马后炮化工技术论坛_5 radfrac计算及灵敏度分析.pdf

第1页3.稳态精馏过程模拟的建立3.稳态精馏过程模拟的建立本章将从二元体系的分离入手，详细介绍如何在Aspen Plus中采用 严格精馏模型“RADFRAC”建立该模拟过程为了使稳态计算的结果能够用于动态模拟，本章中会详细指定塔、 控制阀、泵等单元操作第2页【例【例2】设计一精馏塔原料泡点进料，进料组成 、塔顶产品要求见表操作 压力为】设计一精馏塔原料泡点进料，进料组成 、塔顶产品要求见表操作 压力为4.4atm要求塔顶采 用全凝器，回流比为要求塔顶采 用全凝器，回流比为1.8 热力学计算采用物性方法 热力学计算采用物性方法P ENG-ROB采用DSTWU 模块设计满足上述分离要求 的精馏塔模块设计满足上述分离要求 的精馏塔组分进料组分进料/ kmol/h塔顶产品塔顶产品/ kmol/h丙烷丙烷5异丁烷异丁烷10 正丁烷正丁烷30≥≥29.7248异戊烷异戊烷20≤≤0.2247正戊烷正戊烷15 正己烷正己烷203.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏简捷蒸馏第3页1 流程图绘制流程图绘制3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏简捷蒸馏—例例2第4页2 DSTWU结果查看结果查看3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏简捷蒸馏—例例2第5页2 DSTWU结果查看结果查看• 最小回流比为最小回流比为1.32• 实际回流比为实际回流比为1.8• 最小理论板数为最小理论板数为12.8• 实际塔板数为实际塔板数为24• 进料板位置为第进料板位置为第12块板块板• 再沸器所需的热量为再沸器所需的热量为753.31kJ/sec• 冷凝器所需的热量为冷凝器所需的热量为688.95kJ/sec3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏简捷蒸馏—例例2第6页例例 3 以例以例2为基础，由灵敏度分析工具，考察回流 比的变化对实际塔板数的影响。

为基础，由灵敏度分析工具，考察回流 比的变化对实际塔板数的影响3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—简捷蒸馏简捷蒸馏—例例3灵敏度分析定义方法：灵敏度分析定义方法：1）定义目标变量）定义目标变量2）定义自变量）定义自变量3）规定表格）规定表格第7页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析• 灵敏度分析定义方法：灵敏度分析定义方法：Data/ model analysis Tools(模型分析工具）模型分析工具）/sensitivity(灵敏度分析）灵敏度分析对象管理器灵敏度分析）灵敏度分析对象管理器第8页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析第9页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析1）定义因变量（）定义因变量（Flowsheet variable））第10页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析1）定义因变量（）定义因变量（Flowsheet variable））第11页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析2）定义自变量）定义自变量(Vary)---回流比（回流比（RR）自）自1.2-10，步长为，步长为0.5变化变化第12页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析3）规定表格）规定表格(Tabulate)---规定需要软件计算的变量列表规定需要软件计算的变量列表第13页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析课堂练习：分析回流比对于再沸器热负荷和冷凝器的冷量的影响，将计算结果绘图课堂练习：分析回流比对于再沸器热负荷和冷凝器的冷量的影响，将计算结果绘图第14页3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—灵敏度分析灵敏度分析运行计算，运行计算，/Model Analysis Tools/Sensitivity/S-1/Results/，查看结果，查看结果第15页【例题【例题4】采用】采用Radfrac模块，核算【例题模块，核算【例题2】设计得到的 精馏塔能否满足分离要求。

若不能，尝试做相应调整，使得分离要求得到 满足设计得到的 精馏塔能否满足分离要求若不能，尝试做相应调整，使得分离要求得到 满足3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—严格核算严格核算第16页【例题【例题5】采用】采用Radfrac模块，对于丙烷、异丁烷的分离过程 模拟分离要求塔顶流出物中异丁烷的含量为模块，对于丙烷、异丁烷的分离过程 模拟分离要求塔顶流出物中异丁烷的含量为2% ，塔底产品中丙烷的含量为，塔底产品中丙烷的含量为1%流程图如下图所 示进料温度为流程图如下图所 示进料温度为322K, 精馏塔操作压力为精馏塔操作压力为14atm，塔板 数，塔板 数32，第，第16块板处进料冷凝器为全凝器丙烷摩 尔含量为块板处进料冷凝器为全凝器丙烷摩 尔含量为40%泵的压力提升为泵的压力提升为5atm, 阀的压力降 为阀的压力降 为3atm热力学方法为热力学方法为chao-sea.3.稳态精馏过程模拟稳态精馏过程模拟—严格核算严格核算第17页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立 3.1 启动新的模拟过程启动新的模拟过程丙烷、异丁烷的分离过程模拟1）新建模拟文件第18页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立 3.1 启动新的模拟过程启动新的模拟过程丙烷、异丁烷的分离过程模拟2）建立模拟流程图 （分别选择RADFRAC、Valve、Pump模块）选择液相馏出物选择液相馏出物重命名各流股和单元操作泵和控制阀的命名以易于 与精馏塔C1关联为宗旨第19页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.2指定化学组分及物性模型指定化学组分及物性模型丙烷、异丁烷的分离过程模拟3）设定全局特性工程概述、工程 单位、报告输出 形式等工程概述、工程 单位、报告输出 形式等第20页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.2指定化学组分及物性模型指定化学组分及物性模型丙烷、异丁烷的分离过程模拟4）指定化学组分并重命名第21页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.2指定化学组分及物性模型指定化学组分及物性模型丙烷、异丁烷的分离过程模拟5）选择物性计算模型注意：不同单元操作可选择 不同的物性计算模型第22页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.3 输入流股信息输入流股信息丙烷、异丁烷的分离过程模拟6）输入流股信息第23页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.4 输入设备参数输入设备参数丙烷、异丁烷的分离过程模拟7）输入设备参数 - C1- Configuration第24页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.4 输入设备参数输入设备参数丙烷、异丁烷的分离过程模拟7）输入设备参数 - C1- Streams第25页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.4 输入设备参数输入设备参数丙烷、异丁烷的分离过程模拟7）输入设备参数 - C1- Pressure第26页3.稳态精馏过程模拟的建立稳态精馏过程模拟的建立3.4 输入设备参数输入设备参数丙烷、异丁烷的分离过程模拟7）输入设备参数 - P11 2）产品摩尔组成; 3）绘制各组分液相摩尔含量在塔板的分布曲线 4）分析塔2理论板数变化对其操作回流比的影响第58页3.稳态精馏过程模拟---习题3.稳态精馏过程模拟---习题【练习3-2】烯丙醇的精馏 体系中进料流股温度为40℃，压强15.7Psia，进料组成：采用Radfrac模块进行精馏计算，产品要求塔顶采出中烯丙醇摩尔含量为0.447， 塔釜产品中烯丙醇摩尔含量不高于1.0e-5。

精馏塔理论板数为12，进料板位置为5， 塔顶压强14.7Psia，塔压降1Psia 热力学模型取WILS-HOC组分流量组分流量 / lbmol/hrAllyl Alcohol(烯丙醇烯丙醇)6.15Water281.50Sodium Chloride(氯化钠氯化钠)31.00试确定：1）操作回流比 2）塔顶及塔釜产品摩尔组成 3）绘制各组分液相摩尔含量在塔板的分布曲线 分析：分析：采用不同第59页3.稳态精馏过程模拟---习题3.稳态精馏过程模拟---习题【练习3-3】热力学模型对计算结果的影响分析采用IDEAL、UNIQUAC、VANLAAR模 型，计算练习3-2对比计算结果的差异。