【正文】 分布剖形圖418列出了十二種圖形，分別對(duì)熱負(fù)荷、分離因子、溫度、壓力、組成及K值等做了從塔頂?shù)剿椎木_分布情況的分析。C,塔頂采出為41000kg/h,塔底采出為4550kg/h。176。 圖417塔盤尺寸定義 在此選擇浮法塔。 圖416再沸器汽化分率輸入 。 圖415 操作壓力輸入 在Pressure欄下需要輸入精餾塔的操作壓力，,。 圖414進(jìn)料板位置 此處選擇塔初步設(shè)計(jì)進(jìn)料板位置值。 圖413操作條件 在這個(gè)步驟中選擇塔板數(shù)23，冷凝器為全凝器，再沸器選擇虹吸式再沸器，塔頂質(zhì)量流出率為41000kg/h。此圖與圖47相同。此圖與圖46相同。此圖與圖45相同。此圖與圖44相同。此圖與圖43相同。設(shè)定進(jìn)料股流1，塔頂出料股物流3，塔底出料股物流3。塔精確計(jì)算模擬過程：依據(jù)塔初步設(shè)計(jì)得出的結(jié)果，進(jìn)行塔的精確計(jì)算及優(yōu)化處理。（9）塔設(shè)計(jì)結(jié)果輸出見圖411. 圖411 塔設(shè)計(jì)結(jié)果輸出此窗口輸出塔的一些基本數(shù)據(jù)，如最小回流比，實(shí)際回流比，最小理論板數(shù)，理論板數(shù)，精料班位置，再沸器，泠凝器負(fù)荷，塔底，塔頂溫度等。（8）物料結(jié)果輸出見圖49和圖410.圖49 物料結(jié)果輸出 圖410 物料結(jié)果輸出這個(gè)窗口輸出輸入組分的輸出結(jié)果，包括壓力，溫度，采出量，組分的摩爾流率，摩爾分?jǐn)?shù)，質(zhì)量流率，質(zhì)量分?jǐn)?shù)。分別輸入壓力600Kpa,氣化分率1,和進(jìn)料量45550kg/h。（5）選擇物性方法見圖46. 圖46 選擇物性方法 這個(gè)窗口是物性方法設(shè)定表格，選擇Aspen Plus 執(zhí)行模擬中要使用的基本方法，這里選擇“PRBM”方法。(3) 輸入組分見圖44. 圖44 組分 在Selection窗口中的對(duì)應(yīng)位置上輸入在模擬系統(tǒng)中用到的組分。（1）建立精餾塔模型見圖42. 圖42 DSTWU精餾塔模型 圖33是Aspen中的DSTWU初步設(shè)計(jì)精餾塔模型，設(shè)定進(jìn)料股流為FEED，塔頂出料股流為D,塔底出料股流為L(zhǎng)。下面先以塔設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔計(jì)算法，運(yùn)用手算數(shù)據(jù)進(jìn)行大概模擬，選用塔設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔模型DSTWU。Radfrac還可以檢測(cè)和處理游離水相或塔中的任何地方的其它第二液相。Radfrac是一個(gè)嚴(yán)格的用于模擬所有類型的多級(jí)氣液精餾操作的模型，它既可以用于設(shè)計(jì)，也可以用于核算，是較為常用的一個(gè)模型。因?yàn)槭欠菢O性的物系，采用的物性方法是PRBM。BKl0物性方法采用Braun K10的K值關(guān)聯(lián)式。 圖41 物性選擇針對(duì)石油混合物的性質(zhì)方法有BKl0、CHAOSEA、GRAYSON、PENGROB和RKSOAVE。Aspen Plus內(nèi)置的物性方法主要有兩大類：狀態(tài)方程法和活度系數(shù)法。熱力學(xué)性質(zhì)包括：逸度系數(shù)、焓、吉布斯自由能、熵、體積等。第四章 脫重塔計(jì)算 Aspen Pluse計(jì)算選擇選擇一個(gè)合適的物性方法對(duì)于一個(gè)模擬過程來說是非常重要的，它是決定模擬結(jié)果的精確度和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟。故上述塔板效率不可用，所得實(shí)際板數(shù)不準(zhǔn)確。 公式 （318）式中，N——理論板數(shù) ET——塔板效率 人們建立起的有關(guān)塔板效率的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，雖然用于絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)任務(wù)中，但他們畢竟是純經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。精餾段理論板數(shù)Nm。帶入數(shù)值： =1q 公式 （35） 采用試差法算的θ= 公式 （36） 計(jì)算得: Rm= 取R= 則 R= 查吉利蘭特圖 見圖25則 公式 （37）由吉利蘭特關(guān)聯(lián)式： ) 公式 （38） 公式 （39） = 公式 （310） 則,= 圖31 吉利蘭特圖 簡(jiǎn)介算法雖然誤差較大，但因簡(jiǎn)便，所以特別適用于初步設(shè)計(jì)計(jì)算，可快速的算出理論塔板數(shù)，或粗略的尋求塔板數(shù)與回流比之間的關(guān)系。 公式 （31） 公式 （32） 解的x= y=物料衡算結(jié)果見表34.表34 物料衡算結(jié)果餾出液釜液組成摩爾分?jǐn)?shù)%摩爾分?jǐn)?shù)%甲烷乙烷丙烷正丁烷反2丁烯1丁烯異丁烯異丁烷順2丁烯戊烯己烯庚烯辛烯合計(jì) 由理想狀態(tài)下的由Aspen計(jì)算進(jìn)料溫度90度，塔頂溫度60度，塔底溫度150度下順2丁烯和戊烯的飽和蒸汽壓，算的各溫度下的相對(duì)揮發(fā)度依次為：F=, D=, W=。設(shè)在釜液中順2丁烯的量為xmol,戊烯的量ymol.表33 物料計(jì)算 組分進(jìn)料餾出液釜液甲烷乙烷丙烷正丁烷反2丁烯1丁烯異丁烯異丁烷順2丁烯x戊烯y己烯庚烯辛烯合計(jì)+x+y由于多組分分離比較復(fù)雜，且考慮到各組分的相對(duì)揮發(fā)度和含量對(duì)分離結(jié)果的影響，故在此稍提高分離要求。理想狀態(tài)下采用清晰分割法，分離以順2丁烯為輕關(guān)鍵組分，戊烯為重關(guān)鍵組分。根據(jù)產(chǎn)品的組成對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的物料衡算見表32。表31為年處理能力為30萬噸/年，一年生產(chǎn)時(shí)間按8000小時(shí)計(jì)算的物料組成。%，%。 第三章 脫重塔系計(jì)算本設(shè)計(jì)依據(jù)實(shí)際要求定塔頂碳五含量小于百分之三，塔底碳四含量小于百分之三，塔頂采出量為41000kg/h,塔底采出量為4550kg/h。如果生產(chǎn)工藝已經(jīng)確定時(shí)，生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備條件不能再進(jìn)行改變，最優(yōu)化的目標(biāo)就是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。(3) 最優(yōu)化問題最優(yōu)化問題則通過操作型或設(shè)計(jì)型問題設(shè)定約束條件，確定最終要求的目標(biāo)函數(shù)，運(yùn)用Aspen Plus自帶或自己編寫的優(yōu)化程序，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整可調(diào)的輸入流股條件和設(shè)備參數(shù)，使得設(shè)計(jì)工藝達(dá)到最優(yōu)化的一個(gè)過程。(1) 操作型問題操作型問題是Aspen Plus解決的最基本和最簡(jiǎn)單的問題，大概是在已知單元操作模型輸入有關(guān)流股的可變狀態(tài)參數(shù)和有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)備參數(shù)，主要是針對(duì)現(xiàn)有的工藝過程進(jìn)行模擬，在結(jié)果里列出輸出要求流股的狀態(tài)及其工藝過程設(shè)備等參數(shù)。 Aspen Plus功能介紹Aspen Plus的五大基本功能如圖23。（7）運(yùn)行并查看結(jié)果。（5）輸入已知進(jìn)料流股條件。（3）輸入流入股流中的化學(xué)組分。 一般來說，使用此軟件進(jìn)行一個(gè)化工流程模擬的具體步驟為：（1）畫流程圖，選擇合理的單元操作模型。Aspen Plus穩(wěn)態(tài)模擬工具含有豐富的物性數(shù)據(jù)庫(kù)，可以處理非理想、極性高的復(fù)雜物系；以及一系列拓展的單元模型庫(kù)。 Aspen Plus是以嚴(yán)格機(jī)理模型發(fā)家的，后來逐步發(fā)展起針對(duì)不同用場(chǎng)、不同層面的Aspen工程套件（Aspen Engineering Suite，簡(jiǎn)稱AES）產(chǎn)品系列。利用Aspen Plus模擬軟件還可以自己開發(fā)一個(gè)化工流程模擬的模型，或是通過物料及其能量衡算來計(jì)算出所有流股的條件及狀態(tài)。這些方法包括直接迭代法（Wegstein）、正割法（Secant）、擬牛頓法、Broyden法等。這個(gè)非常龐大的化工模擬軟件經(jīng)過近20多年的不斷地提高和擴(kuò)充，先后共推出了十余個(gè)版本成為了全球公認(rèn)的通用大型化工流程模擬軟件。 方法簡(jiǎn)述 Aspen Plus 總體介紹Aspen Plus是非常龐大的通用化工流程模擬系統(tǒng)。為實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)提供了更為精確、嚴(yán)格、緊密的工藝條件，大大優(yōu)化了工藝控制條件，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。近幾年來，化工模擬軟件在大、小設(shè)計(jì)單位及其他研究部門得到了空前廣泛的普及。總工藝流程圖見圖22。在MTBE單元，異構(gòu)碳四中異丁烯與甲醇進(jìn)行醚化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入催化蒸餾塔，塔底得到產(chǎn)品MTBE，塔頂?shù)氖Ｓ嗵妓慕?jīng)過甲醇回收后，甲醇循環(huán)利用，醚后碳四經(jīng)過脫碳三塔脫除碳三后一部分循環(huán)至烯烴異構(gòu)單元，另一部分進(jìn)入萃取分離單元進(jìn)行烷烯分離。在加氫分離單元內(nèi)，經(jīng)過水洗塔洗掉甲醇后，進(jìn)入脫丙烷塔將丙烷脫除，進(jìn)一步加氫分離異丁烷后得到精制碳四進(jìn)入烯烴異構(gòu)單元。脫重塔影響因素：（1）塔壓波動(dòng)的影響；（2）加料量的影響；（3）加料組成的影響；（4）進(jìn)料溫度的影響；（5）回流量的影響；（6）塔內(nèi)上升蒸氣量的影響；（7）冷劑量的影響；（8）設(shè)備狀況的影響。塔釜流出物經(jīng)過換熱器冷卻至40度左右流向產(chǎn)品灌區(qū)。脫重塔系作用是通過精餾分離碳四碳五組分，產(chǎn)品經(jīng)過換熱達(dá)到要求后送入生產(chǎn)或產(chǎn)品單元。精餾是指把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化，同時(shí)又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分的操作過程。 圖13 碳四液化氣價(jià)格曲線圖14近期液化氣價(jià)格走勢(shì)圖 元/噸圖14為近期液化氣價(jià)格走勢(shì)，由圖14可見，液化氣價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，在5000～7000元之間波動(dòng)，預(yù)計(jì)未來穩(wěn)中有降，尤其是我國(guó)西部大開發(fā)戰(zhàn)略和西氣東輸工程順利實(shí)施后，石油液化氣的民用燃料市場(chǎng)將逐漸被相對(duì)廉價(jià)的管道天然氣替代，碳四價(jià)格會(huì)有所下降。因此，加入WTO后的中國(guó)石化企業(yè)加緊合理開發(fā)利用碳四資源，這對(duì)增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力將起著舉足輕重的作用。我國(guó)對(duì)碳四餾分的利用處于較為初期的階段，對(duì)碳四的綜合利用起步比美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家晚，在產(chǎn)品的種類、生產(chǎn)技術(shù)及下游產(chǎn)品的開發(fā)方面也比發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家落后。由此可見，碳四餾分的綜合利用利用在我國(guó)會(huì)有很大的開發(fā)前景。碳四餾分直接進(jìn)烷基化來生產(chǎn)烷基化汽油及其疊合汽油，另外，可用于生產(chǎn)聚丁烯和聚異丁烯（潤(rùn)滑油添加劑）、合成甲基叔丁基醚。在其它方面也有一些用途，但用量不太大。因?yàn)樘妓耐闊N貯運(yùn)起來相對(duì)比較方便，不僅作為工業(yè)用燃料，還可供應(yīng)民用。催化裂化碳四餾分中的第二大組分丁烷仍作為燃料燒掉。 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)%），據(jù)有關(guān)分析，以裂解的碳四餾分來生產(chǎn)丁二烯最經(jīng)濟(jì)、最便捷的原料，表13為裂解氣碳四餾分組成。在煉油廠中，這兩種餾分氣通常合起來使用。這類天然氣由于含有一定量（1％到8％）易液化的碳五烷烴和碳四烷烴。美國(guó)碳四餾分（大約有95％）來自煉廠氣，西歐和日本所用的碳四餾分中來自煉廠氣與裂解的量大致相當(dāng)，中國(guó)的碳四利用情況類似于西歐和日本。碳四餾分的來源不同，組成也不同。我國(guó)煉油工藝的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以催化裂化為主，催化裂化的副產(chǎn)物中大約有60%是碳四餾分，它的主要組分有異丁烷、正丁烷、正丁烯、異丁烯和2丁烯，其中異丁烷含量可高達(dá)34%，烯烴含量可達(dá)40%以上。正因如此，預(yù)計(jì)仍將會(huì)出現(xiàn)一定的價(jià)格空間。在這個(gè)時(shí)間分析段中，受國(guó)際政治形勢(shì)和原油供求關(guān)系影響，原油價(jià)格波動(dòng)劇烈，從而帶液化氣等上游產(chǎn)品價(jià)格上漲，其價(jià)格利潤(rùn)空間基本是穩(wěn)中有升。如果丁烷價(jià)格的上漲幅度低于原料的價(jià)格上漲幅度，將可能導(dǎo)致項(xiàng)目虧損。所以，近幾年，我國(guó)丙烷、正丁烷、異丁烷一直處于供銷兩旺的狀態(tài)。微溶于乙醇，溶于乙醚。與金屬無反應(yīng)。(2) 異丁烷性質(zhì)相對(duì)密度： （20℃）、（氣體），熔點(diǎn)159 ℃，℃， KPa （0℃）、 （10 ℃）、 KPa （20℃）、 KPa （30℃）、 KPa （40℃）、 KPa （50℃），閃點(diǎn)83 ℃，~% （體積），自燃點(diǎn)462℃。無色氣體，熔點(diǎn)（℃）：，沸點(diǎn)（℃）： ，相對(duì)密度（水=1）：（49℃），飽和蒸氣壓（KPa）：（0℃），臨界溫度（℃）：，