aspen精馏塔讲义个人总结课堂PPT.ppt

关于Aspen 精馏模拟操作的学习交流报告人报告人：： 蔡 政指导老师：指导老师： 易明武 精馏塔设计的独立变量（精馏塔设计的独立变量（C+6））：：Tips 1进料状态（T）： 1进料组成（Xi）： C-1操作压力（P）: 1进料位置（NF）: 1C+3产品的组成(XD、XW) 2回流比（R） 1总塔板数 （NT） 1塔顶与塔釜摩尔量之比（D/W） 1 手算设计常规定的变量计算机模拟常采用的指定变量余下余下3个独立个独立变量从中任选变量从中任选2多元组分多元组分的分离（distill专用软件）：以三元组分C4，C5，C6的正构烷烃分离为例Tips 23命名（命名（Rename））：流股、模块、组分 ◆在一些大型的全厂规模的模拟中算例中有着众多的装置、流股、组分，因此对单元、物流和组分的做出合理的规划很重要，设计时能够便利许多。

Tips 34Tips 45精馏塔进料压力进料压力的确定305K H2O325k对应的蒸汽压P进料压力PF>P查表以经济原则，采用冷水做冷源时在冷凝器中合理的换热温差为20K，而再沸器合理的温差为40KTips 5Vapor(T+40K)温度T对应的所需的换热蒸汽压P查表精馏塔的经济优化精馏塔的经济优化●启发式优化法●以经济核算依据的优化法Tips 671.启发式优化法（探索式）启发式优化法（探索式）★★全塔塔板数的确定：总塔板数等于最小理论板数的2倍倍，而最少理论板数由芬斯克（Fensek）方程计算得到芬斯克方程：★★实际回流比的确定：实际回流比为最小回流比的1.2倍倍，而最小回流比通过恩德伍德（Underwood）公式得到恩德伍德公式：Tips 682.以经济核算为依据以经济核算为依据能耗相对于塔器和换热器而言，塔盘的成本显得很小因此在经济核算中集中在降低能耗成本上，以获取最大生产利润设计规定Design Spec/Vary和优化Optimization调节操作变量回回流比流比R、馏出物、馏出物DAspen模拟获取最大的利润函数值Tips 69Tips 6(1).确定实现分离任务的最佳塔级数最佳塔级数每年总成本每年总成本√√1011Tips 6(2).进料塔盘优化利用模型分析工具（模型分析工具（Model Analysis Tools））中的sensitivity（灵敏度（灵敏度分析）分析）进行优化，以再沸器和冷凝器的热负荷及回流比为目标函数目标函数（（Measured Variable）），，以进料板数为操纵变量操纵变量（（Manipulated Variable））进行运算，得到一个数据表QminRmin√√12因变量构成的目标函数13Tips 6操作优化（操作优化（Optimization））为了使得精馏塔的产品纯度满足要求，又要求获取更大的产品采出流量，因此通过稳态模拟来求取最佳操作条件，通过模型分析工具（（Model Analysis Tools））中的Optimization功能，将馏出物的组成恒定运行模拟出再沸器和冷凝器的热负荷Q及塔顶塔顶的产品采出流量D、W，来通过设置盈利函数确定最大生产利润Profit-max14定义因变量定义自变量回流比RR15利润函数表达式16规定目标函数值指定组分指定目标组分所在流股定义自变量塔定义自变量塔顶馏出物顶馏出物D指定馏出物浓度规定17设计规定（Design Spec/Vary）收敛问题收敛问题对于需要调节多个操纵变量以达到精馏塔设计目标函数的要求，需要设定多个设计规定，若同时进行联立操作则容易导致过程不收敛因而找不到合适的解，或者得到依初始条件而定的多重解，对于此类问题通常比较好的方法是：让程序一次只对一个变量收敛，而不是同时求解多个变量。

比如比如：在调整合适的塔顶馏出量和回流比来达到满足产品的纯度要求，由于程序一次只对一个变量收敛，因而先调整馏出物量对塔顶产品指标收敛，然后调节回流比对塔底产品的指标收敛，这个先后顺序的确定是由于馏出物量对全塔组分的变化影响要较回流比强强Tips 718Tips 8二元恒沸物恒沸温度的确定二元恒沸物恒沸温度的确定Binary运行运行19Tips 8恒沸组成为乙醇为0.89，恒沸温度为78℃78℃℃20Thanks for your attention！个人观点供参考，欢迎讨论。