1、Aspen plus 模拟精馏塔说明书 一、 设计 题目 根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔： 生产能力： 100000 吨精甲醇 /年；原料组成：甲醇 70%w，水 28.5%w，丙醇 1.5%w；产品组成：甲醇 99.9%w；废水组成：水 99.5%w；进料温度： 323.15K；全塔压降： 0.011MPa；所有塔板 Murphree 效率 0.35。 二、 设计 要求 对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并利用 AutoCAD 绘制塔设备图，并写出设计说明。 (1).进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量 ； (2).全塔总塔板数 N；最佳加料板位置
2、NF；最佳侧线出料位置 NP； (3).回流比 R； (4).冷凝器和再沸器温度、热负荷； (5).塔内构件塔板或填料的设计。 三、分析及模拟流程 1.物料衡算（手算） 目的 :求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。 内容 : (1)生产能力 :一年按 8000 hr 计算，进料流量为 100000/(8000*0.7)=17.86 t/hr。 (2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）： 原料组成：甲醇 70%w，水 28.5%w，丙醇 1.5%w； 产品 :甲醇 99.9%w； 废水组成：水 99.5%w。 (3).温度及压降： 进料温度： 323.15K；全塔压降： 0.011MPa
3、； 所有塔板 Murphree 效率 0.35。 2.用简捷模块（ DSTWU）进行设计 计算 目的 :对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。 3.灵敏度分析 目的 :研究回流比与塔径的关系（ NT-R），确定合适的回流比与塔板数；1 研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。 方法 :作回流比与塔径的关系曲线（ NT-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板 数。 4. 用详细计算模块（ RadFrac）进行计算 目的 :精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。 方法 :用 RadFrac 模块进行精确 计算， 通过设计规定 (
4、Design Specs)和变化 (Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛 ，计算出 塔径 等主要尺寸 。 5. 塔板设计 目的： 通过 塔板设计 (Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。 方法： 在 Specification 表单中输入该塔段 (Trayed section)的起始塔板 (Starting stage)和结束塔板 (Ending stage)、塔 板类型 (Tray type)、塔板流型程数 (Number of passes)、以及板间距 (Tray spacing) 等几何结构参数 。 6.塔板核算 目的 :计算塔板的热负荷。 方法： 对第 5 步的
5、计算结果（ 塔径 ）按设计规范要求进行必要的圆整，用 RadFrac模块的 Tray Rating，对塔进行设计核算。 7.设计结果汇总 进料 塔顶 塔底 侧线 流量 / kmol/h 392.386067 221.698128 165.687939 5 温度 / 50 64.6 95.8 84.7 操作压力 /atm 1 回流比 1.54309104 塔板形式 筛板式 塔径 /m 塔板间距 /m 1.8 0.5 塔板数 总塔板数 N 最佳加料板位置 NF 最佳侧线 出料位置 NP 2 52 36 50 一 . 用简捷模块（ DSTWU）进行初步模拟 1.连接流股 图 1-1 2. 设定全局特
6、性 图 1-2 3. 输入化学组分信息 3 图 1-3 4. 选 择 计算方法和模型 图 1-4 5. 输入外部流股信息 4 图 1-5 6. 输入单元模块参数 图 1-6 7. 运行程序 5 图 1-7 8.查看结果 6 图 1-8 a.流股信息 图 1-9 b.最小回流比 ： 0.4808477 ；实际回流比： 0.63749982 ； 最小理论板数 ： 10 ； 理论板数 ： 20 ； 加料板位置 ： 13。（如图 1-10） 7 图 1-10 图 1-11 二、灵敏度分析 8 图 2-1 绘 NT-R 图 图 2-2 三、 用详细计算模块（ RadFrac）进行计算 1.将 DSTWU模型换成 RadFrac模型 9 图 3-1 2.设定配置
