化工模拟实训作业(甲醇-水精馏分离过程模拟计算 )详解.doc

吉林化工学院 题目： 甲醇-水精馏分离过程模拟计算 教 学 院 石油化工学院 专业班级 化工1204班 学生学号 学生姓名 常月 指导教师 刘艳杰 2014 年9月28日 1、软件功能简介 Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。AspenPlus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”，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。 Aspen Plus是AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产品优化和其它许多商业流程结合。 Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。比如像电解质模拟，Aspen Plus主要的功能如下: Windows交互性界面 图形向导 EO模型 ActiveX (OLE Automation)控件 全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。 ACM Model Export选项 热力学物性 收敛分析 Calculator models 计算模式 灵敏度分析 案例研究 Design Specification 功能: 数据拟合 优化功能 开放的环境 2、已知基础数据及分离任务 （1）已知基础数据 F1：35℃，101kPa，1000 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)。 F2：20℃, 150kpa, 1111kg/hr的甲醇（69%w)-水（31%w） F3：25℃， 120kpa 1169kg/hr的甲醇（79%w）-水（21%w） 精馏塔进料流量：3000 kg/hr，进料温度55?C，压力120kPa。 （2）分离任务 塔顶产品甲醇含量不低于99.9%(w)， 塔底产品水含量不低于99.9%(w)。 甲醇回收率不低于99.1%，水回收率不低于99.5%。 3、流程叙述 将温度为35 ?C，压力为101kPa，流量为1220 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)。 与温度为20 ?C，压力为150kPa，流量为1111 kg/hr的甲醇（69%w)-水（31%w）及温度为25 ?C，压力为120kPa，流量为1169kg/hr的甲醇（79%w）-水（21%w）在混合器M0101中混合。将混合后的物料经分流器S0101分流出3000kg/hr由泵P0101打入换热器E0101，在换热器中将物料加热至55 ?C后，进入精馏塔T0101进行甲醇-水混合液的精馏分离，经精馏后塔顶得到99.9%的甲醇，塔釜得到99.9%的水。流程图见图1所示。 图1 甲醇-水分离流程图 4、模拟计算过程的简述 4.1 模拟的全局设置 启动ASPEN 点击ASPEN桌面快捷方式进入 单位制的选择\ 选择米制 General with Metric Units 运行类型的确定 运行类型为Flowsheet （4）组分的输入 组分为水（H2O）和甲醇(CH4O)，依次输入并命名 热力学方法的选择 选择NRTL方程 4.2混合器的模拟计算 模型 流股数据的输入 F1的输入：温度35℃ 压力101kpa 流量为1000 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w) F2的输入：温度为20 ?C，压力为150kPa，流量为1111 kg/hr的甲醇（69%w)-水（31%w） F3的输入：温度为25 ?C，压力为120kPa，流量为1169kg/hr的甲醇（79%w）-水（21%w） 进料F1、F2、F3与混合后FM的数据 　 F1 F2 F3 FM Temperature C 35 20 25 27.1 Pressure bar 1.01 1.5 1.2 1.01 Vapor Frac