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） 1.5

2、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 atm

3、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0.3~0.9

4、计算规定

使用三相物系

5、温度

顶温60C

底温110C

6、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 597.5

propylene (c3) C3H6-2 0.6

压力25.6 kg/sqcm

vapor 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10

3、pumparound 规定

95块板采出

采出量为：2850 kmol/hr

汽化份率：0.9

4、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/sqcm

5、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0.0099

7、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 0.4

n-hexane C6H14-1 2557.3

water H2O 597.5

压力 1 bar

温度60C

2、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 bar

7、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 100

n-decane C10H22-1 200

压力 2 kg/cm2

温度60C

2、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/cm2

5、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 5

n-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 bar

3、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78C

6、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 100

CO2 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20

water进料板 1

gas进料板20

全塔压力14.7 psia

3、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40

feed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80

stage-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 11

water H2O 32.5

压力15 psia

温度90.2 F

2、塔的条件

塔板数13

冷却器类型全凝器

进料板 5

decanter 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 1

decanter-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 C7H14-6 200

TOLUENE C7H8 200 12

PHENOL C6H6O 1188

压力20 psia 20 psia

温度70 F 220 F

2、HEATER的规定

温度：220 F

压力：20 psia

3、EXT-COL塔的规定

塔板数22

feed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8.0

mole-D 200 bmol/hr

4、PEGEN塔的规定

塔板数20

feed进料板10

塔顶压力16 psia

每板压降0.2 psia

摩尔回流比 5.0

mole-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

已知条件：

1、进料组成和条件

组分FEED流量（kmol/hr）makeupT流量（kmol/hr）ISOPROPYL-ALCOHOL C3H8O-263.94

BENZENE C6H60.001

WATER H2O30.22

压力 1.1 atm 1.1 atm

气化份率0 0

2、DECANTER的规定

温度：30C

压力：1 atm

3、AZEOCOL塔的规定

塔板数30

feed进料板 5

回流进料板 1

塔顶压力1atm

全塔压降0.03atm mole-B 55.5 Kmol/hr 第一块板温度68C

第二块板温度82C

4、PEGEN塔的规定

塔板数10

feed进料板 1

塔顶压力 1.01atm

D：F 0.8

5、物性方法：

DECANTER：UNIQ-2

AZEOCOL：UNIFAC

PEGEN：UNIFAC

例11：丁醇、丁基乙酯和水的分离过程]

题目内容

分离丁醇、丁基乙酯和水的混合物

主要掌握内容

1、去水槽的应用

2、物性模型的修改

3、不同单元操作过程物性方法的分别选择

4、断裂流股及收敛方法的选择

5、收敛误差的扩大和减小

6、收敛顺序的规定

已知条件：

1、进料组成和条件

组分FEED流量（kmol/hr）N-BUTANOL C4H10O-1 350

N-BUTYL-ACETATE C6H12O2-110

WATER H2O650

压力 1.3 atm

温度20C

2、DECANTER的规定

温度：25C

压力：1 atm

3、BUOH-COL塔的规定

塔板数10

进料板 1

塔顶压力1atm

全塔压降0. 3atm

D:F 0.8

4、MA T-COL塔的规定

塔板数10

进料板 1

塔顶压力 1. atm 塔底压力 1.3 atm D：F 0.8

5、物性方法：

DECANTER：NRTL-2 AZEOCOL：NRTL

PEGEN：NRTL

例12：用对二甲苯做溶剂分离甲苯和乙晴的过程题目内容

共沸精馏塔（COLUMN-1）

40块理论板，筛板塔，直径：3ft

原料：1atm，饱和液体，进料板37板

进料流率

乙晴C2H3N 158.2kg/hr

甲苯C7H8 96.9 kg/hr

虚拟组分 4.9 kg/hr

溶剂：1 atm，饱和液体，进料板27板

进料流率

对二甲苯C8H10-3 450 kg/hr

苯、甲苯分离塔（COLUMN-1）

40块理论板，筛板塔，直径：2.5ft

进料：1atm，饱和液体，进料板15板

进料流率270 kg/hr，组成

甲苯C7H8 0.985

虚拟组分0.015

操作条件：

塔顶采出：362.9 kg/hr

塔顶摩尔回流比 6

冷凝器压力 1 atm

SILO分离塔（COLUMN-3）

5块理论板，筛板塔，直径：0.6m

操作条件

进料位置：第4板

塔顶采出：422.5 kg/hr

塔顶摩尔回流比0.1

冷凝器压力 1 atm

苯、甲苯分离塔塔顶产品冷却器（HEAT-1）

产品出口温度：45C

冷却水条件：25C，5 kg/hr

SILO分离塔塔底冷却器（HEAT-2）

产品出口温度：45C

冷却水条件：25C，5 kg/hr

主要掌握内容

1、萃取精馏

2、物性分析

3、虚拟组分

4、纯组分参数的输入

5、溶剂的补充

6、某组分收敛误差的扩大及减小

7、核算判断旧塔的操作情况

8、冷凝器、再沸器的热负荷曲线

Aspen Plus V11.1 安装教程图文详解

Aspen Plus 安装教程图文详解 1. 安装准备工作 （1）关闭所有运行的软件。尤其要关闭杀毒软件、安全软件、防火墙，以防误报病毒、阻拦安装；（2）保证安装包放在纯英文路径下，文件夹不能含中文。正确如E:\Aspen Plus ，错误E:\仿真软件\Aspen Plus ； （3）把许可证文件解压出来，必须存放在安全可靠的文件夹内，如：C:\ASP\。不能删除或移走，因为软件每次运行时首先要检查这个文件。 2. 安装ASPEN 打开文件夹AES111CD1，双击，进入安装过程，出现如下界面： 选择“aspen engineering suite”。有的电脑也许很久才能出现欢迎界面， 点Next，出现软件模块许可选项，All Products，点Next

选出现软件授权许可声明界面： 点Yes，出现安装模式的界面： 选择标准安装standard install，点Next。 默认或指定一个安装的路径，文件夹名称不能有中文，点Next：

继续Next，出现选择安装组件的界面： 初学者选Aspen 就行。不要选Online、Web（网络组件）相关的模块！点Next： 若出现下列对话框，选择Aspen License Manager，不使用Aspen Framework Server：

点Next： 点start installing，出现安装速度框： 安装一段时间后，会跳出对话框，提示加载第二张光盘，浏览、打开文件夹AES111CD1，OK确定即可继续安装。安装完成后会弹出下列提示框：

点击finish，出现重启电脑的提示框： 点确定，重启电脑。重启过程中，会跳出如下的对话框，提示导入许可证书： 选license file，并指定证书的具体位置，如上图所示，点击OK即可。 3. 试用ASPEN Plus 开始→所有程序→aspentech→aspen engineering suit→aspen →aspen plus user interface，(建议将其发送到桌面快捷方式)：

ASPEN中文操作手册---词汇

ASPEN中文操作手册 1、aspen Plus 简介 Advanced System for Process Engineering 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55 个高校和公司参与开发。基于序贯模块法的稳态过程模拟软件。1773种有机物、2450种无机物、3314种固体物、900种水溶电解质的基本物性参数。丰富的状态方程和活度系数方法。 2、aspen Plus 基本概念 用户界面（User Interface)。 流程图（Flowsheet）。 模型库（Model Library）。 数据浏览器（Data Browser）。 流股（Stream）。 模块（Block）。 3、使用aspen Plus的基本步骤 1）启动User Interface 2）选用Template 3）选用单元操作模块：Model Blocks 4）连结流股：Streams 5）设定全局特性：Setup Global Specifications 6）输入化学组分信息 Components 7）选用物性计算方法和模型 Property Methods & Models 8）输入外部流股信息 External Steams 9）输入单元模块参数 Block Specifications 10）运行模拟过程 Run Project 11）查看结果 View of Results 12）输出报告文件 Export Report 13）保存模拟项目 Save Project 14）退出 Exit 4、选用 Template 1）Simulations：根据过程类型和拟用的单位制选用，最常用的是： General with Metric Units 2）Run Type 过程仿真用 Flowsheet 5、设置全局特性 Setup Globe Spec 1）标题 Title 2）度量单位 Units of Measurement 输入数据 Input data 输出结果 Output results 3）全局设定 Global Settings 流量基准 Flow basis 大气压力 Ambient pressure 有效物态 Valid phases 游离水计算 Use free water calculation

ASPENONE V8安装教程

前提说明： 本人使用win7sp1（专业版）64位中文版系统，IE10， 1．Windows 自带防火墙，杀软：自带防火墙，杀软：MSE MSE 2．安装ASPEN 前请彻底卸载以前版本，并确保已经安装如下组件：3．https://www.wendangku.net/doc/809157507.html, Framework 3.5SP14．https://www.wendangku.net/doc/809157507.html, Framework45．Microsoft SQL Sever 2008R2SP16．打开window windows s 功能“Internet Information Services 可承载可承载的的We Web b 核心核心””7．打开windows 功能功能““Internet 信息服务信息服务””8．登录管理员用户，设置密码9．安装时关闭网络，关闭防火墙和杀毒软件 1.运行下载下来的文件(下载文件夹\AspenONEV8\Patch)1LicGen.exe 窗口如下：

选择目标文件夹(这个文件夹位置可以自己设置,只要设在你将要安装的目录即可,比如,我的设在D：\ASPEN,我安装ASPEN V8也是装在D：\ASPEN)，请单击。 2。打开刚才输入的地址（我的是D：\ASPEN），运行AspenSuite2006_LicGen.exe： 过几分钟后，如下图即为安装成功。 这是会在相同文件夹内产生一个LSERVRC_004_25B66.lic的类似文件，每个人这个文件号可能会不一样，没关系，只要产生一个就行。 3。这时就可以用DEAMONTools等虚拟光驱软件加载映像AspenONEV8.0DVD1.iso，运行setup.exe：

选择安装的aspenONE产品。这里可以选择32位或64位，我的机子是64位，所以我想安装64位的，可是64位版本只有基础安装选项，就是其他一些功能可能会用不到，具体缺少哪些功能安装时并没有说明，所以为了保险起见，我安装的是32位。建议大家也安装32位的。 4。在下一个窗口中，接受许可协议：

ASPEN PLUS 反应器模拟教程

简介 什么是Process Flowsheet Process Flowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet 的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节. 对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容易就成千上万了。这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，Aspen PlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。 流程模拟的优点 在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。 流程模拟缺点 人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解决方式，对假设的评估和重新评估更深入。流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。这是一把双刃剑，一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。 历史 AspenPlusTM在密西根大学 界面基础 启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以Open an Existing Simulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。这里选择blank simulation。

ASPENV8安装教程

前提说明： 本人使用win7 sp1（专业版）64位中文版系统，IE10，Windows自带防火墙，杀软：MSE。安装ASPEN前请彻底卸载以前版本，并确保已经安装如下组件：https://www.wendangku.net/doc/809157507.html, Framework 3.5 SP1 https://www.wendangku.net/doc/809157507.html, Framework4 Microsoft SQL Sever 2008 R2 SP1 打开windows功能里的“Internet Information Services 可承载的Web核心” 打开windows功能里的“Internet信息服务” 确保你登录的用户属于管理员用户，并设置密码，不设密码后面安装ASPEN过不去。 安装时关闭网络，关闭防火墙和杀毒软件。 （打开windows功能：控制面板\程序\打开或关闭windows功能） 1. 运行下载下来的文件(下载文件夹\AspenONEV8\Patch)1 LicGen.exe窗口如下： 选择目标文件夹(这个文件夹位置可以自己设置,只要设在你将要安装的目录即可,比如,我的设在D：\ASPEN,我安装ASPEN V8也是装在D：\ASPEN)，请单击。 2。打开刚才输入的地址（我的是D：\ASPEN），运行AspenSuite2006_LicGen.exe：

过几分钟后，如下图即为安装成功。 这是会在相同文件夹内产生一个LSERVRC_004_25B66.lic 的类似文件，每个人这个文件号可能会不一样，没关系，只要产生一个就行。 3。这时就可以用DEAMONTools等虚拟光驱软件加载映像AspenONEV8.0DVD1.iso，运行setup.exe： 选择安装的aspenONE产品。这里可以选择32位或64位，我的机子是64位，所以我想安装64位的，可是64位版本只有基础安装选项，就是其他一些功能可能会用不到，