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甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书一、模拟计算依据：1、原料处理量：学号后三位XXX × 100 kg/h；2、粗甲醇液进料组成如表1所示(质量分数)；进料条件为：液相进料温度60℃，进料压力140kPa，塔顶（分凝器气相出料）冷凝器压力130kPa，再沸器压力150kPa；3、分离要求：塔顶甲酸甲酯摩尔回收率为99.99%，塔顶甲醇摩尔回收率为0.7%。
4、物性方法：BWRS表1 进料组成表二、任务1、按计算依据，用简捷法（DSTWU模块）模拟计算预精馏塔以分离粗甲醇中的轻组分（建议实际回流比取最小回流比的1.5倍）。
2、在简捷模拟计算中，通过回流比随理论板数变化曲线，确定适宜回流比、理论板数。
及相应的进料位置、塔顶产品与进料的摩尔流量比（D/F)、最小回流比、最小理论板数、实际理论板数、进料位置以及塔顶温度。
3、根据简捷计算的结果，利用严格法（RadFrac模块）对预精馏塔进行严格计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、再沸器采用釜式再沸器、产品纯度要求以及物性方法与简捷法相同，用严格法核算任务2中的结果（简捷计算结果）是否达到回收率要求。
4、通过严格法（RadFrac模块）设计规定功能，调整回流比、馏出与进料量比以达到分离要求；5、通过Aspen灵敏度分析功能，在严格法中求取回流比随理论板数据的变化曲线，重新确定适宜回流比、理论板数。
6、绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线、塔内的气相组成分布曲线。
7、书写模拟报告。
以下为选做部分（评优学生必做）6-1、通过Aspen灵敏度分析功能，在严格法中求取进料板位置与再沸器热负荷的关系曲线，重新确定进料板位置。
6-2、设实际塔板的塔板默弗里效率为60%，在严格法中重新设定塔板数、进料板位置；然后在严格法中初步设定塔板类型为浮阀，查看塔板的水力学性质；6-3、对塔进行校核计算，确定塔的结构尺寸、水力学性能、负荷性能。
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。
化工单元实训装置系列之精馏单元操作实训装置实训操作指导书杭州言实科技有限公司2010.10目录一、前言 (3)二、理论核心知识点 (3)三、技能核心知识点 (4)四、主要训练项目 (4)五、考核标准（理论核心知识占30％；技能操作训练占70％） (6)1、理论知识由教师组织命题 (6)2、实训考核实施方案 (6)3、精馏装置技能考核评分表 (6)六、实训原理 (9)七、实训装置介绍 (11)1、精馏生产工艺过程及原理 (11)2、精馏分离具有如下特点： (12)3、精馏实训装置组成及工艺流程 (13)1) 系统的组成： (13)2) 工艺流程： (13)2. 筛板精馏实训设备配置 (15)3. 填料精馏实训设备配置 ................................................................. 错误!未定义书签。
八、操作步骤 (22)1、开车准备 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
2、开车............................................................................................ 错误!未定义书签。
3、全回流 ........................................................................................ 错误!未定义书签。
4、部分回流 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
精馏塔单元仿真工艺流程及控制方案说明嘿，朋友们！今天咱就来好好聊聊精馏塔单元仿真工艺流程及控制方案。
你看啊，这精馏塔就好比是一个神奇的魔法塔！原料就像是一群五花八门的小精灵，它们一股脑地涌进塔里面。
在塔里面呀，经过层层的折腾和分离，就像小精灵们找到了自己的专属领地一样。
先来说说这工艺流程吧。
原料从塔底进入，然后就开始了它们的奇妙之旅。
热气腾腾地往上跑，各种成分在不同的高度被分离开来。
这就像是一场盛大的赛跑，跑得快的成分就率先冲出来啦。
而那些跑得慢的呢，就乖乖地留在后面，等待合适的时机。
再讲讲控制方案，这可太重要啦！就好比是给这个魔法塔装上了智能的大脑。
温度、压力、流量这些参数都得好好把控着。
温度高了不行，低了也不行，这不就跟咱炒菜似的，火候得恰到好处嘛！压力也是，得保持在一个合适的范围，不然这魔法塔可就要闹脾气啦。
流量呢，就像是给小精灵们安排的通道，不能太拥挤，也不能太空旷呀。
要是控制不好会咋样？那可就乱套啦！就好像做饭的时候盐放多了或者火太大了，做出来的菜能好吃吗？所以啊，这控制方案可得精心设计，仔细调整。
想象一下，如果温度乱来，一会儿高得离谱，一会儿又低得吓人，那里面的成分还不得晕头转向呀？压力要是不稳定，这魔法塔会不会也跟着摇摇晃晃的？流量要是出了问题，那整个流程不就都乱套啦？咱可得把这个魔法塔照顾好，让它稳稳当当地工作。
这不仅需要我们有精湛的技术，还得有足够的耐心和细心呢。
这可不是一件轻松的事儿，但一旦做好了，那成果可是相当可观的呀！总之，精馏塔单元仿真工艺流程及控制方案就像是一场精彩的演出，我们就是导演，得把每一个细节都安排得妥妥当当，才能让这场演出圆满成功！大家说是不是这个理儿呀？。
第4章筛板式精f留塔过程控制实验4.1再沸器功率控制实验4. 1. 1实验目的1・了解精《留塔控制再沸器功率的工艺要求2.熟悉再沸器功率控制系统的硬件组成°3.熟悉再沸器功率控制系统中S7-300PLC程序有关手动二口动无扰动切换功能。
4.掌握用衰减振荡法整定本控制系统的P、I参数的方法。
5.理解P、I参数对本控制系统性能指标的影响。
4.1.2实验设备在SJT-O. 08/12/30乙醇一水筛板式粕餾塔实验装置中主要用到:1.PID功能块S7-300PLC程序屮N05 PID功能模块——JC-2再沸器功率调节模块，其PV （反馈）信号取fl AT14, PTD调节输出接至A0卡的A05通道。
修改设定值和P、T、D参数等通过上位计算机进行。
2.执行机构A05的4〜20mA接到SCR2的信号放人板，转换成0〜10V去控制SCR智能模块三相晶闸管的导通角，也即控制SCR2负载的Y形三根电热管的加热功率。
3.测量（反馈）信号单相功率变送器测量一根电热管的电压和电流，功率信号送至S7-300A1卡的AI14 通道，在PLC程序屮乘3倍后作为三相加热的再沸器功率送P1D模块。
4.塔釜低液位对再沸器加热的连锁为保证电热管是浸没在再沸器的液体中加热，鉴于再沸器与塔釜底部有连通管，因此测量塔釜液位可代表再沸器液位。
当塔釜液位＜25% （50mm）时发出D0匸0开关量信号去停止再沸器加热。
5・再沸器功率对冷凝器进水电磁阀的连锁为防止再沸器加热产牛的酒梢蒸汽从冷凝器中逸散，当再沸器功率＞20%时，口动打开冷凝辭的冷却水电磁阀VD5,使酒梢蒸汽在冷凝髀中冷凝为液体酒精。
4.1.3实验原理1.再沸器功率控制系统的方块图塔釜低液位连锁给定（25%）图4-1再沸器功率控制系统的方块图2.为何要控制再沸器的加热功率在常见的加热控制系统中，被调参数PV （控制系统反馈信号）一般都是温度。
但在再沸器的加热系统中，被调参数II是加热功率。
Aspenplus模拟精馏塔说明指导书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，%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 。
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（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，%w，%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 。
（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。
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。
精馏塔单元仿真实训指导书目录一、工艺流程说明 (1)1、工艺说明 (1)2、本单元复杂控制方案说明 (2)3、设备一览 (2)二、精馏单元操作规程 (2)1、冷态开车操作规程 (2)2、正常操作规程 (3)3、停车操作规程 (4)4、仪表一览表 (6)三、事故设置一览 (7)四、仿真界面 (9)附：思考题 (11)一、工艺流程说明1、工艺说明本流程是利用精馏方法，在脱丁烷塔中将丁烷从脱丙烷塔釜混合物中分离出来。
精馏是将液体混合物部分气化，利用其中各组分相对挥发度的不同，通过液相和气相间的质量传递来实现对混合物分离。
本装置中将脱丙烷塔釜混合物部分气化，由于丁烷的沸点较低，即其挥发度较高，故丁烷易于从液相中气化出来，再将气化的蒸汽冷凝，可得到丁烷组成高于原料的混合物，经过多次气化冷凝，即可达到分离混合物中丁烷的目的。
原料为67.8℃脱丙烷塔的釜液(主要有C4、C5、C6、C7等)，由脱丁烷塔(DA-405)的第16块板进料(全塔共32块板),进料量由流量控制器FIC101控制。
灵敏板温度由调节器TC101通过调节再沸器加热蒸汽的流量,来控制提馏段灵敏板温度，从而控制丁烷的分离质量。
脱丁烷塔塔釜液（主要为C5以上馏分）一部分作为产品采出，一部分经再沸器(EA-418A、B)部分汽化为蒸汽从塔底上升。
塔釜的液位和塔釜产品采出量由LC101和FC102组成的串级控制器控制。
再沸器采用低压蒸汽加热。
塔釜蒸汽缓冲罐（FA－414）液位由液位控制器LC102调节底部采出量控制。
塔顶的上升蒸汽（C4馏分和少量C5馏分）经塔顶冷凝器（EA-419）全部冷凝成液体，该冷凝液靠位差流入回流罐（FA-408）。
塔顶压力PC102采用分程控制：在正常的压力波动下，通过调节塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力超高时，压力报警系统发出报警信号，PC102调节塔顶至回流罐的排气量来控制塔顶压力调节气相出料。
操作压力 4.25atm (表压)，高压控制器PC101将调节回流罐的气相排放量，来控制塔内压力稳定。
冷凝器以冷却水为载热体。
回流罐液位由液位控制器LC103调节塔顶产品采出量来维持恒定。
回流罐中的液体一部分作为塔顶产品送下一工序，另一部分液体由回流泵(GA-412A、B)送回塔顶做为回流，回流量由流量控制器FC104控制。
2、本单元复杂控制方案说明吸收解吸单元复杂控制回路主要是串级回路的使用，在吸收塔、解吸塔和产品罐中都使用了液位与流量串级回路。
串级回路：是在简单调节系统基础上发展起来的。
在结构上，串级回路调节系统有两个闭合回路。
主、副调节器串联，主调节器的输出为副调节器的给定值，系统通过副调节器的输出操纵调节阀动作，实现对主参数的定值调节。
所以在串级回路调节系统中，主回路是定值调节系统，副回路是随动系统。
分程控制：就是由一只调节器的输出信号控制两只或更多的调节阀，每只调节阀在调节器的输出信号的某段范围中工作。
具体实例：DA405的塔釜液位控制LC101和和塔釜出料FC102构成一串级回路。
FC102.SP随LC101.OP的改变而变化。
PIC102为一分程控制器，分别控制PV102A和PV102B，当PC102.OP逐渐开大时，PV102A从0逐渐开大到100；而PV102B从100逐渐关小至0。
3、设备一览DA-405：脱丁烷塔EA-419：塔顶冷凝器FA-408：塔顶回流罐GA-412A、B：回流泵EA-418A、B：塔釜再沸器FA-414：塔釜蒸汽缓冲罐二、精馏单元操作规程1、冷态开车操作规程本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。
装置冷态开工状态为精馏塔单元处于常温、常压氮吹扫完毕后的氮封状态，所有阀门、机泵处于关停状态。
1.1、进料过程(1)开FA-408顶放空阀PC101排放不凝气，稍开FIC101调节阀（不超过20%），向精馏塔进料。
(2)进料后，塔内温度略升，压力升高。
当压力PC101升至0.5atm时，关闭PC101调节阀投自动，并控制塔压不超过4.25atm(如果塔内压力大幅波动，改回手动调节稳定压力)。
1.2、启动再沸器(1)当压力PC101升至0.5atm时，打开冷凝水PC102调节阀至50%；塔压基本稳定在4.25atm后，可加大塔进料（FIC101开至50%左右）。
(2)待塔釜液位LC101升至20%以上时，开加热蒸汽入口阀V13，再稍开TC101调节阀，给再沸器缓慢加热，并调节TC101阀开度使塔釜液位LC101维持在40%-60%。
待FA-414液位LC102升至50%时，并投自动，设定值为50％。
1.3、建立回流随着塔进料增加和再沸器、冷凝器投用，塔压会有所升高。
回流罐逐渐积液。
(1)塔压升高时，通过开大PC102的输出，改变塔顶冷凝器冷却水量和旁路量来控制塔压稳定。
(2)当回流罐液位LC103升至20%以上时，先开回流泵GA412A/B的入口阀V19，再启动泵，再开出口阀V17，启动回流泵。
(3)通过FC104的阀开度控制回流量，维持回流罐液位不超高，同时逐渐关闭进料，全回流操作。
1.4、调整至正常(1)当各项操作指标趋近正常值时，打开进料阀FIC101。
(2)逐步调整进料量FIC101至正常值。
(3)通过TC101调节再沸器加热量使灵敏板温度TC101达到正常值。
(4)逐步调整回流量FC104至正常值。
(5)开FC103和FC102出料，注意塔釜、回流罐液位。
(6)将各控制回路投自动，各参数稳定并与工艺设计值吻合后，投产品采出串级。
2、正常操作规程2.1、正常工况下的工艺参数(1)进料流量FIC101设为自动,设定值为14056 kg/hr。
(2)塔釜采出量FC102设为串级，设定值为7349 kg/hr，LC101设自动，设定值为50％。
(3)塔顶采出量FC103设为串级，设定值为6707 kg/hr。
(4)塔顶回流量FC104设为自动，设定值为9664 kg/hr。
(5)塔顶压力PC102设为自动，设定值为4.25atm，PC101设自动，设定值为5.0atm。
(6)灵敏板温度TC101设为自动，设定值为89.3 ℃。
(7)FA-414液位LC102设为自动，设定值为50%。
(8)回流罐液位LC103设为自动，设定值为50%。
2.2、主要工艺生产指标的调整方法(1)质量调节：本系统的质量调节采用以提馏段灵敏板温度作为主参数，以再沸器和加热蒸汽流量的调节系统，以实现对塔的分离质量控制。
(2)压力控制：在正常的压力情况下，由塔顶冷凝器的冷却水量来调节压力，当压力高于操作压力4.25atm(表压）时，压力报警系统发出报警信号，同时调节器PC101将调节回流罐的气相出料，为了保持同气相出料的相对平衡，该系统采用压力分程调节。
(3)液位调节：塔釜液位由调节塔釜的产品采出量来维持恒定。
设有高低液位报警。
回流罐液位由调节塔顶产品采出量来维持恒定。
设有高低液位报警。
(4)流量调节：进料量和回流量都采用单回路的流量控制；再沸器加热介质流量，由灵敏板温度调节。
3、停车操作规程本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。
3.1、降负荷(1)逐步关小FIC101调节阀，降低进料至正常进料量的70%。
(2)在降负荷过程中，保持灵敏板温度TC101的稳定性和塔压PC102的稳定，使精馏塔分离出合格产品。
(3)在降负荷过程中，尽量通过FC103排出回流罐中的液体产品，至回流罐液位LC104在20%左右。
(4)在降负荷过程中，尽量通过FC102排出塔釜产品，使LC101降至30%左右。
3.2、停进料和再沸器在负荷降至正常的70%，且产品已大部采出后，停进料和再沸器。
(1)关FIC101调节阀，停精馏塔进料。
(2)关TC101调节阀和V13或V16阀，停再沸器的加热蒸汽。
(3)关FC102调节阀和FC103调节阀，停止产品采出。
(4)打开塔釜泄液阀V10，排不合格产品，并控制塔釜降低液位。
(5)手动打开LC102调节阀，对FA-114泄液。
3.3、停回流(1)停进料和再沸器后，回流罐中的液体全部通过回流泵打入塔，以降低塔内温度。
(2)当回流罐液位至0时，关FC104调节阀，关泵出口阀V17（或V18），停泵GA412A（或GA412B），关入口阀V19（或V20），停回流。
(3)开泄液阀V10排净塔内液体。
3.4 降压、降温(1)打开PC101调节阀，将塔压降至接近常压后，关PC101调节阀。
(2)全塔温度降至50℃左右时，关塔顶冷凝器的冷却水(PC102的输出至0)。
精馏塔单元仿实训指导书4、仪表一览表化工教研室 6三、事故设置一览下列事故处理操作仅供参考，详细操作以评分系统为准。
1、热蒸汽压力过高原因：热蒸汽压力过高。
现象：加热蒸汽的流量增大，塔釜温度持续上升。
处理：适当减小TC101的阀门开度。
2、热蒸汽压力过低原因:热蒸汽压力过低。
现象:加热蒸汽的流量减小，塔釜温度持续下降。
处理:适当增大TC101的开度。
3.冷凝水中断原因:停冷凝水。
现象:塔顶温度上升，塔顶压力升高。
处理：(1)开回流罐放空阀PC101保压。
(2)手动关闭FC101，停止进料。
(3)手动关闭TC101，停加热蒸汽。
(4)手动关闭FC103和FC102，停止产品采出。
(5)开塔釜排液阀V10,排不合格产品。
(6)手动打开LIC102,对FA114泄液。
(7)当回流罐液位为0时,关闭FIC104。
(8)关闭回流泵出口阀V17/V18。
(9)关闭回流泵GA424A/GA424B。
(10)关闭回流泵入口阀V19/V20。
(11)待塔釜液位为0时,关闭泄液阀V10。
(12)待塔顶压力降为常压后,关闭冷凝器。
4.停电原因:停电。
现象:回流泵GA412A停止，回流中断。
处理：(1)手动开回流罐放空阀PC101泄压。
(2)手动关进料阀FIC101。
(3)手动关出料阀FC102和FC103。
(4)手动关加热蒸汽阀TC101。
(5)开塔釜排液阀V10和回流罐泄液阀V23,排不合格产品。
(6)手动打开LIC102,对FA114泄液。
(7)当回流罐液位为0时,关闭V23。
(8)关闭回流泵出口阀V17/V18。
(9)关闭回流泵GA424A/GA424B。
(10)关闭回流泵入口阀V19/V20。
(11)待塔釜液位为0时,关闭泄液阀V10。
(12)待塔顶压力降为常压后,关闭冷凝器。
5.回流泵故障原因：回流泵GA-412A泵坏。
现象：GA-412A断电，回流中断，塔顶压力、温度上升。
处理：(1)开备用泵入口阀V20。
(2)启动备用泵GA412B。
(3)开备用泵出口阀V18。
(4)关闭运行泵出口阀V17。
(5)停运行泵GA412A。
(6)关闭运行泵入口阀V19。
6.回流控制阀FC104阀卡原因:回流控制阀FC104阀卡。
