简单分离单元的仿真设计
Flash3 — 应用示例(2)
在示例(2)中分别设置
乙醇和己烷为关键组份,观察
输出结果有什么变化。
Flash3 — 应用示例(3)
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、 含乙醇 30 %w、正己烷 30%w、水 40 %w 的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝,冷凝 物流的汽/液比(摩尔)=1/9。求离开冷凝 器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组 成。
指定每一股输出物流的闪蒸压 力、温度、气相分率和有效相态。
Sep — 模型参数 (6)
Sep — 应用示例(1)
把F=500 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=20 ℃含乙醇 30 %w 、正丙醇 20%w、正丁醇 10%w、水 40 %w的物流分成四 股输出物流,各组份在输出物流中的分配比例为:
灵敏度分析—Sensitivity (13)
步骤7:
灵敏度分析—Sensitivity (14)
步骤8:结果查看 从左侧索引栏中选择灵敏度对象下的 结 果 (Results) 项 目 , 右 侧 的 汇 总 (Summary)表单中按照指定的列序号列表 给出调节变量和列表变量的对应值。
灵敏度分析—Sensitivity (15)
力学条件下的汽-液-液平衡计 算,输出一股汽相和两股液相 产物。用于模拟闪蒸器、蒸发 器、液-液分离器、汽-液-液分 离器等。
Flash3 —
三相闪蒸器
(2)
Flash3 —— 连接
Flash3 的连接图如下:
Flash3 — 模型参数
Flash3 的模型参数有 3 组:
1、闪蒸设定 ( Flash Specifications) (1) 温度(Temperature) (2) 压力 (Pressure) (3) 蒸汽分率(Vapor Fraction) (4) 热负荷(Heat Duty)
灵敏度分析—Sensitivity
(2)
灵敏度分析—Sensitivity
(3) 创建灵敏度对象时,按以下步骤操作: 1、从数据浏览器右侧的对象管理器 (Object Manager) 中 点 击 新 建 (New)按钮; 2、在弹出对话框中为新对象指定一个 辨识号(ID);
灵敏度分析—Sensitivity
变量关系图——Plot
(7)
变量关系图——Plot
(8)
Flash2 — 应用示例(2)
流量为 1000 kg/hr、压力为 2 bar、 温度为30℃ 、含丙酮 30%w、 水 70%w的物料进行部分蒸发回收丙 酮,求丙酮回收率为90%时的蒸发器 温度和热负荷以及汽、液两相的流量 和组成。
Flash2 — 应用示例(3)
取相组成。
Sep —— 组份分离器
Sep 模块可以接受多股输
入物流,输出多股物流,并把 输入混合物中的各个组份分别 按照指定的比例分配到每一股 输出物流中去。
Sep —— 组份分离器(2)
Sep —— 连接
Sep 模块的连接图如下:
Sep — 模型参数
Sep 模块的模型参数有 3 组:
1、规定 (Specifications) 输出物流条件设定,指定每 个组份在各股输出物流中的分率 或流量。
(8)
步骤5:
灵敏度分析—Sensitivity
(9)
可以定义多个分析所需的变量,如下图所示:
灵敏度分析—Sensitivity (10)
步骤6:在变化(Vary)表单中输入调节变 量 (Manupulated variable) 的 类 型、名称和具体变量(variable), 并 指 定 体 调 节 上 、 下 限 (Upper/Lower limits) 和 增 量 (Incr)。
Flash2 —— 连接
Flash2 模块的连接图如下:
Flash2 —— 模型参数
Flash2 模块的模型参数有 3 组:
1、闪蒸设定 ( Flash Specifications) (1) 温度(Temperature) (2) 压力 (Pressure) (3) 蒸气分率(Vapor Fraction) (4) 热负荷(Heat Duty)
从以上 4 个参数中选定 2 个。
Flash3 — 模型参数(2)
Flash3 — 模型参数(3)
2、关键组份 ( Key Component) 指定关键组份后,含关键组份 摩尔分率大的液相作为第二液相。 如未指定关键组份,则密度大 的液相作为第二液相。
Flash3 — 模型参数(4)
Flash3 — 模型参数(5)
Decanter —— 倾析器
Decanter 模块执行给定
热力学条件下的液-液平衡或 液-游离水平衡计算,输出两 股液相产物。用于模拟液-液 分离器、水倾析器等。
Decanter——倾析器(2)
Decanter —— 连接
Decanter 模块的连接图如下:
Decanter — 模型参数
Decanter 模块的模型参数有 3 组:
灵敏度分析—Sensitivity
(7) 5、在变量定义(Variable Definition)对话 框中的下拉式选择框中选择变量的类 别 (Category) 、 类 型 (Type) 、 流 股 (Stream)或模块(Block)代号,并指定 具体变量(Variable)。
灵敏度分析—Sensitivity
Flash3 Decanter
Flash2
• 组份分离器 • 两出口组份 分离器
Sep2 Sep
简单分离单元模型(2)
Flash2 两相闪蒸器
Flash2 模块执行给定热
力学条件下的汽-液平衡或汽液-液平衡计算,输出一股汽 相和一股液相产物。用于模 拟闪蒸器、蒸发器、气液分 离器等。
Flash2 两相闪蒸器(2)
Simulation Design of Separation Processes
分离单元的仿真设计
分离过程模型的分类
Aspen Plus 中的分离过程 模型包含两大类别:
• 简单分离单元模型 Separators • 塔设备单元模型
Columns
简单分离单元模型
简单分离单元模型包含五个模块:
• 两相闪蒸器 • 三相闪蒸器 • 倾析器
氢气(30.01lbmol/h)、氮气(15.0lbmol/h ) 、 甲 烷 ( 43.01lbmol/h ) 、 环 己 烷 ( 144.2lbmol/h) 、苯(0.21lbmol/h)混合气体以 400F、21Psi进入闪蒸器,闪蒸器在120F下操作 ,压力降为零,分离后气相中夹带的液相分率 为0.012。试确定气相的组成和流率,并绘制闪 蒸热力学曲线,求混合物的露点。
变量关系图——Plot
(3)
变量关系图——Plot
(4)
步骤2:选择纵坐标变量 再选中列表数据的另一列,从 窗口菜单Plot项的下拉框里选择Y轴 变量(Y-Axis Variable);
变量关系图——Plot
(5)
变量关系图——然后点击窗口菜单Plot项的下 拉框里的显示绘图 (Display Plot), 即可得到曲线图。
Decanter — 模型参数(4)
Decanter — 模型参数(5)
Decanter 模块的模型参数有 3 组:
3、组份分离效率
( Separation Efficiencies)
分别设定每个组份在两相中的分 离效率(代表了相组成偏离平衡组 成的程度)。
Decanter — 应用示例(1)
灵敏度分析—Sensitivity (11)
步骤6:
灵敏度分析—Sensitivity (12)
步骤7:在列表(Tabulate)表单中输入需 要进行灵敏度分析的列表变量 (Tabulated variable)或组合变 量的表达式(Expression) ,以 及 列 表 时 的 列 序 号 (Column No.)。
3、液沫夹带
( Liquid Entrainment in Vapor Stream)
分别设定两个液相被夹带入汽 相中的分率。
Flash3 — 模型参数(6)
Flash3 — 应用示例(1)
F= 500 kg/hr、P= 0.8 MPa、T=100 ℃ 含乙醇 70 %w、水 30 %w的物流与F= 500 kg/hr 、 P= 0.8 MPa 、 T=70 ℃ 含 正 己 烷 60%w、乙醇 40 %w的物流在闪蒸器中混 合并绝热闪蒸到P= 0.11 MPa,求离开闪蒸 器的汽、液、液三相的温度、质量流量和 组成。
Sep — 模型参数 (2)
Sep — 模型参数 (3)
Sep 模块的模型参数有 3 组:
2、进料闪蒸 ( Feed Flash)
指定输入物流混合后的闪蒸压力 和有效相态。
Sep — 模型参数 (4)
Sep — 模型参数 (5)
Sep 模块的模型参数有 3 组:
3、出口闪蒸 ( Outlet Flash)
Flash2 — 应用示例(4)
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.2 MPa 温度为 20℃、含丙酮 30%w、水 70 %w的物料进行部分蒸发回收丙酮, 蒸发器热负荷为 250 kW。分析液沫 夹带对汽相丙酮分率和丙酮回收率的 影响。
Flash3 —
三相闪蒸器
Flash3 模 块 执 行 给 定 热
从以上 4 个参数中选定 2 个。
Flash2 — 模型参数
(2)
Flash2 — 模型参数 (3)
Flash2 模块的模型参数有 3 组:
2、有效相态 ( Valid Phase) (1) 汽-液相(Vapor-Liquid) (2)汽-液-液相(Vapor-Liquid-Liquid) (3)汽-液-游离水相