Aspen+Plus+课程讲义汤吉海南京工业大学04Separa

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1、平衡级分离模型汤吉海2006年8月ASPENPLUS入门ASPENPLUS的单元操作模型（1）类型模型说明混合器/分流器MixerFsplitSsplit物流混合物流分流子物流分流分离器Flash2Flash3DecanterSepSep2双出口闪蒸三出口闪蒸液-液倾析器多出口组分分离器双出口组分分离器换热器HeaterHeatXMHeatXHetranAerotran加热器/冷却器双物流换热器多物流换热器与BJAC管壳式换热器的接口程序与BJAC空气冷却换热器的接口程序塔DSTWUDistlRadFracExtractMultiFracSCFracPetroFracRat

2、e-FracBatchFrac简捷蒸馏设计简捷蒸馏核算严格蒸馏严格液-液萃取器复杂塔的严格蒸馏石油的简捷蒸馏石油的严格蒸馏非平衡级连续蒸馏严格的间歇蒸馏ASPENPLUS的单元操作模型（2）类型模型说明反应器REquilRStoicRYieldRgibbsRCSTRRPlugRBatch平衡反应器化学计量反应器收率反应器平衡反应器连续搅拌罐式反应器活塞流反应器间歇反应器压力变送器PumpComprMcomprPipelinePipeValve泵/液压透平压缩机/透平多级压缩机/透平多段管线压降单段管线压降严格阀压降手动操作器MultDuplClChong物流倍增器物流复制器

3、物流类变送器ASPENPLUS的单元操作模型（3）类型模型说明固体CrystallizerCrusherScreenFabFlCycloneVscrubESPHyCycCFugeFilterSWashCCD除去混合产品的结晶器固体粉碎器固体分离器滤布过滤器旋风分离器文丘里洗涤器电解质沉降器水力旋风分离器离心式过滤器旋转真空过滤器单级固体洗涤器逆流倾析器用户模型UserUser2用户提供的单元操作模型用户提供的单元操作模型第四章多组分平衡级分离过程计算4.1多组分单级分离过程4.2多组分多级分离塔的简捷计算4.3多组分多级分离塔的严格计算4.1ASPENPLUS的闪蒸模型根据

4、规定进行相平衡闪蒸计算绝热、等温、恒温恒压露点或泡点闪蒸计算；计算混合物的露点可以设置气相摩尔分率为1；计算混合物的泡点可以设置气相摩尔分率为0；据此可以确定具有一个或多个入口物流的混合物的热状态和相态。通常要固定入口物流的热力学状态必须规定：温度、压力、热负荷和气相摩尔分率中的任意两项。需要注意的是，在闪蒸模型中不允许同时规定热负荷和气相摩尔分率。闪蒸模型可以用来模拟闪蒸罐、蒸发器、分液罐和其它的单级分离器。ASPENPLUS的闪蒸模型Flash2Flash3ASPENPLUS的闪蒸计算——示例例4-1：乙醇水溶液的摩尔组成为20%乙醇和80%水，试确定该混合物在1.0、

5、1.5、2.0和2.5atm下的泡点温度和露点温度。热力学模型采用UNIQUAC模型。例4-2：摩尔组成分别为50/50的正戊烷和正己烷混合物在55℃和510kPa条件下进入闪蒸罐，闪蒸压力为95kPa，计算在50℃温度下达到平衡的气相和液相产品组成。热力学模型采用理想模型（IDEAL）。ASPENPLUS的闪蒸计算——练习练习4-1：在101.3kPa下，对组成为45%（摩尔分数，下同）正己烷、25%正庚烷和30%正辛烷的混合物。（1）计算泡点和露点温度；（2）将此混合物在101.3kPa下进行闪蒸，使进料的50%汽化。求闪蒸温度和两相的组成。热力学模型采用理想模型（ID

6、EAL）。4.2多组分多级分离塔的简捷计算多组分精馏过程的近似设计算法常用于：初步设计。对多种操作参数进行评比以寻求适宜的操作条件。过程合成中寻找合理的分离顺序。近似算法还可用于控制系统的计算以及为严格计算提供合适的设计变量数值和迭代变量初值。当相平衡数据不够充分和可靠时，采用近似算法不比严格算法逊色。近似算法虽然适于手算，但为了快速、准确，采用计算机进行数值求解也已广泛应用。多组分精馏的FUG简捷计算法多组分精馏的FUG简捷计算法（Fenske–Underwood-Gilliland）①用芬斯克（Fenske）公式估算最少理论板数和组分分配；②用恩特伍德（Underwoo

7、d）公式估算最小回流比；③用吉利兰（Gilliland）图或相应的关系式估算实际回流比下的理论板数。关键组分所谓关键组分，是进料中按分离要求选取的两个组分（不少情况是挥发度相邻的两个组分)，它们对于物系的分离起着控制作用，且它们在塔顶或塔釜产品中的浓度或回收率通常是给定的（即是应该指定的两个浓度变量），因而在设计中起着重要作用。这两组分中挥发度大的称为轻关键组分，挥发度小的称为重关键组分，它们各自在塔顶或塔底的含量必须加以控制，以保证分离后产品的质量。关键组分例如，石油裂解气分离中的C2-C3塔，其进料组成中有甲烷