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本章习题 1.设计精馏塔，满足以下分离要求：分离苯-甲苯物系，处理量为5100kg/h，进料组成为0.41(苯的质量分数)。塔顶苯质量分数xD≥0.97，釜液中苯质量分数≤0.01，操作压力4KPa 单板压降=0.7KPa、全塔效率=52% 推荐热力学方法：Peng-Rob 2 常压下用水吸收空气中的氨，氨的摩尔分数为0.1，要求吸收率为99%，混合气初温10℃，处理量6000m3/h，设计吸收塔并确定操作参数 3 含乙苯30%（wt）;苯乙烯70%（wt）的混合物，(进料量F=1000kg/hr;P=0.12MPa;T=20℃) 用精馏塔（塔顶压力0.02MPa ）分离，塔顶采用全凝器，塔底采用釜式再沸器，全塔压降0.01MPa。要求苯乙烯产品的质量纯度和回收率都达到99.9% 求（1）最小回流比Rmin、最小理论板数 （2）R=1.5 Rmin 时的回流比、理论板数、进 料板位置 （3）冷凝器和再沸器的温度和热负荷 The End P5 应补充一些图 Aspen Plus数据浏览器的界面 主要用于模拟所需参数的输入和模拟结果的浏览 使用Aspen Plus进行过程模拟的一般步骤 1. 启动Aspen Plus，建立新的模拟文件 2. 选择和编辑所采用的单位制 3. 利用图形化输入界面输入单元设备和流股的连接关系 4. 输入模拟对象涉及的化学组分 5. 选择适当的热力学方法，检查并输入所需的热力学参数 6.设定流股和单元设备的参数 7.为模拟指定计算次序和收敛方法 8.运行模拟 9.查看模拟结果、输出报告 3 Aspen Plus应用实例 3.1 闪蒸单元模拟 例9-1：一股含苯、甲苯、对二甲苯的物料，在1atm下绝热闪蒸，要求计算闪蒸后气、液相物料的温度、压力和组成。原料的温度、压力、组成和过程流程图见下图 闪蒸过程的流程图 解题步骤-1 1. 建立新模拟文件 Aspen Plus的启动对话框 Aspen Plus的模板选择对话框 解题步骤-2 2.插入闪蒸单元模型 FLASH2模型的选择 解题步骤-3 3. 输入连接流股 FLASH模型的流股连接 a b c d 解题步骤-4 4.单击工具栏上的 继续下一步的输入 解题步骤-5 5.单击 按钮输入模拟中用到的化合物 解题步骤-6 6.单击 按钮打开热力学方法输入窗体 解题步骤-7 7.单击 按钮切换到流股输入窗体 解题步骤-8 8.单击 按钮进入闪蒸器FLASH的单元模块输入窗体 解题步骤-9 9.单击 按钮运行模拟，会自动弹出控制面板并显示模拟运算相关的各种信息 解题步骤-10 10.单击 按钮打开数据浏览器（Data Browser）查看模拟结果 Summary面板 Phase Equilibrium面板 解题步骤-10 流股计算结果 3.2 C2组分精馏分离过程设计 例9-2：某石化厂要求设计一C2组分精馏分离装置，用以回收物料中95%以上的乙烯，并要求乙烯产品的摩尔纯度99%。进料流量为100kmol/h，泡点进料，原料组成见下表 组分名称 摩尔分数 H2 0.00014 CH4 0.00162 C2H4 0.75746 C2H6 0.24003 C3H6 0.00075 视频演示 解题思路 首先使用简捷计算法获得初步设计参数 再使用严格模型验证和进一步优化操作参数 简捷计算法 ChemCAD使用Shortcut Column模型 根据经验设定如下参数： 塔顶 P=1.78MPa 塔顶 P=1.82MPa 回流比R=3.1 热力学模型采用Peng-Robinson模型 轻组分回收率0.95 重组分回收率0.03 简捷计算法结果 简捷计算初步结果 塔板数 32 进料板数 18 塔顶压力 1.78MPa 全塔压降 0.04MPa 回流比 3.1 塔底采出量 731.39 kmol/h 严格模型-Tower 指定条件 塔顶乙烯纯度0.99 塔底乙烯流量0.05×757.46=35.873kmol/h 分析步骤 初步设计参数的获得 使用RADFRAC模型进行严格模拟 使用RADFRAC的设计规定 3.3 复杂过程的模拟 复杂过程分析与模拟的步骤 工业乙二醇装置的模拟流程图 乙二醇过程模拟的部分结果 INPUT PDEG PMEG PTEG S500 S501 S502 S503 S504 温度(℃)