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Aspen Plus 7.2 在精馏设计中的应用

2016-09-26王济阳

卷宗 2016年7期
关键词:精馏塔物性进料

摘 要:精馏是化工行业中应用很广泛的一种工艺操作。本文主要以Aspen Plus 7.2在精馏设计中的应用为例,介绍了Aspen Plus 7.2在化工设计中的步骤和方法。

关键词:Aspen Plus 7.2;精馏;化工设计

精馏是化工行业中应用非常广泛的一种工艺操作,影响精馏效果的因素的方面很多。往往一个因素发生变化时,会引起一些其他因素随之变化。由于化工模拟软件Aspen Plus的存在,使得化工技術人员工作量减轻很多。

1 Aspen Plus的简介

Aspen Plus是大型通用流程模拟系统,源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院(MIT)组织的会战,开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”(Advanced System for Process Engineering,简称ASPEN),并于1981年底完成。1982年为了将其商品化,成立了AspenTech公司,并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高,已先后推出了十多个版本,成为举世公认的标准大型流程模拟软件,应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。

2 Aspen Plus 7.2对甲醇精馏的模拟

通过严格计算RadFrac精馏塔来分离甲醇和水的混合物。进料组成为水63.2%(质量分数),甲醇36.2%,流率为120000 lb/hr,压力为18 psi (1 psi=6894.76 Pa),饱和液体进料(进料的汽相分率为0),精馏塔有38块塔板,进料在第23块板上。塔顶压力为16.1 psi,每板的压力降为0.1 psi,塔顶为全凝器,蒸出流率为39885 lb/hr,回流比为1.3。选用NRTL-RK物性方法。计算:1)绘制Aspen Plus的过程流程图;2)再沸器和冷凝器的热负荷。

(1)从开始菜单中选择“所有程序 /AspenTech/ProcessModeling V7.2/Aspen Plus User Interface”进入 Aspen Plus Startup 界面,然后选择“Blank Simulation”,进入Aspen Plus的模界面。

(2)建立流程图:在下方点击选择 Column 按钮, 择“RadFrac”模块,在主窗口的空白处单击,会出现精馏塔,然后点击Material,当鼠标放在主窗口,在精塔上出现蓝色和红色箭头,红色箭头表示一般物流,根据箭头的方向绘制物流。最后在物流和精馏塔上点击右键,对其进行重命名,如图1所示。

(3)在菜单栏点击 ,会弹出参数输入页面,在左边的任务栏列出了物性参数任务、模拟任务以及能量分析,单击相应的模块,在上面的任务中填写相应数据并进行相应操作(进行的时候,一定要将相应模块下的红色任务填写完全,直到全部变成蓝色)。

(4)填写物性参数:单击左下方的Properties,在任务中选择Components/Specitifications中,在主窗口中添加水和甲醇的物性参数。

(5)根据题目要求,点击 来依次输入已知的参数。直到输出结果无误。

(6)最后打开结果文件夹,单击左下方的Blocks,可以看到图2内容,因此得到再沸器和冷凝器的热负荷。

3 结语

本文简要介绍了Aspen Plus 7.2软件,并探讨了其在精馏过程中的模拟实际应用。通过已知条件就可以模拟出精馏的参数,方便进行化工工艺的设计,同时也很方便对原有工艺进行改进,是化工设计人员很有必要学习的软件。

参考文献

[1]李蓓.Aspen Plus在精馏操作分析中的应用[J].科技创新与应用,2013,(26):32.

[2]薛科创,闫晓前.Aspen Plus 8.0在精馏设计中的应用[J].广东化工,2014,41(2):107-108.

[3]吴红,李煜,王贤书等.Aspen plus在”物理化学”课程精馏分离中的教学应用[J].化学教育,2015,36(20):74-78.

[4]王绍云,向阳,初广文等.甲醇精馏系统的模拟与优化研究[J].计算机与应用化学,2015,(4):403-407.

作者简介

王济阳(1995-),男,汉族,河南省济源市人,学生,本科在读,河南省郑州大学化工与能源学院化学工程与工艺专业。

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