ASPEN PLUS实例脱丁烷塔课程设计.docx

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ASPENPLUS实例脱丁烷塔课程设计

分离过程课程设计——

脱丁烷塔设计

学院：

化工与药学院

专业：

化学工程与工艺

年级班别：

XX级X班

学号：

XXXXXXX

学生姓名：

XXX

指导教师：

XXX

目录

目录…………………………………………………………………………………………………1

任务书………………………………………………………………………………………………2

ASPENPLUS模拟过程…………………………………………………………………………3

1、启动ASPENPLUS软件…………………………………………………………………………3

2、创建简捷精馏塔模型…………………………………………………………………………4

3、绘制物流………………………………………………………………………………………4

4、模块和物流命名………………………………………………………………………………5

5、输入用户名……………………………………………………………………………………6

6、定义组分………………………………………………………………………………………6

7、物性方程………………………………………………………………………………………8

8、流股参数输入…………………………………………………………………………………8

9、运行程序………………………………………………………………………………………10

10、确定塔顶、塔底的物料组成以及温度……………………………………………………11

11、算最小回流比，确定操作回流比，理论塔板数，进料位置……………………………12

12、灵明度分析…………………………………………………………………………………12

参考文献…………………………………………………………………………………………21

设计体会…………………………………………………………………………………………22

任务书

设计题目：

已知：

某石油催化裂解的脱丁烷塔的进料组成如下:

进料量F=3930kmol/h，泡点进料，全塔平均操作压力700kpa

进料组成（摩尔分数）：

C3=0.6361

iC4=0.1018

nC4=0.1527

iC5=0.0254

C6=0.0509

C7=0.0102

C8=0.0127

C9=0.0102

分离要求：

正丁烷在塔顶的回收率不小于99%，

异戊烷在塔釜中的回收率不小于85%

设计内容：

筛板塔

1.确定塔顶、塔底的物料组成以及温度

2.求算最小回流比，确定操作回流比

3.理论塔板数，进料位置

ASPENPLUS模拟过程

1、启动ASPENPLUS软件

启动ASPENPLUS软件后首先出现如下图窗口，选择Template并点击OK按钮。

出现下图窗口，选着合适的单位制度，并点击确定；出现图3窗口，并再次点击OK按钮，进入ASPENPLUS软件工作窗口。

2、创建简捷精馏塔模型

在column模块里选择DSTWU模型（如下图）。

3、绘制物流

单击流股单元下拉箭头，，在这里我们选择material流股类型.选择后在箭头提示下我们可以根据需要来绘制流股，其中红色箭头表示必须定义的流股，蓝色箭头表示可选定义的流股，不同的模型根据设计任务绘制，一股进料、塔顶和塔底两股出料。

（如下图）

4、模块和物流命名

选择中流股/模块（单击流股/模块），点击鼠标右键（或者直接用快捷键ctrl+M），在弹出的菜单中选择renamestream或renameblock，在对话框中输入改后的名称，即可改变名称.在这里我们将入料改为F；塔顶出料改为D；塔底出料改为W；改变名称后的流程图如下图。

5、输入用户名

我们将在N->快捷键引导下进入下一步操作，进入下图界面，输入用户名（这是软件要求的，不然运行出错，而且用户名必须是数字或者字母）

6、定义组分

单击N->快捷键直接进入到进料参数输入页。

点击Find按钮出现图9窗口，输入所模拟物料的分子组成后，点击Findnow，选择正确的物料并add，依次将所有物料输入。

7、物性方程

单击N->快捷键进入物性方程选择，在此我们根据条件选NRTL。

8、流股参数输入

连续单击N->快捷键，进入流股参数输入页，输入流股条件。

单击N->快捷键,，进入模块定义页，定义回流，在这里我们取最小回流比的2倍，故输入-2；定义轻重关键组分的回收率（Keycomponentrecoveries）Dstwu要求定义组分的份的回收率；定义再沸器和冷凝器的压力（Pressure），定义冷凝器类型（Condenserspecifications），选择全冷器（TotalCondenser）。

9、运行程序

点击下一步，并确定。

运行完成后单击Checkresults按钮

10确定塔顶、塔底的物料组成以及温度

DFW

TemperatureC19.022.3132.8

Pressurebar6.8207.0006.860

VaporFrac0.0000.0000.000

MoleFlowkmol/hr3686.7943930.000243.206

MassFlowkg/hr174607.536196117.82121510.286

VolumeFlowcum/hr334.017367.94439.206

EnthalpyMMkcal/hr-112.196-123.670-10.344

MoleFlowkmol/hr

PROPA-012829.0342829.0340.000

ISOBU-01343.485343.4900.005

N-BUT-01514.204515.2351.030

N-HEX-010.001115.836115.834

N-HEP-010.00019.96319.963

N-OCT-010.00021.80421.804

N-NON-010.00015.59715.597

2-MET-010.06969.04268.973

11、算最小回流比，确定操作回流比，理论塔板数，进料位置。

在Blocks/Column页，可看到塔的设计参数，包括最小回流比、实际回流比、最小理论板数、实际理论板、数冷凝器和再沸器的热负荷等。

12、灵明度分析

在实际问题中我们比较关心一个变量随另一个变量变化的趋势，即所谓的灵敏度分析，这一方法可用来进行流程的优化。

13.1、回流比及轻关键组分对塔盘数的影响分析

将“DataBrowser”窗口切换至input页，选择左侧目录树中的ModelAalysisTools/sensitivity，进入如下图的窗口，按下面步骤进行灵敏度分。

点击窗口中的new按钮，在弹出的对话框中输入该任务的名称，如输入N-RCurve、建立一个新的灵敏度分析任务。

图形显示：

我们可以用计算出来的数据作图，观察N随R的变化趋势，选中Vary1列（高亮度），选择菜单Plot/X-AxisVariable，定义R为x轴变量；选中N列，选择菜单Plot/Y-AxisVariable，定义N为y轴变量；选择菜单Plot/DisplayPlot，显示N-R曲线图。

双击图标空白处，进入属性编辑页面，去掉没有意义的区间。

由图我们可以根据具体情况选择合理的回流比。

由图可以看出轻关键组分对塔板数的影响并不大。

参考文献

1、谭天恩,窦梅.化工原理.第三版.北京:

化学工业出版社.2006

2、贾绍义,柴诚敬.化工传质与分离过程.北京:

化学工业出版社.2007

3、冷士良,陆清.化工单元操作及设备.北京:

化学工业出版社.2007

4、娄爱娟,吴志泉.化工设计.上海:

华东理工大学出版社.2002

5、刘荣杰,卫志贤.化工工艺设计基础.西安:

西北大学出版社.1994

6、陆振东，化工工艺设计手册.第二版.北京:

化学工业出版社.1996

7、刘家祺，分离过程.北京:

化学工业出版社.2002

8、屈一新，化工过程数值模拟及软件.北京:

化学工业出版社.2006

设计体会

通过本次课程设计，使我对用aspenplus模拟精馏设计的整个设计的基本过程的方法、步骤、思路、有一定的了解与认识。

它相当于实际精馏塔设计工作的模拟。

在课程设计过程中，基本能按照规定的程序进行，先针对填料塔的特点和收集、调查有关资料，然后进入草案阶段，其间与指导教师进行几次方案的讨论、修改，再讨论、逐步了解设计填料塔的基本顺序，在老师指导下最后定案。

此次课程设计基本能按照设计任务书、指导书、技术条件的要求进行。

同学之间相互联系，讨论，整体设计基本满足使用要求，但是在设计指导过程中也发现一些问题。

理论的数据计算不难，困难就在于实际选材，附件选择等实际问题。

对理论联系实际的能力还有所欠缺，理论是实际生产的基础，实际生产是检验理论的最好途径。

它们相辅相成，都很重要。

知道自己的不足与缺点的同时也学到了许多课堂上没有东西，那就是实际生产要自己亲身实践，亲身计算，要有严谨思考精神，考虑问题要全面，更要有耐心，大胆思考，敢于创新。

这些方面都应在以后的学习中得以加强与改进。

这是本次课程设计的指导过程中的心得与体会以及对课程设计完成情况的总结，鉴于此，我认为，在今后的学习工作中，我更要严格要求自己，努力培养自己理论联系实际的能力，培养自己的创新能力，遇到问题要多思考，多问几个为什么，争取把所有问题都整清楚，以便把课堂学的理论知识很好的用到实际生产中以取得更好的教学效果。