1、Aspenplus模拟甲醇水精馏塔设计说明书Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、 设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔:生产能力:24500吨精甲醇/年;原料组成:甲醇50%w,水50%w;产品组成:塔顶甲醇质量分率94%w;塔底甲醇质量分率1 %w;进料温度:350.5K;塔顶压力常压;进料状态饱和液体。二、 设计要求对精馏塔进行详细设计,给出下列设计结果并绘制塔设备图,并写出设计说明。(1).进料、塔顶产物、塔底产物;(2).全塔总塔板数N;最佳加料板位置NF;(3).回流比R;(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷;(5).塔内构件塔板或填料的设
2、计。三、分析及模拟流程1.物料衡算(手算)目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。内容:(1)生产能力:一年按300天计算,进料流量为24500/(300*24)=3.40278 t/hr。(2)原料、塔顶与塔底的组成(题中已给出):原料组成:甲醇50%w,水50%w;产品:塔顶甲醇94%w;塔底甲醇1% w。(3).温度及压降:进料温度:77.35摄氏度=350.5K; 2.用简捷模块(DSTWU)进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算,根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系(NT-R),确定合适
3、的回流比与塔板数;研究加料板位置对产品的影响,确定合适的加料板位置。方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线(NT-R),从曲线上找到期望的回流比及塔板数。4. 用详细计算模块(RadFrac)进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。方法:用RadFrac模块进行精确计算,通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定,检验计算数据是否收敛,计算出塔径等主要尺寸。5. 塔板设计目的:通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。方法:在Specification表单中输入该塔段(Trayed section)的起始塔板(Starting sta
4、ge)和结束塔板(Ending stage)、塔板类型(Tray type)、塔板流型程数(Number of passes)、以及板间距(Tray spacing) 等几何结构参数。 6.塔板核算目的:计算塔板的热负荷。方法:对第5步的计算结果(塔径)按设计规范要求进行必要的圆整,用 RadFrac模块的Tray Rating,对塔进行设计核算。7.设计结果汇总进料塔顶塔底流量/ lkmol/h147.53958.48394.057温度/77.3564.7998.95操作压力/KPa101.325回流比1.252塔板形式筛板式塔径/m0.9塔板数总塔板数N最佳加料板位置NF1310塔板间距/
5、m0.45一. 用简捷模块(DSTWU)进行初步模拟1.连接流股图1-12. 设定全局特性图1-23. 输入化学组分信息图1-34. 选择计算方法和模型图1-45. 输入外部流股信息图1-56. 输入单元模块参数图1-67. 运行程序 图1-78.查看结果图1-8a.流股信息 图1-9b.最小回流比:0.8345 ;实际回流比:1.252 ;最小理论板数:7 ;理论板数:13;加料板位置:10。(如图1-10)图1-10图1-11二、灵敏度分析图2-1绘NT-R图图2-2三、 用详细计算模块(RadFrac)进行计算1.将DSTWU模型换成RadFrac模型图3-12.设定配置图3-23.设定
6、流股图3-34.设定压强图3-45.运行程序图3-56.查看结果图3-67.反复计算,直到进料板的甲醇含量接近0.5【答案】字段,筛选第10块板的进料接近0.5,将进料板位置设为10,重新计算。图3-714. 查询设计器的排序依据选项卡的作用相当于SELECT命令中的_短语。图3-8第10快板的甲醇含量为0.5,满足设计要求,计算完毕。C. LOCATE FOR 性别=女12. 设定设计规定(Design Specs)和变化(Vary)图3-97. 如果一个部门有若干职员,每个职员只能属于某一个部门,则部门和职员两个实体之间的联系属于_。图3-10MUL=_图3-11y=壹贰叁肆伍陆柒捌玖图3
7、-1213.运行程序:图3-13进料、塔顶产物、塔底产物 图3-14数学 N 5 1 存放数学成绩甲醇水两种组分随理论塔板数的变化 图3-15FOR I=1 TO N 温度与理论塔板数的关系曲线B、路由选择、拥塞控制与网络互连 图3-16set safety on 甲醇在精馏过程中的分离因子变化 图3-17图3-18冷凝器参数图3-19再沸器参数 图3-20 回流比与进料位置的灵敏度分析图3-21四、 塔板设计塔板类型选为筛板塔;板间距(Tray spacing)选为0.45 m。图4-1图4-2图4-3塔内径:0.86 m,圆整为0.9 m;降液管截面积:0.09999 ;侧降液管流速:0.015m/s ;侧堰长:626.8mm。图4-4五、 塔板核算图5-1图5-2图5-3最大液泛因子:0.74,小于0.8;最大降液管液位/板间距:0.295,在0.25-0.5之间,塔径核算成功。