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Aspen Plus软件分析精馏制备高纯五氟乙烷的工艺袁淑筠;张观海;张胜超【摘要】总结了五氟乙烷(C2HF5,R125)的用途和纯度≥99.5％的粗R125的常见杂质种类.利用Aspen Plus软件,对R125用精馏法提纯的工艺进行了模拟计算,确定出脱轻塔(A塔)塔板数为49、第30块塔板进料、回流比是664.5;脱重塔(B塔)塔板数为52、第28块塔板进料、回流比是3.2.在设计和优化参数下,比普通精馏节能,能将R125产品提纯到99.999％以上.【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2019(037)004【总页数】5页(P5-9)【关键词】AspenPlus;精馏;高纯;五氟乙烷;R125【作者】袁淑筠;张观海;张胜超【作者单位】广东华特气体股份有限公司,广东佛山528241;广东华特气体股份有限公司,广东佛山528241;广东华特气体股份有限公司,广东佛山528241【正文语种】中文【中图分类】TQ1170 引言1,1,1,2,2-五氟乙烷化学名称为C2HF5，又名R125(或HFC125)，常温常压状态下不可燃。
R125的应用[1-4]主要分为：1)制冷剂、混合制冷剂。
R125不仅对大气臭氧层毫无破坏作用(其臭氧破坏潜势为0)，还对其起到一定的保护作用，能有效抑制全球变暖(其潜值仅为0.84)。
另，R125稳定性与燃油性良好，且不可燃，故和传统制冷剂相比很有优势。
2)气体灭菌剂。
目前市面上较常见的环氧乙烷(EO)杀菌剂具有极强的杀菌力，但因挥发快、吸附难、易燃易爆而应用受限。
R125-EO混合型气体灭菌剂能对消毒物品形成一层保护膜，应用效果良好，颇受追捧。
3)灭火剂。
4)发泡剂。
5)喷射剂。
6)制备六氟乙烷(C2F6,R116)的原料。
为防止产生难以分离的副产物，对原料纯度有高要求。
且使用高纯度的R125为原料时，氟化反应条件可以设定比较大的范围，工序可简化，但控制效果却更为稳定。
Aspen模拟反应精馏-radfrac模块RadFrac for Dummies:A How to Guide on Aspen Plus ArrayThis example will show how to use Radfrac on Aspen Plus to model distillation columns. The feed shown in the diagram above will consist of 50 lbmol/hr of Methanol and 50 lbmol/hr of water.A purity of 99.5% is desired in both thebottoms and distillate product streams using a reflux ratio of 1.5.Click on the red arrow on the left side of the column to addyour feed stream. For this simulation there is only one feed stream, if there were more feed streams use the blue arrow on the left of the column to add more streams.Enter “Feed” in the ID box when prompted for this simulation.Click “OK”. If this box doesn’t appear it is because your flowsheet isn’t complete. A box will then appear telling you what part of the flowsheet you are missing.This box should appearand a title for this simulation can now be entered although is not mandatory for this simulation. Click on the Next button to continue entering numerical data.If this box doesn’t appear you can go to Setup onthe left-hand side of thebox and click on that.The Components box will be the next to appear. This allows us to enter all of the components that will be present within our system; in this simulation they will be Methanol and Water.AspenPlus will now search its database and attempt to match a chemical name with the Component ID that was entered. If this happens the other three boxes (Type, Component Name, and Formula) will fill automatically and other components can then be entered.The next screen to appear will show the interaction parameters for the components in our system using the base method we selected. If you are happy with this numbers (and we sure hope you are) click “Next.”A prompt screen will appearasking if we want to enter anymore data or change theproperty specifications.Since everything is good to go,click “OK.”Now it’s time to begin entering the physical data for the system. The first screen that will appear will be for the Feed stream. Before we actually start entering data let’s go over a couple of the different available options.needed.we’re going to use AspenPlus to generate a T-XY plot and use it to do a quick McCabe-Thile diagram. At the top of the screen under T ools, click on Analysis, Property, and Binary.AspenPlus should generate thisliquid/vapor equilibrium plot for Methanol and Waterat 1 atm. The X-axis is the molefrac of Methanol, so the extreme left and extreme right represent pure Water and MeOH respectively.Notice that there are no azeotropes between the two so perfect separation is theoretically possible.This diagram cangive us an estimateof how manyequilibrium stages are necessary by using the McCabe- Thiele method. Unfortunately, we cannot show you the actual drawing but trust us; it takes about 7 equilibrium stages. After the graph has been made and looked at you can close all three windows that are for the graph.。
一、首先用简捷法模拟，选择DSTWU模块，精馏装置如下截图对文件命名并自定义单位如截图所示然后在计算机上输入物料的组成，如下截图所示选择一个热力学方法为SRK方法如下截图所示对1号进料物流管进行参数设定，为泡点进料,进料压力为16.5Kg/cm2，进料流量为100kmol/h。
还有物料组成及比例如下截图所示对精馏塔进行参数的设定，回流比为最小回流比的1.2倍，塔顶轻组分丙烷的含量为0.999，重组分含量丁烷为0.001，参数设定值如下截图所示参数设定完成运行软件并查看结果，计算结果如下图所示从结果可知实际的回流比为1.198，实际塔板数为38块，实际的进料板为第17块板，冷凝器的温度为44.25℃，塔釜的温度为116.88℃。
二、进行严格法计算根据简化法得到的条件进行模拟选择Radfrac模块，模拟装置图如下截图对文件命名并自定义单位如截图所示在计算机上输入物料的组成，如下截图所示选择一个热力学方法为SRK方法如下截图所示对1号进料物流管进行参数设定，为泡点进料,进料压力为16.5Kg/cm2，进料流量为100kmol/h。
还有物料组成及比例如下截图所示对塔进行参数设置，根据简化法的计算结果知，塔板数为38，实际回流比为1.198。
再根据题目设计的要求冷凝器为全回流，塔顶的采出率为80。
参数如下截图所示：根据简化法结果进料板为第十七块板进料，截图如下设置塔顶压力为16kg/cm2,冷凝器压力为15.8kg/cm2,全塔的压降为0.2kg/cm2。
设置如下截图所示参数设置完成并运行软件，查看结果不满足分离的目的，则进行自定义设定，目标值设定为0.001选择丙烷选择3号物流设置回流比的可变范围为1到100,增量为0.1运行软件查看结果满足分离的要求。
接下来进行灵敏度分析以确定最佳的进料位置参数设置完成并运行软件查看灵敏度分析的结果如下截图从结果的表中可以看出第22块板的回流比，冷凝器的热负荷，再沸器的热负荷都是最小的，从而可以知道最佳的进料位置为第22块板并对数据在plot里作出X-Y的曲线图如下截图所示从图中也可以明显的看出最佳的进料板为第22块塔板。
第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52，No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December，2023收稿日期： 2022-11-29基于模拟计算的甲醇精馏定量HAZOP 方法刘沙沙，毕颖*（沈阳化工大学 环境与安全工程学院，辽宁 沈阳 1110142）摘 要： 为了提高HAZOP 分析方法的准确性，提出了一种HAZOP -Aspen Plus 相结合的方法，以达到HAZOP 分析的定量化。
以粗甲醇精馏工艺为例，利用软件模拟建立甲醇精馏工艺流程，通过灵敏度分析功能模拟进料流量、甲醇进料组成偏差大小对甲醇精馏过程的影响，结果表明：进料流量偏差大于20%，加压塔、常压塔冷凝器和再沸器热负荷超出安全阈值。
进料流量偏差小于0，分离效率低。
甲醇进料组成偏差大于5%，产品质量不合格。
通过进料参数偏差量化，实现甲醇精馏定量风险分析，确定安全操作阈值。
关 键 词：定量HAZOP 分析；Aspen Plus 模拟；偏差量化；甲醇精馏中图分类号：X937 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）12-1853-04甲醇作为一种清洁能源，被广泛地应用于化工领域。
甲醇在工业生产中，要经过多种环节，但最后一环节粗甲醇精馏耗能极高且由于产品危险性大，容易造成中毒、火灾、爆炸等重大工业事故。
因此，为降低能耗和避免事故的发生，对系统进行合理优化之后，用传统的HAZOP 分析辨识系统中的危险源，用流程模拟软件对重大危险因素进行模拟有重大的理论价值与现实意义。
但是目前粗甲醇精馏使用的风险分析方法仍然是传统的危险性与可操作性分析方法。
危险性与可操作性分析（HAZOP）的目标在于辨识系统中的危险因素，通过研究设计偏离情况，解决系统中的危险问题，并提出针对性的解决方 案[1-2]。
传统的HAZOP 分析是通过专家小组进行评价的，受到人员知识及经验的影响，评价结果具有主观性，因此是一种定性的分析方法。
精馏塔严格计算模块 radfrac 公式在化工领域中，精馏塔是一种常见的用于分离液体混合物的设备，而radfrac 公式则是对精馏塔内部操作进行严格计算的模块。
本文将从简入深地探讨精馏塔和 radfrac 公式的相关内容，帮助读者更深入地理解和应用这一主题。
1. 精馏塔的基本原理精馏塔是一种利用不同组分之间汽液平衡差异进行分离的设备。
它通常由塔体、填料、进料口、出料口、冷凝器和再沸器等部件组成。
在精馏塔中，液体混合物首先被加热至沸点，然后蒸气和液体在填料层间进行传质传热过程，最终形成精馏液和渣液两种不同的组分。
2. radfrac 公式的基本概念radfrac 是 Aspen Plus 软件中用于进行精馏塔内部操作计算的模块，其中包括了严格的热力学和动力学计算。
在 radfrac 公式中，液相和气相的传质传热过程、填料和塔板的影响、再沸器和冷凝器的运行规律等因素都被纳入到计算中，以确保精馏塔的操作达到最佳分离效果。
3. radfrac 公式的严格计算在进行 radfrac 计算时，需要输入液体混合物的物性参数、填料的类型和参数、塔板布局和参数、再沸器和冷凝器的运行条件等信息。
radfrac 会通过数学模型和计算算法进行严格的传质传热计算，以确定精馏塔内各个位置的温度、压力、组分分布和质量平衡等数据。
4. radfrac 公式的应用通过 radfrac 公式的严格计算，可以快速而准确地评估精馏塔的设计参数和操作条件。
在化工工程中，精馏塔的设计和运行对产品质量和能耗有着重要影响，而 radfrac 公式的应用可以帮助工程师们优化设备设计、提高分离效率、降低能耗成本，从而实现更可持续的生产。
5. 个人观点和理解在我看来，radfrac 公式的严格计算模块为工程师们提供了一种先进而强大的工具，能够帮助他们更好地理解和优化精馏塔的设计和操作。
借助 radfrac 公式，工程师们可以更加精确地预测精馏塔的性能，从而在实际生产中取得更大的经济效益和环境效益。
Aspen Plus上机指南1——用RADFRAC模拟蒸馏塔要求：设计一个收率可达95%，而且在蒸馏物中乙烯纯度可达99%的的C2分离器。
进料条件如下：Component Hydrogen- H2Methane-CH4 Ethylene-C2H4Ethane-C2H6 Propylene- C3H6-2 Mole Fraction0.000140.001620.757460.240030.00075我们将用DSTEU模型来模拟操作条件，在P=18 bar, RR=3.1和basis=100 lbmol/hr 的条件下运行，DSTEU模型，DSTEU模型可以作为一个用部分冷凝器或全冷凝器且单进物料双产物蒸馏塔的捷径。
然后，将利用这些计算结果做一个RADFRAC分析，RadFrac 是一个严格模型用于模拟所有类型的多级气-液精馏操作，需要用到一个全冷凝器，同时设置乙烯的蒸馏纯度为99%。
运用DSTWU模型模拟的步骤如下1．在流程图窗口插入一个DSTWU塔，一股进料物流从塔左侧进入，两股产品物流从塔上下侧流出，如下图所示：注意：物流编号随后将很重要，所以保证你做的图和下图保持一致2．点击NEXT按扭，然后输入“DSTWU Distillation Example”作为标题。
3．点击NEXT按扭，然后你将进入到组分-说明窗口。
4．输入进料物流的组分，如下图：5．点击NEXT按扭，将出现物性方法窗口，选择PENG-ROB方法.6．点击NEXT按扭两次，然后点击OK，然后就进入了物流1-输入-说明窗口。
7．输入下列数据：Pressure 18 barVapor Fraction 0Composition Basis Mole FractionHYDROGEN 0.00014METHANE 0.00162ETHANE 0.24003ETHYLENE 0.75746PROPYLEN 0.00075Total Mole Flow 100 lbmol/hr8．点击NEXT按扭，将出现模块-B1-输入-说明窗口。
