到所需要的結(jié)果，如操作條件等。RGIBBS是根據(jù)GIBBS自由能極小的基本原理，它能描述單相化學(xué)平衡、相平衡，也能同時(shí)描述化學(xué)平衡和相平衡，可以處理固、液多相系統(tǒng)。已知反應(yīng)動力學(xué)的情況下，可以用更精確的模型，如連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)模型（RCSTR）或活塞流反應(yīng)模型（RPLUG）。6）Aspen Plus具有完整的單元操作模型—反應(yīng)器模型Aspen Plus的反應(yīng)器模型可應(yīng)用于很廣泛的范圍。Aspen Plus的簡捷算法蒸餾模型需要輸入的數(shù)據(jù)較少，也具有設(shè)計(jì)和核算兩種型式。Aspen Plus還有經(jīng)過工業(yè)考驗(yàn)的能處理反應(yīng)的分離模型，該模型可在塔的任意塔板處或所有塔板上處理速率控制反應(yīng)、化學(xué)平衡反應(yīng)，以及氣、液相反應(yīng)。RADFRAC能嚴(yán)格計(jì)算任一塔板上兩個(gè)液相的存在，也可以簡單地假設(shè)第二液相為純水。此法必須提供初值，在大范圍內(nèi)應(yīng)用十分可靠。雙層法是由AspenTech總裁J. Boston博士首創(chuàng)的。用戶可將自身的專用單元操作模型以用戶模型（USER MODEL）加入到Aspen Plus系統(tǒng)之中，這為用戶提供了極大的方便性和靈活性。此外，所有模型都可以處理固體和電解質(zhì)。4）Aspen Plus具有完整的單元操作模型庫Aspen Plus有一套完整的單元操作模型，可以模擬各種操作過程,由單個(gè)原油蒸餾塔的計(jì)算到整個(gè)合成氨廠的模擬。所有Aspen Plus的單元操作模型均可處理電解質(zhì)系統(tǒng)。模擬電解質(zhì)過程的功能在整套Aspen Plus都可以應(yīng)用。這些模型已廣泛地在工業(yè)中應(yīng)用，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。3）Aspen Plus模擬電解質(zhì)系統(tǒng)許多公司已經(jīng)用Aspen Plus模擬電解質(zhì)過程，如酸水汽提、苛性鹽水結(jié)晶與蒸發(fā)、硝酸生產(chǎn)、濕法冶金、胺凈化氣體和鹽酸回收等。還具有一套通用的處理固體的單元操作模型，包括破碎機(jī)、旋風(fēng)分離器、篩分、文杜里洗滌器、靜電沉淀器、過濾洗滌機(jī)和傾析器。Aspen Plus中固體性質(zhì)數(shù)據(jù)有兩個(gè)來源：一是Solid數(shù)據(jù)庫，它廣泛收集了約3314種純無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的熱化學(xué)數(shù)據(jù)；二是和CSIRO數(shù)據(jù)庫的接口。RedlichKwongUNIFAC狀態(tài)方程可用于非極性、極性和締合組分體系?？梢允褂妹娣e式或點(diǎn)測試方法自動檢查汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性。用戶也可以把自己的物數(shù)據(jù)與Aspen Plus系統(tǒng)連接。一套完整的基于狀態(tài)方程和活度系數(shù)方法的物性模型(共105種)Aspen Plus數(shù)據(jù)庫包括5000多種純組分的物性數(shù)據(jù)及下列數(shù)據(jù)庫 Aspen Plus是唯一獲準(zhǔn)與DECHEMA數(shù)據(jù)庫接口的軟件。人們普遍認(rèn)為Aspen Plus具有最適用于工業(yè)、且最完備的物性系統(tǒng)。此外還具有靈敏度分析、自動排序、多種收斂方法，以及報(bào)告等功能。Aspen Plus是工程套件的核心，可廣泛地應(yīng)用于新工藝開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化，以及脫瓶頸分析與改造。全球各大化工、石化、煉油等過程工業(yè)制造企業(yè)及著名的工程公司都是Aspen Plus的用戶。1982年為了將其商品化，成立了AspenTech公司，并稱之為Aspen Plus。 Aspen Plus工藝流程模擬 Aspen Plus軟件的發(fā)展史Aspen Plus是大型通用流程模擬系統(tǒng)，源于美國能源部七十年代后期在麻省理工學(xué)院（MIT）組織的會戰(zhàn)，開發(fā)新型第三代流程模擬軟件。這時(shí)，在回流比仍屬適宜的情況下，只需對精甲醇的采出量稍作調(diào)節(jié)，就可達(dá)到塔溫穩(wěn)定，物料和氣液又趨平衡；如果粗甲醇的組分變化較大時(shí)，則需適當(dāng)改變其進(jìn)料板的位置，或是改變回流比，才保證粗甲醇的分離效率。但是預(yù)精餾后的含水甲醇中，甲醇濃度總會有些小幅度波動。隨著進(jìn)料量的調(diào)節(jié)，各層塔板上的氣液組成重新分配，可以控制一定的靈敏板溫度與之相適應(yīng)。因此生產(chǎn)上常用測量和控制靈敏板的溫度來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。對高純度分離時(shí)，一般不能用測量塔頂溫度來控制塔頂組成。對于餾出液和釜?dú)堃阂灿袑?yīng)的露點(diǎn)和泡點(diǎn)，通?？捎盟敎囟确从仇s出液組成，用塔底溫度反映釜?dú)堃航M成。生產(chǎn)中某一因素的干擾（如熱量、xF等發(fā)生變動）將影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此應(yīng)及時(shí)予以調(diào)節(jié)控制。如進(jìn)料狀況改變而進(jìn)料位置不變，必然引起餾出液和釜?dú)堃航M成的變化。3） 進(jìn)料組成和進(jìn)料熱狀況的影響當(dāng)進(jìn)料狀況(xF和q）發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)適當(dāng)改變進(jìn)料位置。在調(diào)節(jié)回流的同時(shí)，要注意板式塔的操作特點(diǎn)，防止液泛和嚴(yán)重漏液，都將會造成塔內(nèi)操作溫度的混亂。當(dāng)塔的熱負(fù)荷較低時(shí)，可以取較低的回流比比較經(jīng)濟(jì)，為保證精甲醇的質(zhì)量，精餾段靈敏板的溫度可以控制的略低；反之，則增大回流比，在照顧精甲醇質(zhì)量的同時(shí)，為保持塔釜溫度，靈敏板溫度可控制略高?！??；亓鞅茸兓瘯r(shí)，再沸器和冷凝器的傳熱量也相應(yīng)發(fā)生變化。反之，當(dāng)回流比減小時(shí)，xD減小而xw增大，使分離效果變差。2） 回流比的影響回流比是影響精餾塔分離效果的主要因素，生產(chǎn)中經(jīng)常用改變回流比來調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品的質(zhì)量，直接關(guān)系著塔內(nèi)各層扳上的物料濃度的改變和溫度的分布。根據(jù)全塔物料衡算可知，對于一定的原料液流量F，只要確定了分離程度xD 和xw，餾出液流量D和釜?dú)堃毫髁縒也就被確定了。由此可見，影響精餾操作的因素十分復(fù)雜，一下就其中主要因素予以分析。 影響精餾操作的因素與調(diào)節(jié)[15]一、影響精餾操作的主要因素簡析精餾塔操作的基本要求是在連續(xù)穩(wěn)態(tài)和最經(jīng)濟(jì)的條件下處理更多的原料液，達(dá)到預(yù)定的分離要求（規(guī)定的xD和xw)或組分的回收率，即在允許范圍內(nèi)采用較小的回流比和較大的再沸器傳熱量。不僅甲醇回收率增加，而且可以在粗甲醇雜質(zhì)含量較高時(shí)從回收塔取出的甲醇用作燃料，避免雜質(zhì)在系統(tǒng)累積而影響產(chǎn)品甲醇質(zhì)量。(4)在常壓精餾塔提餾段雜醇油濃縮區(qū)設(shè)采出口，及時(shí)地將難分離的低沸點(diǎn)共沸物雜醇油采出，從而有效地降低了常壓塔的分離難度，減小了操作回流比，達(dá)到了節(jié)能、提高收率的目的；另外雜醇油采出后，能