化工设计课程上机报告四

.化工设计上机报告四姓名魏孙多粗 班级化工13-2班 学号06132467 指导教师赵云鹏模拟任务：甲醇-水精馏工艺流程模拟。进料条件：温度65oC，压力110kPa，水的流率为90kmol/h，甲醇的流率为45kmol/h，采用全凝器，釜式再沸器，实际回流比为最小回流比的1.3倍，塔的操作压力为100kPa，要求：塔顶甲醇的回收率为98.67%，塔顶水的回收率为5.67%。物性方法选择NRTL-RK。（1）简捷法计算实际回流比、理论板数、进料位置、塔顶产品与进料的摩尔流率比（D/F）；（2）比较严格法RADFRAC与简捷法在热负荷、回收率等方面的区别；（3）用绘图向导绘制精馏塔内的气相组成分布曲线。模拟步骤：(1) 启动Aspen Plus，选择General with Metric Units，建立如图4-1所示的流程图。图4-1 DSTWU流程图点击，出现Flowsheet Complete对话框，点击确定，进入Setup/Sepcifications/Global页面，在名称（Title）框中输入DSTWU。点击，出现如图4-2所示界面，输入组分水（H2O）和甲醇（CH4O）。图4-2输入组分图4-3 选择物性方法点击，进入如图4-3界面，选择物性方法NRTL-RK。点击，查看二元交互作用参数，本题采用默认值，不做修改。点击，出现Required Properties Input Complete对话框，点击OK，进入如图4-4界面，输入进料信息，进料温度65、压力110kPa，水的流率为90kmol/hr，甲醇的流率为45kmol/hr。图4-4 输入进料（FEED）信息点击，进入Block/DSTWU/Setup/Specifications界面，进行操作条件设定。各操作条件设定如图4-5所示。图4-5 DSTWU操作条件设定点击，出现Required Input Complete对话框，点击确定，运行模拟。(2) 启动Aspen Plus，选择General with Metric Units，建立如图4-6所示的流程图。图4-6 RADFRAC流程图点击，出现Flowsheet Complete对话框，点击确定，进入Setup/Sepcifications/Global页面，在名称（Title）框中输入RadFrac。点击，进入Components/Specifications/Selection页面，输入组分水和甲醇。点击，进入Properties/Specifications/Global页面，选择物性方法NRTL-RK。点击，查看二元交互作用参数，本题采用默认值，不做修改。点击，出现Required Properties Input Complete对话框，点击OK，进入Steams/FEED/Input/Specifications页面，输入进料条件与（1）相同，如图4-4所示。点击，进入Block/ RADFRAC/Setup/Configuration界面，输入RADFRAC模块参数。如图4-7所示（各参数由（1）中结果得知）。图4-7 输入RADFRAC模块参数点击，进入Block/ RADFRAC/Setup/Specification界面，输入进料位置为7，进料方式为On-Stage，如图4-8所示。图4-8输入RADFRAC模块进料位置设定点击，进入如图4-9所示界面，输入模块压力参数。图4-9 输入模块压力参数点击，出现Required Input Complete对话框，点击确定，运行模拟。点击菜单栏中的Plot，选择Plot Wizard，出现Plot Wizard Step1对话框，点击该对话框的Next，进入Plot Wizard Step2对话框，如图4-10所示。图4-10 Plot Wizard Step2对话框 图4-11 Plot Wizard Step3对话框 点击选中Plot Wizard Step2对话框中的Comp图形，然后点击Next，进入Plot Wizard Step3对话框，将H2O和CH4O从Available栏移至Selected栏，Select phase选择Vapor，Select basis选择Mole，如图4-11所示。点击Plot Wizard Step3对话框中的Next，进入Plot Wizard Step4对话框，不做更改，点击Finish，即可生成塔内气相组成分布曲线，如图4-12所示。图4-12 塔内气相组成分布曲线图模拟结果（1） 点击，由左侧数据浏览窗口选择Blocks/DSTWU/Result，在Summary页面可以看到实际回流比为0.72，理论板数为11，进料位置为第7块板，D/F=0.3669，如图4-13所示。（2） 点击，由左侧数据浏览窗口选择Blocks/ RADFRAC/Result，在Summary页面可以看到冷凝器热负荷为-0.7309Gcal/hr，再沸器热负荷为0.7947Gcal/hr，如图4-14所示。由图4-13知，简捷法中冷凝器热负荷为-0.7314Gcal/hr，再沸器热负荷为0.7945Gcal/hr.图4-1