aspen高级培训讲义2
- 格式:pdf
- 大小:219.55 KB
- 文档页数:14
aspen⾼级培训讲义2
8 ⾼级精馏
8.1 三相精馏
例1:⽔和醇的分离
题⽬内容:1、分离甲醇、丙醇、丁醇和⽔的混合物。要求塔底产品中醇的摩尔百分含量不超过0.1%。
2、分析油相返回塔的百分数对产品纯度的影响。
主要掌握内容1、有效相的选择
2、三相计算
3、radfrac模块中⽔槽(decanter)的应⽤。
4、油相、⽔相概念
5、存在三相平衡情况平衡级的判断
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(kmol/hr)methanol CH4O 3.0
1-propanol C3H8O-1 1.75
n-butanol C4H10-1 2.65
water H2O 38.00
温度(C)70
压⼒(atm) 1.52、塔的规定
塔板数22
塔顶冷却器形式全凝器
在沸器釜式再沸器
进料板8
⽔槽(decanter)20
塔顶采出量 3 kmol/hr回流量150 kmol/hr(L1)
塔顶回流罐压⼒1atm
塔底再沸器压⼒ 1.3 atm3、⽔槽(decanter)的规定⽔相全回流,L2-spec=1.0 塔底⽔的摩尔含量为0.999 温度为30C
⽓油⽐0.6
油相返回量0.3~0.94、计算规定
使⽤三相物系5、温度
顶温60C
底温110C6、物性⽅法UNIFAC
8.2 塔的⼀些复杂规定
例2 ⼄烯精馏塔的模拟
题⽬内容:
分离甲烷、⼄烷、⼄烯和丙烷的混合物。要求侧线产品中⼄烷摩尔百分含量不超过0.06%;塔底产品中⼄烯摩尔百分含量不超过0.99%。
主要掌握内容:1、Heaters-coolers
2、Pumparound
3、中间冷凝器
4、中间再沸器
5、塔内某⼀板上产品组分纯度的规定
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(kmol/hr)methane (c1) CH4 0.4
ethylene (c2-) C2H4 2557.3
ethane (c2) C2H6 597.5propylene (c3) C3H6-2 0.6
压⼒25.6 kg/sqcmvapor fraction 1.0
2、塔的条件
塔板数120
冷却器类型部分冷凝
进料板95
再沸器类型釜式再沸器
侧线出料位置103、pumparound 规定
95块板采出
采出量为:2850 kmol/hr
汽化份率:0.94、塔的规定
塔顶冷凝器所提供的冷量为0.12 mmkcal/hr
侧线采出量为2540 kmol/hr
塔顶采出量为13.5 kmol/hr
第⼆块板的热负荷-22.5 mmkcal/hr
冷凝器压⼒19.33 kg/sqcm
再沸器压⼒21.13 kg/sqcm5、温度
stage 1 -35C
stage 2 -32C
stage 120 -10C
6、设计规定
控制第⼆块板的热负荷,使侧线⼄烷的摩尔含量为0.0006 控制侧线采出量,使⼄烯再塔底的摩尔含量为0.00997、物性⽅法:RK-SOA VE
8.3 RADFRAC收敛问题
例3:⽔/烃的分离
题⽬内容
分离丁烷、⼰烷和⽔的混合物
主要掌握内容1、复习三相精馏
2、塔的收敛
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(kmol/hr)n-butane C4H10-1 0.4n-hexane C6H14-1 2557.3
water H2O 597.5
压⼒ 1 bar
温度60C2、塔的条件
塔板数8
冷却器类型全凝器
进料板 5
再沸器类型釜式再沸器4、塔的规定
塔顶采出量为12 kmol/hr
塔釜蒸汽上升量50 kmol/hr
冷凝器压⼒ 1 bar
再沸器压⼒ 1 bar7、物性⽅法:UNIFAC
例4:烃类组分的分离
题⽬内容
分离丙烷、正丁烷和正癸烷的混合物
主要掌握内容1、收敛情况的判断
2、结果的可⽤性
3、塔的输⼊条件的合理化分析
4、收敛⽅法的选取
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(kmol/hr)n-butane C4H10-1 100 propane C3H8 100n-decane C10H22-1 200
压⼒ 2 kg/cm2
温度60C2、塔的条件
塔板数10
冷却器类型部分冷凝器
进料板9
再沸器类型釜式再沸器4、塔的规定
塔顶采出量为200 kmol/hr
塔釜蒸汽上升量200 kmol/hr
冷凝器压⼒ 1.03 kg/cm2
第⼆板压⼒ 1.2 kg/cm2
再沸器压⼒ 1.5 kg/cm25、物性⽅法:RK-SOA VE
例5:四氢呋喃与⼰烷的分离
题⽬内容:
分离四氢呋喃、正⼰烷和⽔的混合物。
主要掌握内容1、复习Radfrac中去⽔槽的应⽤
2、计算结果的分析
3、物性⽅法的重要性。
4、⼆元交互参数的估算
5、在⽂献中查到的⼆元交互作⽤参数的输⼊
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(kmol/hr)FEED:tetrahydrofuran C4H8-4 5n-hexane C6H14-1 995 WATER:water H2O 100
FEED:温度(C)65 压⼒(bar) 1 WATER:温度(C)25 压⼒(bar) 1
2、塔的规定
塔板数25
塔顶冷却器形式全凝器
在沸器釜式再沸器
进料板10
⽔槽(decanter) 5
塔釜采出量891.7 kmol/hr
回流⽐(MOLE)8.0
全塔压⼒ 1 bar3、⽔槽(decanter)的规定
decanter-1⽔相全回流
decanter-5液相全回流
4、计算规定
使⽤三相物系5、温度
顶温62C stage-7 66C
底温78C6、物性⽅法UNIFAC
例6:吸收塔
题⽬内容
⽤RADFRAC模拟⽔吸收⼆氧化碳的过程
主要掌握内容1、⽤RADFRAC模拟吸收过程
2、吸收过程收敛⽅法的选择3、亨利组分的应⽤
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(bmol/hr)GAS:N2 100CO2 100 WATER:water H2O 1650
GAS:温度(F)40 压⼒(psia)14.7 WATER:温度(F)40 压⼒(psia)14.7
2、塔的规定
塔板数20water进料板 1
gas进料板20
全塔压⼒14.7 psia3、物性⽅法:NRTL
8.4 共沸精馏和反应精馏
例7:共沸精馏塔
题⽬内容
⽤RADFRAC模拟⽔、⼄醇和环⼰烷的分离过程。要求塔底产品中⼄醇质量百分含量达到99.9%。
主要掌握内容1、复习设计规定的做法
2、共沸精馏的收敛⽅法
已知条件:1、进料组成和条件组分feed流量(kmol/hr)ch-phs流量(kmol/hr)Cyclohex C6H12-1 495
Ethanol C2H6O-2 334.8 310.25
water H2O 25.2 46.75
FEED:温度(C)50 压⼒(bar) 1.5
CH-PHS:温度(C)50 压⼒(bar) 1.5
2、塔的规定
塔板数40feed进料板 2
ch进料板10
塔顶压⼒ 1.1 bar
塔底压⼒ 1.2 bar
摩尔回流⽐ 1.0
塔顶温度65
塔底温度80stage-35温度70
mole-B 256.9 kmol/hr
3、物性⽅法:NRTL
例8:丙醇、丁醇和⽔的分离
题⽬内容
⽤RADFRAC模拟⽔、丙醇、丁醇的分离过程主要掌握内容1、复习⼆元交互作⽤参数的修正
2、复习去⽔槽的应⽤
3、强极性物系的收敛⽅法
已知条件:1、进料组成和条件
组分流量(bmol/hr)n-butane C4H10-1 6.5 propanol C3H8O-1 11water H2O 32.5
压⼒15 psia温度90.2 F2、塔的条件
塔板数13
冷却器类型全凝器
进料板 5decanter 9
再沸器类型釜式再沸器4、塔的规定
MOLE-D 29 kmol/hr MOLE-L1 100 bmol/hr
全塔压⼒:14.7 psia decanter-L1 1decanter-L2 0.2
5、物性⽅法:NRTL-RK
例9:萃取精馏甲基环⼰烷与甲苯的分离
题⽬内容
⽤RADFRAC模拟以苯酚做萃取剂分离甲基环⼰烷和甲苯的过程
主要掌握内容1、萃取精馏和收敛⽅法
2、撕裂流股和初值
3、模拟流程的完善
4、塔的合理规定
已知条件:1、进料组成和条件
组分FEED流量(bmol/hr)SOLVENT流量(bmol/hr)METHYLCYCLOHEXANE C7H14-6 200TOLUENE C7H8 200 12
PHENOL C6H6O 1188
压⼒20 psia 20 psia
温度70 F 220 F2、HEATER的规定
温度:220 F
压⼒:20 psia3、EXT-COL塔的规定
塔板数22feed进料板14
回流进料板7
塔顶压⼒16 psia
每板压降0.2 psia
摩尔回流⽐8.0mole-D 200 bmol/hr
4、PEGEN塔的规定
塔板数20feed进料板10
塔顶压⼒16 psia
每板压降0.2 psia
摩尔回流⽐ 5.0mole-D 200 bmol/hr 5、物性⽅法:UNIFAC
例10:以苯为溶剂分离异丙基醇与⽔的过程
题⽬内容
以苯为溶剂分离异丙基醇与⽔的过程,要求异丙基醇的质量纯度达到99.5%
主要掌握内容1、共沸精馏及收敛⽅法
2、纯组分物性参数及⼆元交互参数的修改
3、断裂流股的定义及允许误差的修改
4、损失溶剂的补充⽅法
5、⽤户定义收敛顺序
6、断裂流股收敛⽅法的选择
7、模拟流程的修改