流程模拟软件Aspen Plus在精馏塔设计中的应用.docx

流程模拟软件 Aspen Plus 在精馏塔设计中的应用 李峰;赵新堂;万宝锋 【摘 要】 The simple design and rigorous accounting on the distillation column has been performed by Aspen Plus in this paper. Also, the analysis of the influence factors on the design of distillation column was completed. In addition, the economic accounting of distillation column was discussed preliminarily.%以 Aspen Plus 流程模拟软件对精馏塔进行了简捷设计和严格核算， 对精馏塔设计的影响因素进行了分析，并对精馏塔的经济核算进行了初步说明。 【期刊名称】 《浙江化工》 【年(卷),期】 2014(000)009 【总页数】 5 页(P48-51,55) 【关键词】 Aspen Plus;精馏塔;设计;经济核算 【作 者】 李峰;赵新堂;万宝锋 【作者单位】 中化近代环保化工 西安 有限公司，陕西 西安 710201;中化近代环保 化工 西安 有限公司，陕西 西安 710201;中化近代环保化工 西安 有限公司，陕西 西安 710201 【正文语种】 中 文 Aspen Plus 是集装置设计、稳态模拟和优化为一体的大型通用流程模拟软件，该 软件经过 20 多年不断地改进、扩充和提高，已先后推出十多个版本，最新版本为 Aspen Plus V8，Aspen Plus 现已经成为举世公认的标准大型流程模拟软件， Aspen Plus 在装置从研发、工程化，再到工业生产的整个生命周期中，提供了经 过验证的巨大的经济效益，它将稳态模型的功能带到工程桌面，传递着无与伦比的 模型功能和方便使用的组合。利用 Aspen Plus 可以设计、模拟、故障诊断并有效 的管理生产装置。本文利用 Aspen Plus 软件进行了氟代烃生产中精馏塔的设计与 优化。 1 用于塔设计的单元操作模块 本文中，首先使用 DSTWU 进行简捷精馏设计，然后利用 DSTWU 得到的结果再 使用 RadFrac 对精馏塔进行严格核算， DSTWU 模块连接见图 1 ，单元操作模块 见表 1。 2 精馏塔的简捷设计 2.1 精馏塔的简捷计算 表 1 Aspen Plus 塔单元操作模块 图 1 DSTWU 模块连接 表 2 精馏塔进料组成 精馏塔的进料组成见表 2 ，分离要求为塔顶产品中 R134a 的摩尔含量≥99.9%。精 馏塔操作压力 1.0 MPa ，泡点进料，物性方法选用 PR ，设置轻关键组分 R134a 回收率为 99.5% ，重关键组分 R134 回收率为 38% ，塔顶冷凝器为全凝器，回流 比为最小回流比的 2 倍，经过计算塔顶产品中 R134a 的含量可以达到 99.9% ，精 馏塔计算结果如下： 表 3 DSTWU 简捷计算结果 2.2 精馏塔回流比和塔板数的优化 使用 Aspen Plus 中的“Sensitivity”功能对本精馏塔回流比和理论板数进行优化， 设置采集变量为塔板数(act-stages)，操作变量为 RR ，操作变量范围为 1.1 ~ 10.0 ，得到图 2。 从图 2 可以看到，当回流比低于最小回流比的 2 倍时，精馏塔的塔板数呈加速上 升趋势，所以本例选择回流比为最小回流比的 2 倍，对应塔板数为58 块。 以上为使用 DWTWU 模块对精馏塔进行的简捷计算，简捷计算具有需要参数少， 计算速度快等特点，但是它的计算精度不高，只能用于初步设计，计算结果仅能作 为严格核算的基础，为严格核算提供初值，所以简捷计算完成后，要根据简捷计算 的结果再进行严格核算，确定各参数。 图 2 DSTWU 模块塔板数与回流比关系图 3 精馏塔的严格核算 使用 RadFrac 模块进行精馏塔的严格核算，精馏塔操作压力 1.0 MPa ，泡点进料, 物性方法使用 PR ，塔板数为 58 块，进料板第 10 块，冷凝器为全凝器，回流比为 最小回流比的 2 倍，蒸流液占进料物料的分率为 0.97816 ，填料选择 SULZER－ CY 型填料，精馏塔计算结果塔顶产品纯度为 99.84% ，无法满足设计要求(设计 要求产品纯度大于 99.9% )，下面对精馏塔进行优化。 3.1 回流比优化 使用 Aspen Plus 中的“Design Specs”功能，设