基于AspenPlus的常压塔流程模拟与故障诊断

Aspen练习题一、基础操作类1. 请简述Aspen Plus软件的主要功能及其在化工领域的应用。

2. 如何在Aspen Plus中创建一个新的模拟项目？3. 请列举Aspen Plus中常用的流体包及其适用范围。

4. 在Aspen Plus中，如何设置物料的进口条件？5. 请描述Aspen Plus中流股操作步骤。

6. 如何在Aspen Plus中添加一个新的单元操作？7. 请简述Aspen Plus中单元操作的分类及其作用。

8. 如何在Aspen Plus中设置反应器参数？9. 请列举Aspen Plus中常用的模拟工具及其功能。

10. 如何在Aspen Plus中查看并分析模拟结果？二、流程模拟类1. 请简述Aspen Plus在流程模拟中的优势。

2. 如何在Aspen Plus中建立多级闪蒸过程？3. 请描述Aspen Plus中热集成的方法及其作用。

4. 如何在Aspen Plus中模拟换热器网络？5. 请简述Aspen Plus中精馏塔的模拟步骤。

6. 如何在Aspen Plus中模拟吸收塔？7. 请描述Aspen Plus中多相流动的模拟方法。

8. 如何在Aspen Plus中模拟气体净化过程？9. 请简述Aspen Plus在流体输送模拟中的应用。

10. 如何在Aspen Plus中模拟化学反应过程？三、参数优化类1. 请简述Aspen Plus中参数优化的目的。

2. 如何在Aspen Plus中设置优化目标？3. 请列举Aspen Plus中常用的优化算法。

4. 如何在Aspen Plus中设置优化约束？5. 请描述Aspen Plus中参数优化步骤。

6. 如何在Aspen Plus中分析优化结果？7. 请简述Aspen Plus中敏感性分析的方法及其作用。

8. 如何在Aspen Plus中进行参数敏感性分析？9. 请描述Aspen Plus中多目标优化的方法。

10. 如何在Aspen Plus中实现多目标优化？四、数据管理类1. 请简述Aspen Plus中数据管理的重要性。

基于Aspen Plus和Aspen Dynamics的常减压装置流程模拟摘要本文以某厂常减压蒸馏装置为基础，以某厂常减压装置工艺技术规程上的油品性质数据和工艺条件参数为依据，在Aspen Plus流程模拟软件平台上建立常减压塔装置的仿真模型，并进行调试使其收敛后得到仿真结果，得到较为精确的稳态模拟仿真模型。

模拟结果发现，除个别数值有偏差外，初馏塔、常压塔以及减压塔的大部分数据与某厂实测数据偏差极小，整个装置运行稳定，稳态模拟比较成功，这也为后来的动态模拟打下了基础。

在完成稳态模拟后，根据操作规程对装置进行规格参数输入，输入塔高以及直径等数据后，将整个装置转至Aspen Dynamics进行动态模拟。

在动态模拟中根据装置的实际情况对其进行控制器的添加，完成控制器的设置后将整个控制程序初始化并运行。

观察每个模型每股物流的运行数据变化情况，发现整个装置运行相对稳定，动态模拟取得了成功。

在整个装置各个部分运行稳定的基础上，根据某厂常减压装置的实测数据，对整个装置的原油进料量根据时间进行变化，观察各个装置的运行情况，以及模拟数据的改变情况。

模拟结果发现当原油进料量发生改变时，整个装置的初馏塔、常压塔以及减压塔部分的数据结果均发生了不同程度的变化，这也使得整个动态模拟数据更加接近实际值，整个动态模拟情况更加接近工厂装置的真实运行情况。

本次流程模拟稳态模拟和动态模拟都取得了成功，模拟出的数据真实有效，对于复现某厂常减压装置的运行过程具有重大意义。

本研究也对整个装置的能耗与经济效益进行了分析，对以后装置的经济能耗优化提供了可能性；本研究也对Aspen Plus与Excel的连接进行了探究，使Aspen Plus与其他软件的互联成为了可能。

关键词：Aspen Plus，Aspen Dynamics，常减压装置，流程模拟Process simulation of atmospheric and vacuum distillation unit based on Aspen Plus and Aspen DynamicsABSTRACTIn this thesis, based on the atmospheric and vacuum distillation unit in a plant, the oil property data and process condition parameters in the process specification of atmospheric and vacuum unit in a plant are used as the basis, and the simulation model of atmospheric and vacuum tower unit is established on Aspen Plus process simulation software platform. After debugging, the simulation results are obtained after convergence, and a more accurate steady-state simulation model is obtained. The simulation results show that most of the data of the primary distillation tower, atmospheric pressure tower and pressure reducing tower have little deviation from the measured data of a certain plant, the whole unit runs stably and the steady-state simulation is relatively successful, which also lays a foundation for the later dynamic simulation.After the completion of the steady-state simulation, the specification parameters of the device are input according to the operation procedures, and the tower height and diameter data are input, the whole device is transferred to Aspen Dynamics for dynamic simulation. In the dynamic simulation, the controller is added according to the actual situation of the device. After the controller is set, the whole control program is initialized and run. By observing the operation data of each model, it is found that the operation of the whole device is relatively stable and the dynamic simulation is successful.On the basis of stable operation of each part of the whole unit, according to the measured data of atmospheric and vacuum unit in a certain plant, the crude oil feeding amount of the whole unit changes according to time, and the operation of each unit is observed, as well as the change of simulation data. Thesimulation results show that when the crude oil feed quantity changes, the data results of the primary distillation tower, atmospheric pressure tower and pressure reducing tower of the whole unit have changed in varying degrees, which also makes the whole dynamic simulation data closer to the actual value and the whole dynamic simulation situation closer to the real operation of the plant.The steady-state simulation and dynamic simulation of this process have been successful, and the simulated data are real and effective, which is of great significance for the recurrence of the operation process of atmospheric and vacuum distillation unit in a plant. This study also analyzes the energy consumption and economic benefits of the whole device, and provides the possibility for the optimization of the economic energy consumption of the device in the future; this study also explores the connection between Aspen Plus and excel, making the interconnection between Aspen Plus and other software possible.KEYWORDS: Aspen Plus, Aspen Dynamics, Atmospheric and vacuum unit, Process simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1绪论 (1)1.1课题的研究背景及意义 (1)1.2化工流程模拟技术 (1)1.3流程模拟的应用 (2)1.4流程模拟在常减压装置中的应用 (3)1.5本文结构介绍 (3)2常减压装置的工艺流程 (5)2.1常减压装置在原油加工中的地位 (5)2.2常减压装置的原理 (5)2.3流程模拟软件算法原理 (6)2.3.1稳态模拟 (6)2.3.2动态模拟 (9)2.4常减压装置的工艺流程 (10)2.5小结 (11)3常减压装置的稳态模拟 (13)3.1建立整个装置模型 (13)3.1.1原油虚拟组分切割 (13)3.1.2装置模型选型 (15)3.2物料连接 (23)3.2.1 物流连接说明 (23)3.2.2 模型组态 (24)3.3数据输入与选项设置 (35)3.3.1初馏塔数据 (35)3.3.2常压塔数据 (37)3.3.3减压塔数据 (42)3.3.4原油进料数据 (49)3.3.5加热器、冷凝器与空冷器数据 (49)3.3.6泵数据 (50)3.3.7调节阀数据 (51)3.3.8分离罐数据 (51)3.3.9分离器数据 (52)3.4装置收敛调试 (53)3.4.1选择收敛方法 (55)3.4.2调节塔本身迭代次数与公差 (55)3.4.3调节整个装置迭代次数 (56)3.4.4设置撕裂物流 (56)3.4.5调节蒸汽汽提量 (58)3.4.6调节中段回流量 (58)VI3.5稳态模拟的模拟结果与数据分析 (59)3.5.1初馏塔部分 (59)3.5.2常压塔部分 (59)3.5.3减压塔部分 (60)3.6小结 (61)4常减压装置的动态模拟 (63)4.1Aspen Plus动态参数设置 (63)4.1.1初馏塔规格输入 (63)4.1.2常压塔规格输入 (65)4.1.3减压塔规格输入 (67)4.1.4其他模型规格修改 (69)4.2Aspen Dynamics控制器设置 (71)4.2.1转至Aspen Dynamics (71)4.2.2初馏塔控制器设置与调试 (73)4.2.3常压塔控制器设置与调试 (79)4.2.4减压塔控制器设置与调试 (82)4.3动态模拟的收敛调试 (84)4.4动态模拟结果与数据分析 (90)4.4.1初馏塔部分 (90)4.4.2常压塔部分 (95)4.4.3减压塔部分 (100)VII4.5小结 (109)5流程模拟的应用与扩展 (111)5.1稳态模拟结果与Excel的连接 (111)5.2稳态模拟结果经济能耗分析 (115)5.3小结 (118)6总结 (119)参考文献 (121)致谢 (126)VIII1绪论1.1课题的研究背景及意义石油炼制工程是需要消耗高能源的工程，它所消耗的能量占全国工业总能耗中的绝大部分比例。

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N F；(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（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；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（N T-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。

２００５年第２４卷第８期化工进展ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ·９３５·ＡＳＰＥＮＰｌｕｓ在工业精馏塔故障诊断与参数寻优中的应用孙巍１李琳２陈晓春１（１北京化工大学化工学院，北京１０００２９；２中国石油吉林分公司，吉林１３２０２１）摘要通过在生产实践中应用ＡＳＰＥＮＰｌｕｓ软件模拟实际生产过程，对实际操作中可能存在的故障进行了诊断；在系列化过程模拟与优化的基础上，以理论计算为指导，针对性地提出了操作参数调整方案及精馏塔内构件的雏护策略。

实际运行结果表明，以最小的成本投入获得了最佳改造效果，故障诊断与参数寻优是成功的。

关键词ＡｓＰＥＮＰｌｕｓ；模拟计算；故障诊断；参数寻优；精馏操作中图分类号ＴＱ０２１．８文献标识码Ａ文章编号１０００一６６１３（２００５）０８一０９３５一０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＳＰＥＮＰｌｕｓｏｎｔｈｅＯｐｅｒａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎＣｏｌｕｍｎＳ“以Ｔ－０ｉ１，ＬｉＬｉ７２２，Ｃ＾ＰｎＸｉ口Ｄｃ＾“，２１（１Ｂ蜘ｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９；２ＪｉｌｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｊｉｌｉｎ１３２０２１）ＡｂｓｔｍｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＳＰＥＮＰｌｕｓｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｓｓｕｉｔａｂｌｙｒｅａｓｏｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｇｉｖｅｓｔｈｅｃｈｏｉｃｅｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔａｂｉｌｉｚｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｔｗｉｔｈｏｕｔｅｘｔｒａｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｎｈａｒｄｗａｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡＳＰＥＮＰｌｕｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｃＯｌｕｍｎＡＳＰＥＮＰｌｕｓ是美国ＡＳＰＥＮ技术公司开发的，具有准确单元操作模型和最新计算方法的大型化工模拟软件。

第36卷增刊2009年北京化工大学学报(自然科学版)Jour nal of Beijing U niversity of Chemical T echnolog y (N atural Science)V ol.36,Sup.2009基于Aspen Plus 的常压蒸馏装置流程优化张 哲 卢 涛*(北京化工大学机电工程学院,北京 100029)摘 要:为增加年综合收益,应用流程模拟软件Aspen Plus 对某厂一套常压蒸馏装置进行流程优化。

在流程模拟的基础上,给定约束条件,优化决策变量,建立了以年综合收益最大为目标函数的优化模型,并在Aspen Plus 平台上进行二次开发,对优化模型进行了求解,获得了良好的优化结果,详细分析了产品收益与泵动力消耗、加热和冷却负荷以及蒸汽消耗等成本对年综合收益的贡献率及影响。

最终得到了年综合收益最大化下的各工艺参数。

关键词:Aspen Plus;流程优化;常压蒸馏;年收益中图分类号:T K 065收稿日期:2008 10 06第一作者:男,1983年生,硕士生*通讯联系人E mail:likesurg e@引 言随着市场竞争日益激烈和原油价格的上浮,如何采用信息化技术实现常减压蒸馏装置的全流程模拟与优化,以提高经济效益,越来越受到人们的关注[1 2]。

目前Aspen Plus 是广泛应用于化工流程开发和设计的大型流程模拟与优化软件[3 4],采用这项信息化技术可以有效的实现化工工艺全流程的模拟与优化。

魏忠[5]主要采用PRO/ 模拟软件对常减压蒸馏装置的热力学模型进行讨论及对精馏塔进行物料及热量的衡算,但缺乏操作参数对于整个系统影响的分析,邹桂娟[6]用Aspen Plus 建立了常减压装置的模拟系统,但没有在流程模拟的基础上进行二次开发来满足进一步的工艺要求。

本文以某炼油厂一套常压装置为研究对象,在Aspen Plus 11 1平台上编写计算年综合收益的Fortran 程序,选用常压塔汽提蒸汽流量为优化变量,以常压塔各产品的恩氏蒸馏温度为约束条件,使得常压蒸馏装置的年综合收益最大。

Aspen plus模拟精馏塔说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：100000吨精甲醇/年；原料组成：甲醇70%w，水%w，丙醇%w；产品组成：甲醇≥%w；废水组成：水≥%w；进料温度：；全塔压降：；所有塔板Murphree 效率。

二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图，并写出设计说明。

(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；最佳侧线出料位置N P；(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8000 hr计算，进料流量为100000/(8000*= t/hr。

(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇70%w，水%w，丙醇%w；产品:甲醇≥%w；废水组成：水≥%w。

(3).温度及压降：进料温度：；全塔压降：；所有塔板Murphree 效率。

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:研究回流比与塔径的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；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:作回流比与塔径的关系曲线（N T-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。

基于Aspen Plus用户模型的甲醇精馏模拟与分析朱建宁;陆文斌【摘要】采用模拟软件Aspen Plus对某厂大型煤化工甲醇四塔精馏过程进行稳态模拟计算和分析,结果表明,应用物性方法 UNIFAC-DMD能有效模拟汽液平衡数据,模拟结果与工厂采集数据吻合良好。

进行了常压塔侧线抽提位置分析、回流比对产品各组分浓度影响及精馏塔水力学分析等研究,提供了可行的精馏操作方案。

%Using Aspen Plus,steady-state simulation and analysis were carried out on the four-column methanol distillation process in a large-scale coal chemical industry plant.It turned out that the vapor-liquid equilibrium data could effectively simulated by UNIFAC-DMD,and the simulation results were in good agreement with the practical industrial productiondata.Moreover,some operation conditions such as the location of side extraction,influences of reflux ratio on product components concentration and distillation column hydraulics were analyzed,and a feasible distillation scheme was put forward.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2012(037)008【总页数】4页(P13-16)【关键词】甲醇;精馏;Aspen;Plus;模拟分析【作者】朱建宁;陆文斌【作者单位】上海焦化有限公司,上海200241;上海焦化有限公司,上海200241【正文语种】中文【中图分类】TP391.9我国的煤炭资源丰富，对煤炭资源合理高效的利用显得十分重要。

第五章ASPEN工艺核算及优化 (2)5.1 引言 (2)5.2 Aspen Plus软件介绍 (2)5.3 基于Aspen Plus稳态模拟的甲醇三塔模型搭建 (4)5.3.1 甲醇三塔稳态模拟基本步骤 (4)5.3.2 甲醇三塔初始模拟搭建 (6)第五章ASPEN工艺核算及优化5.1 引言在前三章内容中,已经分别介绍了关于甲醇精馏三塔现有的工艺流程、影响效率的操作参数以及对于甲醇精塔的具体控制方案设计。

在此基础上,本章主要根据所设计的控制方案,以工艺流程为依据搭建精馏装置模型,以此对控制方案的可操作性进行检验,同时也对在精馆塔控制方面的仿真研究有一个全面的认识。

化工过程的模拟通常由两大块组成,分别为稳态以及动态仿真,精馏塔工艺流程的模型搭建属于稳态模拟,控制方案的实施则属于动态模拟[62]。

5.2 Aspen Plus软件介绍化工流程模拟需选用适宜的软件,通过相关软件的操作运行,在计算机上就可对实际的工业生产过程进行全面的了解与检测,是连接理论研究及落实应用于实际的桥梁。

在计算机上通过软件的操作避免了对具体工艺生产中的设备、管线的变动,可以较为自由地对不同的控制方案及工艺流程进行研究探讨分析。

流程模拟可以用于对新工艺技术的研究与开发、新流程装置的设计调节、旧有设备的改造、生产流程优化及操作故障诊断等,同时还可以减少大量时间及资金费用地投入。

根据化工过程模拟对生产过程、环境评价及经济效益等进行综合的评估分析,其所得数据,对生产装置管理投资提供了有力的依据。

在理论研究方面,化工过程模拟是相关研究发设计的有力保障,在具体生产过程中,化工过程模拟是使其从经验型向科技型转变的有效手段。

Aspen Plus是在化工模拟中较常被使用的软件工具,也是本文用于验证方案可操作性的软件平台。

它的出现得益于一项名为“Advanced System for Process Engineering”(先进过程工程系统)的项目[63]。

Aspen-Plus应用塔设备设计课件 (一)Aspen-Plus应用塔设备设计课件是针对化工专业的一门课程，由美国斯坦福大学开发并推广。

该课程主要讲解了Aspen-Plus软件的基本操作和应用以及塔设备设计的基本知识点。

下面我们来分别介绍。

Aspen-Plus软件是一款流程模拟软件，它可以模拟化工过程的各种反应、传质、传热等现象，以及调整反应条件、优化生产过程等。

通过使用Aspen-Plus软件，工程师可以更好地理解化工过程和产品，同时对实验进行预测和模拟。

这款软件广泛应用于石油、化工、能源等各个行业，是工程师必备的工具之一。

在Aspen-Plus应用塔设备设计课件中，学生将学习如何正确使用Aspen-Plus进行塔设备的设计。

在这个过程中，学生需要掌握如何运用软件模拟不同类型的塔，如提取塔、精馏塔、萃取塔和吸附塔等等。

为此，学生还需要掌握和了解一些化工工艺原理和塔设备的设计方法。

在这门课程中，学生将学习到以下基本的知识点：1.反向追踪法（反演法）：这是一种求解化工过程的方法，旨在寻找完美的动态模型。

2.材料平衡原理和动态模型：通过学习材料平衡原理，学生可以更好地理解化工过程中的物质变换和传输。

此外，学生还将学习如何使用Aspen-Plus软件建立动态模型，以预测化工过程的性能和优化生产过程。

3.塔设备的设计：塔设备是化工过程中重要的组成部分，对生产过程的稳定和效率影响很大。

在这个课程中，学生将学习如何在Aspen-Plus软件中进行塔设备的设计和优化，以提高生产效率。

总的来说，Aspen-Plus应用塔设备设计课件不仅可以帮助学生更好地掌握Aspen-Plus软件的基本操作和应用，还可以让学生了解化工工艺和塔设备的设计和方法，为将来从事化工行业提供了有力的保障。

同时，这门课程对于工程师和专业人士也有一定的参考价值，可以帮助他们更好地应用Aspen-Plus软件进行化工过程的优化、建模和模拟。

Aspen plus模拟精馏塔说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：100000吨精甲醇/年；原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；产品组成：甲醇≥99.9%w；废水组成：水≥99.5%w；进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。

二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并利用AutoCAD绘制塔设备图，并写出设计说明。

(1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；最佳侧线出料位置N P；(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8000 hr计算，进料流量为100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。

(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇70%w，水28.5%w，丙醇1.5%w；产品:甲醇≥99.9%w；废水组成：水≥99.5%w。

(3).温度及压降：进料温度：323.15K；全塔压降：0.011MPa；所有塔板Murphree 效率0.35。

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:研究回流比与塔径的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；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:作回流比与塔径的关系曲线（N T-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。

常压系统流程模拟计算一、工艺流程简述常减压装置是我国最基本的原油加工的装置之一。

主要包括换热器系统、常压系统、减压系统。

常压系统是原油通过换热网络换热到一定温度后，再进到常压加热炉加热到要求的温度，常压加热炉要求的出口温度与原油的性质，拔出率有关，一般要求常压炉出口汽化率大于常压塔所有侧线产品一定的比例，这个比例叫过汽化率，一般为2～5%（wt）。

常压加热炉出口达到一定温度和汽化率的原油，进到常压塔的进料段，油汽往上走，常压塔侧线抽出，一至四个左右的侧线产品，为控制侧线产品的干点，抽出的侧线产品进到侧线产品汽提塔中汽提，冷却后出装置，常压塔进料产品与出料产品之间的焓差，叫剩余热，为回叫这部份热量，常压塔的各产品段有中段回流抽出，与冷原油换热后返回塔内。

塔底抽出常压重油，为提高拔出率和减少塔底结焦，有塔底还通入一定量的蒸汽。

常压系统分离其工流流程如图1-1所示，所涉及主要模块有原油混合器（M1）、常压塔（T101）。

图1 常压系统模拟计算流程图CGAS原油中瓦斯，OIL原油；W塔顶切水，GAS-常顶气，GN常顶油；CP1常一线；S1常一线汽提蒸汽CP2常二线；S2常二线汽提蒸汽；CP3常三线；S3常三线汽提蒸汽；C4常四线产品；SS常底汽提蒸汽；CB常底油2二、需要输入的主要参数1、装置进料数据32、单元操作参数3、设计规定及模拟技巧3．1原油蒸馏数据的重要性3．2过汽化率3．3热平衡与产品分布的密切关系三、软件版本ASPEN PLUS软件12.1版本减压系统流程模拟计算一、工艺流程简述常减压装置是我国最基本的原油加工的装置之一，其中主要包括原油换热系统、常压系统、减压系统。

常压塔底出来的常压渣油，进到减压加热炉达到一定温度和汽化率的原油，进到减压塔的进料段，油汽往上走，减压塔侧线抽出，一至三个左右的侧线产品，有的还抽出过汽化油，抽出的侧线产品与原油换热后，冷却后出装置，减压塔进料产品与出料产品之间的焓差，叫剩余热，为回收这部份热量，减压塔的各产品段有中段回流抽出，与冷原油换热后返回塔内，为减少结焦，还有一部份不经过换热的循环冲洗油。