基于Aspen仿真的乙醇水溶液精馏方案优化
- 格式:pdf
- 大小:467.05 KB
- 文档页数:7
采用aspen模拟乙醇和水的萃取分离本设计乙醇-水的温度组成图1
所以理论塔板数选24
故选20合适
所以第四块比较好
所以回流比取1.2
8100,考虑到回流中可没能含有水此值应大于8100,
所以可以去
由图纸当萃取剂大于
9000是浓度接近于1
选8块板
故选第四块板作为进料版
所以常压下无法达到99.95%
可见回流比为0.5后基本上不再变化
第一塔塔板,塔径设计
可见塔径1.8m
乙醇出0.225
萃取塔塔顶冷凝器
19*2 换热管长度6m,公称直径700mm,中心拍管束24,518根管子,6管城,正三角形排列,中心距25mm,换热面积182.4
25*2.5 换热长 4.5 900 26 538 6 正三角形32 185.8。
Aspen Plus软件在乙醇-水分离塔设计中的应用贾宪勇;汪洋;王悦伟【摘要】本文在对乙醇与水分离过程中结合Aspen Plus软件对该过程进行模拟.模拟计算结果显示该流程的产品质量及产品收率均能满足要求.同时对精馏塔的总塔板数、回流比以及进料板位置逐一进行了优化.同时分析了进料位置以及回流比对产品质量及能耗的影响,对比了优化前和优化后总体的能量消耗.最后还结合模拟和经验公式计算对该塔的塔高、塔径以及相关的经济指标进行计算,旨在为实际的乙醇-水分离的精馏塔设计提供指导.【期刊名称】《天津化工》【年(卷),期】2019(033)002【总页数】5页(P35-39)【关键词】Aspen模拟;乙醇;精馏塔【作者】贾宪勇;汪洋;王悦伟【作者单位】天津药物研究院药业有限责任公司,天津300301;天津药物研究院药业有限责任公司,天津300301;天津药物研究院药业有限责任公司,天津300301【正文语种】中文【中图分类】TQ028.31 前言精馏是化工和石油行业最主要的分离手段,但同时精馏也是耗能巨大,设备投资高昂的操作单元。
一方面在给现代社会和人们提供各种生活所需如食物、热量等,另一方面精馏每年所消耗的能量占整个石化生产过程耗能的40%~70%[1]。
同时各国的研究人员也正在开展围绕精馏塔的各种设计,分析以及优化方面的工作。
随着时代的发展,精馏过程的研究也逐步由之前广泛应用的手算-图表法过渡到目前的计算机辅助设计和建模。
精馏分析和设计中所包含的气-液相平衡迭代计算和逐板组分平衡问题的求解,比较适合采用数字计算的方法进行求解[2]。
相比以前许多研究者以及工程师采用的是手写程序并求解精馏塔稳态操作的非线性代数方程组以及描述其动态状态的非线性常微分方程组。
逐步地,随着化学工业的成熟,许多像陶氏化学、美国UOP、德国巴氏夫等国际巨头化学公司都各自设立研发部门开发各自内部使用的工艺模拟程序。
而此时作为最重要的化工单元操作之一的精馏,必然成为大家进行开发和模拟的首要任务。
模拟练习#11.采用以下选项,对乙醇在P = 1 atm下绘制 y-x 图:a.NRTLb.WILSONc.UNIQUACd.VANLAAR2.将图与Perry的数据进行比较注意:如何绘制y-x 图介绍:1.确保你已经将Setup, Components, 和 Properties的输入条件已经完成,除了可选项以及压力外被系统默认接受。
2.改变可选项,在下拉菜单“Data”中选择“Properties” 中的“Specifications”。
在“Property Method” 区域选择合适方法和所需要得操作参数。
从下拉菜单“Tools”中选择“Analysis”下“Properties”中的“Binary”, 然后选择 Txy,会出现一个绘制 Txy 图得对话框。
Aspen Plus 会默认填写所需的信息。
3.你可以改变以下信息:a.组成(Components);b.第一组成的成分围;c.成分基准:摩尔分率或质量分率;d.压力;e.成生的数据点个数;f.闪蒸条件g.性质选项的设置将压力改为1 atm,按自己的要求设置相关选项,其余的采用系统默认的设置。
4.点击GO产生 Txy 图。
5.根据Txy 结果的形式选用绘图向导。
6.选择“YX” ,显示乙醇的y-x 图。
Aspen 模拟 #1: 乙醇水溶液蒸馏介绍:这个练习得目的是让你熟悉Aspen得一些基本操作技能。
在这个练习中,你可以建立一个简单得蒸馏柱,对乙醇和水得分离过程进行分析。
开始:选择Aspen Plus User Interface开始运行Aspen。
选择“Template”。
系统会出现一个窗口提示你完成任务所用的单位和类型。
,因为我们要建立一个流程,所以选择“Chemicals with metric units”这种类型,然后点击OK。
连接建立以后,你就要准备输入你的工艺流程信息。
Aspen 操作概述:模拟的第一步是建立工艺流程图,也叫做 Process Flow Diagram (PFD)。
化工原理课程设计-乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计化工原理课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计目录1.设计任务书………………………………………………………………2.英文摘要前言……………………………………………………………3.前言 (1)4.精馏塔优化设计 (5)5.精馏塔优化设计计算 (5)6.设计计算结果总表 (22)7.参考文献 (23)8.附录 (23)9.致谢…………………………………………………………………10.课程设计心得……………………………………………………………精馏塔优化设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计二、设计条件1.处理量: 40000 (吨/年)2.料液浓度: 35 (wt%)3.产品浓度: 90 (wt%)4.易挥发组分回收率: 99.5%5.每年实际生产时间:7200小时/年6. 操作条件:①间接蒸汽加热;②塔顶压强:1.03 atm(绝对压强)③进料热状况:泡点进料三、设计任务a) 流程的确定与说明;b) 塔板和塔径计算;c) 塔盘结构设计i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图;ii. 流体力学验算;iii. 塔板负荷性能图。
d) 其它i. 加热蒸汽消耗量;ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书。
乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计摘要:设计一座连续浮阀塔,通过对原料,产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算,工艺设计和附属设备结果选型设计,完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。
关键词:精馏塔,浮阀塔,精馏塔的附属设备。
(Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001)Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme.Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.前言乙醇在工业、医药、民用等方面,都有很广泛的应用,是很重要的一种原料。
如何使用A S P E N软件模拟完成精馏的设计和控制马后炮Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】如何使用ASPEN TM 软件模拟完成精馏的设计和控制威廉·L·鲁平博士第6 章:使用稳态计算选择控制结构Steadt-state Calculations for Control Structure Selection 在我们转入将稳态模拟转化为动态模拟细节讨论之前,要先讨论一些重要的稳态模拟计算方法。
因为经常被用于精馏设计中帮助为其选择一个实用且高效的控制结构,。
故此类讨论可能是一定意义的。
绝大部分精馏塔的设计是为了将两种关键组分分离获得指定的分离效果。
通常是两个设计自由度指定为馏出物中重关键组分的浓度和塔底产品中轻关键组分的浓度。
因此,在精馏塔的操作和控制中,“理想的”控制结构需测定两股产品的组成并操控两输入变量(如,回流流量和再沸器的输入热量),从而能够达到两股产品中关键组分的纯度要求。
然而,由于一些现实的原因,很少有精馏塔使用这种理想的控制结构。
组分检测仪通常购价昂贵且维修成本高,其可靠性对连续在线控制而言,有时略显不足。
如果使用色层法,还会在控制回路中引入死时间。
此外,不使用直接测量组分法,通常也有可能取得非常高效的控制效果。
温度测量被广泛应用于组分的推理控制。
温度传感器廉价而又可靠,在控制回路上只有很小的测量滞后。
对恒压二元体系,温度与组成是一一对应相关的。
这在多组分体系中不适用,但精馏塔中合适位置的温度通常能够相当准确地提供关于关键组分浓度的信息。
在单端控制结构中,只需控制某块塔板的温度;选择剩下的“控制自由度”时应使产品质量可变性最小。
例如,确定一定的回流比RR 或者固定回流与进料流量的比值R/F。
有时候,需要控制两个温度(双温控制系统)。
我们将在本章中讨论这些被选方案。
如果选择使用塔板温度控制,那么问题便是选择最佳一块或数块塔板,该处的温度保持恒定。
乙醇―水萃取精馏实验教学改进及AspenPlus软件应用摘要:萃取精馏是化工原理实验教学中重要的综合性实验。
目前萃取精馏实验存在一些问题,针对这些问题提出了改进建议。
通过改进,在教学过程中可以加强学生对萃取精馏这一复杂工程问题的理解,提高学生的工程实践能力关键词:萃取精馏;实验改进;工程实践一、前言精馏是化工原理中重要的传质单元操作之一,其基本原理是根据被分离混合物中各组分相对挥发度的差异,通过多次冷凝和汽化将其分离[1]。
但在实际生产过程中常遇到各组分沸点相差很小或者具有恒沸点的混合物,用普通精馏的方法难以完全分离,此时需要采用特殊精馏,如恒沸精馏、萃取精馏、加盐精馏等[2]。
虽然萃取精馏原理与普通精馏一致,但其复杂程度、操作难度、计算难度又远高于普通精馏,且萃取精馏已经被广泛的应用于化工分离,因此开展萃取精馏实验对本科生利用所学知识分析和处理复杂工程问题能力的培养有重要意义萃取精馏实验教学中常用乙醇―水体系为实验对象,并以乙二醇为萃取精馏剂。
然而在实际教学过程中,发现此实验存在一些问题:实验数据记录简单,相对挥发度是影响萃取精馏塔分离效果最为关键的因素,而塔内液相溶剂相对含量又是影响相对挥发度的关键,因此实验过程中监测溶剂在塔内的浓度变化显得尤为重要。
但在实验中并没有考虑这一点,仅测量塔顶和塔釜处乙醇的含量;理论板数计算也不够严谨,教材中一般以芬斯克方程计算理论板数,但由于体系复杂,为了计算方便,相对挥发度通过经验估算得到,这可能使得计算结果与实际相差很大,导致学生对萃取精馏过程的计算产生误解,即没有有效的手段计算待分离体系的相对挥发度。
另外,萃取精馏实验平衡时间较长:对于实验装置少、实验人数较多的大班而言,如果考察不同参数对萃取精馏效果的影响,实验时间会显得不足,降低了实验效果为了提高实验的目的性和效果,使实验能够让学生真正懂得如何运用现有知识去处理萃取精馏,并可举一反三应用到这一类复杂的工程问题上,就有必要对实验过程和数据处理方式进行改进,同时提出将实验与现代仿真模拟手段相结合,通过软件对不同实验因素的萃取精馏进行模拟分析比较,加深学生对萃取精馏的理解,引导学生以合理的方法来解决实际工程问题,最终提高学生的工程实践能力二、萃取精馏实验改进建议萃取精馏不同于一般的常规精馏。
目录前言 (1)第一章总论 (2)1.1A SPEN P LUS介绍 (2)1.2课题介绍 (3)第二章乙醇—水精馏分离的原理 (3)2.1乙醇—水精馏分离的装置图 (3)2.2共沸剂的选择与用量 (4)2.3塔斧各组分的含量变化 (5)2.4最佳回流比的确定 (5)第三章 ASPEN PLUS 中的模拟 (8)3.1A SPEN P LUS 单元操作模拟 (8)3.2灵敏度分析 (11)3.2.1最佳回流比的确定 (11)3.2.2轻关键组分回收率对理论塔板数影响 (15)3.2.3进料塔板的最佳位置 (16)第四章结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)摘要介绍Aspen Plus的一般使用方法和在乙醇—水精馏分离问题分析中的应用。
实践表明,利用aspen模拟软件解决醇—水精馏分离问题是一条非常有效的捷径,不仅有助于学生加深对醇—水精馏分离的理解,而且有助于培养学生利用aspen模拟优化技术解决工程实际问题的能力。
本文对乙醇—水的精馏分离进行模拟从而确定最佳的分离条件,从而使工业化的生产中得到最大化的效益。
关键词:乙醇—水;精馏分离;aspen模拟;最佳条件AbstractThe general method of using Aspen in the water distillation separation of ethanol used in analysis of the problem. Practice shows that, by using the Aspen simulation software to solve the alcohol - water distillation separation problems is a very effective way, not only helps students to deepen the alcohol - water distillation separation of understanding, but also help to cultivate students' ability of using Aspen simulation optimization technique to solve practical engineering problems. The distillation of ethanol / water separation is simulated to determine the optimal separation conditions, so that to get the maximum benefit of industrial production.Keywords: Ethanol water;Distillation separation;Aspen simulation;The optimum conditions乙醇-水精馏分离最佳条件的aspen模拟前言精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质,在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝,使各组分得以完全分离的过程。