Aspen Plus V7.3.2 版本更新介绍

Aspen Plus V7.3.2 is a revolutionary new version of Aspen Plus, with a completely re-imagined modern user interface. The new user interface is designed based on particular types of users and the tasks they carry out. It is faster to learn and easier to use, with a streamlined workflow and a wide range of improvements to improve

There are many reasons to upgrade to Aspen Plus V7.3.2, here are the top 10:

1. Aspen Common Shell - Better Windows Management

The new Aspen Plus is based on AspenTech's new 'common shell' - a customizable, multi-panel workspace that provides quick access to data and results. The new design lets you optimize your workspace - whether you use a minimalist laptop or a multi-monitor workstation. Each workspace layout can be named, saved, and recalled later - making it easy to build custom views. The new workspace also features a 'Zoom bar' on the lower right side of the screen. Use the Zoom bar, shortcut keys, or mouse wheel to zoom in or out on the flowsheet and the forms.

2. Environments - Different Views for Different Users

Aspen Plus is divided into two Environments. The Property Environment includes everything needed to configure physical properties. Use this environment to find and characterize components; estimate properties based on structure; fit pure component, mixture, and phase equilibrium parameters against experimental data; and interactively analyze properties.

Use the Simulation Environment to build, modify, and run flowsheet models; to analyze the process; to size and rate equipment, and evaluate process costs.

3. Ribbons to Streamline Workflow

The new Aspen Plus streamlines workflow using Microsoft Office style ribbons. These ribbons replace the toolbars and menus used in previous versions. The ribbons have been carefully organized to bring common tasks together. For example, the Properties Home ribbon brings together the common property-related tasks.

The Simulation Home ribbon includes the most common tasks related to running models and evaluating the simulation results.

The Equation Oriented ribbon brings together the commands and features related to building and running equation-oriented models. Bringing the related commands together lowers the learning curve, making it easier for everyone to learn and use this powerful and unique feature of Aspen Plus.

There are additional ribbons focused on setting up and running Economic Evaluation, preparing models for dynamic simulation, and building and modifying the process flowsheet, and customizing Aspen Plus.

4. Universal Units of Measure

Selecting and changing units of measure is quick and easy in the new Aspen Plus. Change the units set on the Home ribbon and all the units of measure in the simulation case immediately synchronize with the new units of measure. The unit set can be customized at any time to meet your needs.

5. Standard Look and Feel to Facilitate Learning

In the new Aspen Plus, it is easy to distinguish inputs from results. Input variables are always blue.

A bold font shows input values touched by the user; an italics font is used to show input values at their default setting. Calculation results are always shown in a black font. This new color standard, already used by other aspenONE Engineering tools, makes it easier to understand models created

Grids and tables are also much improved in the new Aspen Plus. Subtle banding makes it easier to scan the rows and columns. Yellow highlighting clearly shows the selected cells. Most grids can be sorted and filtered, making it easy to drill down to the important results. All the grids support copy and paste to MS Excel.

6. Instant Plotting for Improved Efficiency

Previous versions of Aspen Plus required dozens of clicks to create and modify plots. Aspen Plus v7.3.2 presents a gallery of context-sensitive plots, making plotting quick and easy. For example, when you view the forms for a RADFRAC column, the plot gallery on the Home ribbon displays a collection of plot options including the temperature profile, pressure profile, composition profile, etc. Just click one of these options to instantly create a live plot.

Editing a plot is also easier than ever before. Want to change a title? Simply select the title and start typing. Other plot options can be changed in seconds using the Plot Format context ribbon.

7. Easy, On-the-Fly Analysis for Improved Productivity

Need to quickly check the phase envelope for a stream? Simply select a stream on the flowsheet and click the Stream Analysis button on the Home ribbon. Focus on understanding the process instead of understanding the simulator.

8. Learn Faster with the Getting Started Ribbon and Aspen Online Training

Aspen Plus includes many new features to make it easy to learn new and existing features, to get started more quickly, and to keep abreast of important product news, training events, and patches.

The Get Started ribbon includes links to several valuable resources. Click the What's New button to learn about all the new features in Aspen Plus. The Ribbon Mapping button provides a convenient reference to help you transition from the old toolbars and menus to the new ribbon. Links to the Aspen Plus web page, LinkedIn group, Support Live Chat, and Support Center help you get help from AspenTech professionals as well as the larger Aspen Plus user community. Click the Training button to launch Aspen Online Training. This feature brings a wealth of self-training resources to your fingertips. Click the links to access computer-based training modules and short videos showing you how to get the most from Aspen Plus.

The Aspen Plus Start page keeps you informed with product news, including upcoming events such as webinars and training courses, the most recent product patches, and helpful support articles.

9. Quickly Access Models and Plant Data with Aspen Search

This new proprietary search engine within Aspen Plus helps you solve problems faster and improve enterprise-wide collaboration with rapid access to models, design cases, and other engineering resources. Facilitate collaboration and avoid rework and by quickly locating existing models available within your organization. Receive updates when new models become available.

10. Still the Best

Aspen Plus remains the gold standard for process simulation, with the power to simulate a wide range of processes. Whether you need to model an ethylene plant, polyethylene plant, a coal gasification unit, a fertilizer production facility, or concentrated sulfuric acid process, you can be sure that Aspen Plus will have the power, depth, and breadth to solve your problems

Updates to the pure component and mixture databases in Aspen Plus continue to put it far out ahead of the competition. Improvements in the newest release make it easier than ever before to

leverage the more than four million sets of experimental data for over 24,000 pure compounds and 30,000 binary mixtures.

间歇精馏技术及其模拟优化进展

2012年第15期广东化工第39卷总第239期https://www.360docs.net/doc/705607470.html, · 5 · 间歇精馏技术及其模拟优化研究进展周年忠1，田文广2，顾宇昕1，李雁2*，陶红秀2，解新安2 (1．中国电器科学研究院，广东广州 510000；2．华南农业大学，广东广州 510642) [摘要]间歇精馏技术是一种重要的化工分离手段。文章综述了国内外间歇精馏技术及其常用的数学模型，其中主要阐述了严格模型和简捷模型，简要讨论了降价模型、半严格模型，同时探讨了间歇精馏优化的发展及其应用，并展望了间歇精馏系统的发展趋势。 [关键词]间歇精馏；操作方式；数学模型；优化 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0005-02 Development in Batch Distillation Technology and it’s Simulation and Optimization Zhou Nianzhong1, Tian Wenguang2, Gu Yuxin1, LI Yan2*, Tao Hongxiu2, Xie Xinan2 (1. China National Electric Apparatus Research Institute, Guangzhou 510000；2. South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract: Batch distillation is an important unit operation. The research progress on operation model of batch distillation at home and abroad was particularly introduced. Several kinds of mathematical models that are usually used, such as rigorous model and short-cut model, price reduction model, semi-rigorous model were reviewed. And development of batch distillation optimization and its application were discussed; the computer simulation and multi-objective optimization will become a trend. Keyword: batch distillation；operation model；mathematical model；optimization 在石油和化工行业生产中，间歇精馏也是较重要的化工分离手段之一[1]。间歇精馏也叫分批反应精馏，一般用于小规模生产。与连续精馏相比，间歇精馏是一个动态的过程，其单个塔就可以完成多个组分的分离，能够适应进料组分浓度在较大范围的变化，设计和操作过程非常灵活[2]。但同时也存在两大问题，一是由于处理原料量较小，使得生产的周期较长；二是操作过程中各参数变化较大，使操作过程的控制比较困难，很难实现自动化管理[3]。目前，间歇精馏的研究主要集中在两个方面，一方面是关于间歇精馏的数学模型及其计算方法的研究。由于间歇精馏是一个动态的过程，数学模型中含有复杂的微分方程组，求解比较困难，因此，模拟难度大[4]。另一方面是关于操作过程的优化研究。从不同的目标出发，采用不同的方法，得到优化方案和新的操作模式和新的塔结构，虽然缩短了操作时间，但操作起来比较困难，在实际生产中很难得到广泛应用。因此，对间歇精馏的综合优化问题的研究势在必行[5]。 1 间歇精馏技术的发展 1.1 间歇精馏全回流操作 1967年，Barb和Block等[6]最早提出了塔顶累积全回流操作。随着研究的不断发展，Sφrensen等[7]研究了塔顶累积全回流操作的优化问题，与传统的恒回流比和恒塔顶浓度操作方式对比可知，这种操作在分离含有少量轻组分的原料时，可节省大量的操作时间。白鹏等[8]提出了动态累积全回流操作，目标是使全回流浓缩和无回流内部迁移操作交替进行，并在2000年对间歇精馏的动态累积操作方式进行了改进，提出了无返混动态累积操作，有效降低了塔顶累积罐中组分的返混，极大地缩短了操作时间，提高了间歇精馏的分离效率。白鹏等[9]在2006年提出了采用塔顶和塔中温度进行控制操作状态转换的全回流间歇精馏控制方法，并以异丙醇-正丙醇为实验物系验证了该方法的可行性，进一步提高了塔的分离效率。2011年，黄丽丽等[10]人研究发现了通过塔顶、塔中上以及塔中3个温度控制进行操作状态转换的无累积罐循环全回流间歇精馏控制方法，并以理想物系—乙醇-正丙醇混合物为分离物系进行了实验验证。结果表明，在相同条件下，三温控制方式与双温控制方式相比，前者所用操作时间短、分离效率提高。1.2 反向间歇精馏塔操作反向间歇精馏又称为提馏式间歇精馏。1950年，Robinson和Gilliland发现此种操作的最大优点是能在塔顶冷凝器中获得高浓度组分，并简要讨论了利用正常精馏塔去除轻组分，然后利用反向间歇精馏塔去除重组分的可能性。1991年，Chiotti等[11]在准稳态的基础上建立了数学模型，利用此模型对一般间歇精馏操作和反向间歇精馏操作分离两组分混合物的过程进行了模拟计算；2008年，王超[12]使用塔身分散式加热，对热敏物系的间歇提馏过程进行了操作方式的改进，该方法通过在塔身进行加热，减少了再沸器的加热功率和时间，能有效缩短受热时间，减少热敏物质的损耗。1.3 中间罐间歇精馏塔操作中间罐间歇精馏塔也叫复合式间歇精馏塔，被认为是常规间歇精馏塔和反向间歇精馏塔的复合体。1950年，Robinson等[13]提出了中间罐间歇精馏塔操作。2006年，Thomas A等[14]在前人研究的基础上，将中间罐间歇精馏应用于一个可逆的化学反应过程，即中间罐发生反应的半连续间歇精馏，进一步提高了精馏的分离效率。2009年，Leipold等[15]对中间储罐间歇精馏多目标的优化建立了模型，并利用进化算法求解，结果显示，中间储罐方法的经济效益更好。 1.4 多罐间歇精馏塔操作多罐间歇精馏塔又叫多效间歇精馏塔，Hasebe和Skogestad 于1995年提出了这种新型的精馏塔。2005年，Low等[16]对多储罐操作以经济效益最大化为目标进行优化，采用自适应搜索技术，对关键设计和操作参数进行优化。结果发现，待分离混合物中组分越多，多储罐精馏塔较常规间歇塔就越高效。2008年，Mahmud 等[17]在特定产量和产品纯度基础上对多储罐间歇精馏进行了优化，对于特定的分离任务，多储罐间歇精馏塔更加节能、环保。 2 间歇精馏的模拟、优化研究 2.1 间歇精馏的数学模型间歇精馏过程的数学模拟开始于20世纪60年代，主要包括严格模型、降阶模型、简捷模型、半严格模型。 2.1.1 严格模型 1963年，Meadows等[18]提出了第一个严格的多组元间歇精馏模型，它基于两个假设，一是各塔板上液体全混和，二是塔身绝热，恒体积持液量，忽略塔板汽相持汽量。1981年，Boston等在Meadows模型的基础上，引入了中间加料、中间换热以及汽液相侧线采出，将先前用于求解稳态精馏问题的“由内而外”技术应用到求解间歇精馏问题中来，并证明了该技术是一种有效的的方法，使模型得到进一步完善。1999年，Furlonge等人[19]提出了更为严格的数学模型，此模型与实际塔非常接近，但计算时所消耗的时间较多。2007年，美国科学研究者对严格模型做进一步研究，它可以灵活的建立单元模拟流程，也可以自动生成矢量。 2.1.2 降价模型 1983年，Cho和Joseph[20]提出了降价模型，间歇精馏分离的模拟过程中，难度较大的就是利用数学模型对多元函数进行模拟分离，而他们两个将原料组成及流量函数近似成塔的高度的连续函数，并采用多项式的形式来表示，而理论板数是离散的整数。这样，描述系统的微分方程数将大大减少。在此模型中，配置点的位置及个数直接影响结果的精确度，由于配置点的个数比精馏塔的级数少得多，再加上理论板数不再是离散的整数，又通过多组分系统的分离的间歇精馏装置应用，因此，此模型可较好的应用于填料塔。 2.1.3 简捷模型 1991年，Diwekar等[21]在恒塔顶组成和回流比不变的操作条 [收稿日期] 2012-09-18 [作者简介] 周年忠(1965-)，男，高级工程师，华南农业大学兼职研究生导师，主要从事精细化工产品开发与新工艺研究。*为通讯作者。

一种间歇精馏连续化的工艺

万方数据

一种间歇精馏连续化的工艺作者：梁坤， Liang Kun 作者单位：茂名市安全生产监督管理局,广东,茂名,525000 刊名：广东化工英文刊名：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2010，37(7) 被引用次数：0次参考文献(3条) 1.黄少烈.邹华生化工原理 2006 2.钟理.伍钦.曾朝霞化工原理 2008 3.上海化工学院基础化学工程 1978 相似文献(7条) 1.期刊论文黄振旭.安明对苯酐间歇精馏装置的改进-河南化工2010,27(15) 针对当前苯酐间歇精馏装置中存在的主要工艺问题,通过改造设备和改变操作方法,可连续精馏13 d,精制苯酐收率达98.8%以上,改造后的装置生产稳定,系统能耗明显下降,从而有效地降低了生产成本,减轻了熟化处理过程中废气对空气的污染,经济效益和社会效益显著,具有很好的推广应用前景. 2.期刊论文王文江.吴剑华.WANG Wen-jiang.WU Jian-hua苯胺回收装置的开发及应用-沈阳化工学院学报2005,19(2) 叙述了对原苯胺回收装置的改造,改进了原装置的间歇精馏效果,原塔顶冷凝器管程走苯胺改为壳程走苯胺,解决了氯化铝催化剂堵塔问题.改造后的装置生产稳定,产品质量良好,苯胺得到回收,环境污染问题得到明显改善. 3.学位论文胡力焦化粗苯加氢精制萃取精馏工艺优化2009 本文在分析传统焦化粗苯加氢精制萃取精馏分离工艺基础上，系统研究了萃取精馏工艺及其节能措施。针对目前焦化粗苯加氢精制萃取精馏工艺普遍存在着工艺能耗较高，溶剂比较大的特点。本文在原有流程的基础上，对工艺进行优化改进，提出了加氢精制分离新工艺，筛选出适宜的混和溶剂以减少溶剂比。在常规流程的基础上，对萃取精馏塔、苯甲苯塔采用气相进料。利用ASPEN PLUS化工模拟软件，对改造前后的工艺进行模拟计算并且对气相进料工艺中的萃取精馏塔和苯甲苯塔的回流比、进料位置、塔顶压力、理论板数进行了灵敏度分析，确定了最佳操作参数。将改进前后的工艺进行能耗比较，表明采用气相进料工艺比常规工艺节能27％以上。混和溶剂的筛选，以N-甲酰吗啉作为主溶剂，DMF或DMAC作为副溶剂选用修正的UNIFAC热力学模型预测和汽液平衡实验相结合的方法对其进行筛选。通过使用MATLAB数学软件编程计算，研究发现在溶剂比为3∶1的条件下当NFM/DMF=4或5(质量比)的时候，环己烷对苯的相对挥发度大于NFM和 DMF作为单一溶剂时环己烷对苯的相对挥发度。通过汽液平衡实验，结果表明用DMF作为助溶剂优于DMAC，并且混和溶剂存在一个最佳的溶剂比，当 NFM/DMF=4(质量比)的时候分离效果最佳。进一步研究表明，溶剂比的增加可以增加分离效果，但是当溶剂比大于一定值后，增加幅度趋于平缓。建立起萃取精馏装置并对筛选出的萃取剂的分离效率进行了实验验证研究，针对回流比和溶剂进料速率两个操作参数进行研究，发现在相同的操作条件下，以NFM/DMF=4(质量)作为溶剂，塔顶馏分中环己烷的最高含量大于NFM或 DMF作为溶剂时塔顶馏分中环己烷的含量。表明筛选出来的混和溶剂的分离效果确实优于单一溶剂。在常规间歇精馏过程中，通过对塔顶馏分中环己烷的最高质量分数、塔顶馏分的产量、塔顶馏分中环己烷的质量分数以及环己烷的收率的研究，表明溶剂流率对以上各参数的影响比回流比来得大。关键词：萃取精馏气相进料混和溶剂焦化粗苯加氢精制 ASPEN PLUS 4.学位论文何桃吉乙腈—水共沸物分离的模拟与实验研究2008 在制药工业中，乙腈因其对无机以及有机化合物的优良溶解性而被广泛使用，由此而产生大量含水的乙腈废液需要进行回收。由于乙腈与水形成共沸物，普通的精馏方法无法分离这一混合物，本课题研究了采用特殊精馏方法分离乙腈一水共沸物的工艺。课题主要利用化工过程模拟软件Aspen Plus2004对乙腈-水共沸物系的萃取精馏、变压精馏稳态过程进行了模拟。对于萃取精馏稳态过程选取乙二醇作为萃取剂，采用WILSON方程计算液相活度系数，采用理想气体状态方程预测汽相逸度系数，对塔的工艺操作参数进行了优化，结果表明产品中乙腈浓度能够达到99.9wt％；对于变压精馏稳态过程，主要研究了变压精馏低压塔进料（包括常压塔回低压塔的循环物流进料和原料进料）位置，温度对分离过程的影响，得到了优化的工艺操作参数，产品中乙腈浓度能够达到99.9 wt％。通过间歇精馏实验研究了乙腈-水共沸物的变压精馏以及加盐变压精馏分离过程。实验结果与模拟结果较为吻合，加盐变压精馏在常压塔回低压塔的循环物流进料中NaI试剂浓度达到0.2g／ml时，塔顶馏出液中乙腈含量差值可以增大到7.71 wt％，总能耗仅为原来的44.95％，对于同一生产装置原料处理能力提高70.26％。通过模拟以及实验研究表明，加盐变压精馏技术能够有效解决变压精馏分离乙腈-水共沸体系时存在的塔间循环量大，处理量小，能耗高的问题，与萃取精馏的总能耗大体相当，可用于改造现有生产装置，或者直接应用于生产设计中。 5.学位论文石雪DMC生产过程自动控制系统2007 碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,简称DMC)是近年来颇受重视的新型化工产品.它是无色透明液体,熔点4℃,沸点90.3℃,能以任意比例与醇、酮、酯等有机熔济混合,欧洲在1992年把它列为无毒化学品.DMC具有很好的反应活性,可取代剧毒的光气作羰基化剂,代替硫酸二甲酯(.DMS)作甲基化剂.因此它作为绿色中间体,对环保有着特殊的意义,被誉为有机合成中的新基石.

间歇精馏讲义

3.4.1 间歇精馏工艺一、间歇精馏流程间歇精馏的一个操作周期：加料、平衡（全回流），第一产品采出、中间馏分采出、第二产品采出等等，釜液排放和塔的清洗。图3-42 典型的工业间歇精馏装置间歇精馏塔的形式： ?①常规间歇精馏塔也称精馏式间歇精馏塔（图3-43 ）。 ?②提馏式间歇精馏塔（图3-44 ）。 ?③带有中间贮罐的间歇精馏塔或称复杂间歇精馏塔（图3-45 ）。

图3-43 精馏式图3-44 提馏式图3-45 带有中间贮罐的间歇精馏塔 ?④其他类型的间歇精馏塔（图3-46 ）。图3-46 其他间歇精馏塔 (a) 双回流罐型; (b) 双加热釜型; (c) 双塔共用加热釜型二、间歇精馏过程分析不同回流方式： 1）恒回流比操作回流比保持不变，而馏出物的浓度和流率随时间变化，产品组成为馏出时间内的平均组成。多元物系的间歇精馏，馏出不同的产品可采用不同的恒回流比，整个过程为分段恒回流。 2）恒塔顶浓度操作回流比随过程的持续进行而逐渐增大，从而使塔顶馏出物的组成维持恒定。不同精馏模式的能耗比较：连续精馏模式最节能，随馏出量的增加，连续精馏能耗线性增加，而间歇精馏的能耗则急剧增大，特别当要求易挥发组分全部蒸出时，间歇精馏能耗太大，不能采用。间歇精馏中的恒馏出液浓度比恒回流比操作能耗低，对于高纯度精馏这种差别更甚。各种参数对间歇精馏操作的影响： 1）持液量塔内持液有如下三点影响： ?①沿塔身建立浓度梯度需要一定时间,即需要一定的开工时间,持液量越

大，开工时间越长； ?②分离难度加大。精馏过程开始馏出产品时，塔顶、塔身持液占有浓缩的易挥发组分,使釜液浓度比无持液情况降低,因此获得同样纯度产品所需浓缩倍数增加,分离难度加大； ?③延缓塔内浓度变化,有利于分离；但当间歇精馏过程进行到过渡馏分阶段后期,即将馏出下一合格产品时,持液的惯性作用而不断吐出残余的前一组分(即为该产品的易挥发杂质),而使馏出物呈现轻杂质的“拖尾”现象, 增加了过渡馏分的数量,减小了产品收率。 2）回流比和平衡级数回流比越高，平衡级数越大，过渡区越小，分离效果越好。当平衡级数大到一定数目后，平衡级数对过渡区的影响不再明显，此时最有效的方法是增加回流比。 3）操作压力操作压力取决于欲分离物系各组分的沸点和沸点范围。沸点范围较窄的物系宜采用恒定操作压力；沸点适中物系宜采用常压操作；沸点高或易分解的物系宜采用减压操作。

间歇蒸馏介绍

第七节间歇精馏 §6.7.1 间歇精馏过程的特点间歇精馏是将料液成批投入蒸馏釜,逐步加热汽化,待釜液组成降至规定值后一次性排出的操作,其特点有二: 1.间歇精馏为非定态过程,在精馏过程中，釜液组成不断降低，若在操作时保持回流比不变（R不变），则x D 随时下降；反之，若x D 保持不变，则在精馏过程中不断提高（增大）R。特点： ①非定态过程，为了达到预期分离要求，实际操作可灵活多样，例如在操作初期可逐步加大回流比使x D 不变，但R过大，经济上不合理。故操作后期可保持R不变，若所得的馏出液不符合要求，可将此部分产物并入下一批原料再次精馏。间歇精馏往往采用填料塔。这样可尽量减小持液量（塔身积存的液体量）。持液量将影响间歇精馏过程及产品的数量。 2.间歇精馏时全塔均为精馏段，无提馏段。因此获得同样的塔底、塔顶组成的产品，间歇精馏的能耗必大于连续精馏。间歇精馏一般用于混合液的分离要求较高而料液品种或组成经常变化的情况。间歇精馏的设计计算方法，首先是选择基准状态（一般为操作的始态和末态）作设计计算，求出塔板数，然后按给定的塔板数，用操作型计算的方法，求取精馏中途其它状态下的回流比及产品组成。为简化起见，在以下介绍的计算中均不计塔板上液体的持液量对过程的影响，即取持液量为零。

§6.7.2 保持馏出液组成恒定的间歇精馏设计计算的命题为：已知投料量F 及料液组成x f ,x D 不变，操作至规定的釜液组成x w 或回收率η，选择回流比的变化范围，求理论板数。一. 确定理论板数 1. 计算基准：间歇精馏塔在操作过程中的塔板数是定值。x D 不变但x w 不断下降，即分离要求逐渐提高。因此所涉及的精馏塔应满足过程的最大分离要求，设计应以操作终了时的釜液组成x w 为计算基准。 2. 最小回流比的确定在操作终了时，将组成为x w 的釜液增浓至x D 必有一最小回流比R min 在此回流比下需要的理论板数为无穷多。

1间歇精馏塔的模拟

间歇精馏塔概述信息间歇精馏单元操作模拟一个宽范围的精馏塔实际操作过程。间歇精馏装置可以在真实的间歇模拟模式下运行，进料填加到沉淀釜中先期蒸馏，在不同的时间从贮料塔取出产品，或在半间歇模式下在蒸馏期间进料可以被填入，并在一定的时间间隔下从精馏塔或贮料塔中提取产品。间歇精馏计算也可以是整体的进入稳态过程模拟。装置构造自动为持续流动的物流提供隐含的贮料罐，这些物流随时间变化进入间歇装置。同时由于循环操作，也考虑所有产品流（如在不同时间从贮料罐或在蒸馏时从精馏塔提出物流）的隐含罐。持续流动物流产品来自被间歇循环时间分离的产品。热力学系统间歇精馏的热力学系统的选择可以针对整个装置，也可以针对某一层塔板。间歇精馏也允许使用电解质热力学方法。详细信息有关间歇精馏单元操作的详细信息，见PRO/II Add-On Modules User’s Guide。蒸馏器概述信息精馏塔单元操作可以用来模拟任何蒸馏和液－液抽提过程。液－液抽提装置在本章的 “液－液抽提精馏”部分进行叙述。一个精馏塔至少应包括一个平衡级或理论塔板。塔板应考虑与从每一塔板进入较高层塔板的蒸汽的连接问题。在精馏塔模拟中塔板的数量是不被限制的。蒸馏器可以模拟气／液、气／液／水或气／液／液平衡过程。进料和产品精馏塔进料和产品是在PFT 主窗口建流程时输入的。在精馏塔主数据输入窗口单击Column Feed and Product…按钮，打开Column Feed and Product 窗口。在此窗口中可以添加和改变进料塔板数。一个精馏塔的进料数是不限的。用单选按钮选择进料闪蒸方式： Vapor and Liquid to be on the feed tray：此项为缺省。 Flash the feed adiabatically,vapor onto the tray above and liquid onto the tray.对于此选项，当进料塔板为精馏塔的最底层塔板时，蒸气被放在进料塔板上。对于产品来说，产品类型、相数、塔板数的流量都在此窗口中输入。一个蒸馏塔的产品数量是不限制的，产品从精馏塔的任何一层被提出。产品类型包括：塔顶、塔底、固定抽取率、总抽取相和假想组分。每一个精馏塔必须有一个从一号塔板流出的顶层产品以及从最高号塔板流出的底层产品。Sure,Inside-Out(IO)和Enhanced (IO)算法可以有一个出自顶层（冷凝器）的倾析水产品。Sure 算法也可以从任何塔板提取水。对于气／液／液平衡过程，从精馏塔的任何层可以提取液相。你必须为所有固定流量提取的产品提供摩尔流量、质量和液体体积单位。还必须为顶层和底层产品提供估计值。对全部提取的产品提供的流量均为估计值。为了更好地收敛，顶部或底层流量应尽可能地精确。你必须用Performance Specification（运行说明）顶部和底层产品设置所需的流量。虚拟产物虚拟产物用于设置与精馏塔内部物流相符的物流，使之能用于流程计算。在Column Feed and Product 窗口单击Pseudoproducts 按钮，出现Clumn Pseudoproduct 窗口，在此窗口中定

间歇精馏实验

间歇精馏实验一、实验目的 1. 熟悉精馏塔的工艺流程。 2. 了解筛板精馏塔的结构及操作方法。 3. 掌握精馏塔全塔效率的测定方法。二、实验任务 1. 测定全回流条件下的全塔效率。 2. 测定塔内上升蒸汽量及蒸汽速度。三、实验原理 1. 全塔效率（E T ）的测定定义：在混合物的传质分离过程中，所需要的理论塔板数（N T ）与实际塔板数（N P ）之比。即 P T T N N E = （2—68）对于二元物系，若已知汽、液平衡数据，则根据塔顶馏出液的组成X D ，原料液的组成X F ，塔釜残液的组成X W 及操作回流比R 和进料状态参数q ，就可用图解法求得理论塔板数。全回流条件下，在X —Y 图上，精馏段和提馏段操作线重合为对角线。此时，只要知道X D 、X W ，在对角线和平衡线之间作梯级即可。（注意求得的理论塔板数应减去一）。本实验采用以下两种分析方法求X D 、X W ：（1）液体比重天平分析法；（2）酒度计分析方法。基本过程为，蒸馏塔稳定操作，即釜压，釜温度一定（150mm O H 2柱，温度92℃），蒸馏20min 以上，塔顶，塔底同时用碘量瓶取样90ml , 冷却到室温，用酒度计，温度计测相应的值；再到数据板上查出乙醇的体积百分含量v C ，再换算为摩尔分数可得W D X X ,的值。本实验装置中，精馏塔的实际塔板数为7块。 2. 上升蒸汽量V 〞及蒸汽速度u （1）上升蒸汽量V 〞由于设备保温良好，故热损失可以忽略，所以可认为电热器放出的热量全部用来加热液体混合物。即： m r V Q Q ''==热电（2—69） m m r IV r Q V 1000860= = ''电 [kmol/h] （2—70）式中：860—电热当量 [kcal/（kw ·h ）] I —电流 [A] V —电压 [V] r m —原料液的平均汽化潜热 [kcal / kmol]，计算式为：

间歇精馏

9.7 间歇精馏 9.7.1 间歇精馏过程的特点当混合液的分离要求较高而料液品种或组成经常变化时，采用间歇精馏的操作方式比较灵活机动。从精馏装置看，间歇精馏与连续精馏大致相同。作间歇精馏时，料液成批投入精馏釜，逐步加热气化，待釜液组成降至规定值后将其一次排出。由此不难理解，间歇精馏过程具有如下特点。 ① 间歇精馏为非定态过程。在精馏过程中，釜液组成不断降低。若在操作时保持回流比不变，则馏出液组成将随之下降；反之，为使馏出液组成保持不变，则在精馏过程中应不断加大回流比。为达到预定的要求，实际操作可以灵活多样。例如，在操作初期可逐步加大回流比以维持馏出液组成大致恒定；但回流比过大，在经济上并不合理。故在操作后期可保持回流比不变，若所得的馏出液不符合要求，可将此部分产物并入下一批原料再次精馏。此外，由于过程的非定态性，塔身积存的液体量（持液量）的多少将对精馏过程及产品的数量有影响。为尽量减少持液量，间歇精馏往往采用填料塔。 ② 间歇精馏时全塔均为精馏段，没有提馏段。因此，获得同样的塔顶、塔底组成的产品，间歇精馏的能耗必大于连续精馏。间歇精馏的设计计算方法，首先是选择基准状态（一般以操作的始态或终态）作设计计算，求出塔板数。然后按给定的塔板数，用操作型计算的方法，求取精馏中途其他状态下的回流比或产品组成。为简化起见，在以下计算中均不计塔板上液体的持液量对过程的影响，即取持液量为零。 9.7.2 保持馏出液组成恒定的间歇精馏设计计算的命题为：已知投料量F 及料液组成F x ，保持指定的馏出液组成D x 不变，操作至规定的釜液组成W x 或回收率η，选择回流比的变化范围，求理论板数。 1．确定理论板数间歇精馏塔在操作过程中的塔板数为定植。D x 不变但W x 不断下降，即分离要求逐渐提高。因此，所设计的精馏塔应能满足过程的最大分离要求，设计应以操作终了时的釜液组成W x 为计算基准。间歇精馏的操作先线如图9-48所示。在操作终了时，将组成为W x 的釜液提浓至D x 必有一最小回流比，在此回流比下需要的理论板数为无穷多。由图9-48b 可知，一般情况下此最小回流比m in R 为 W W W D m in x y y x R --= 为使塔板数保持在合理范围内，操作终了的回流比终R 应大于上式m in R 的某一倍数。此最终回流比的选择

间歇精馏过程模拟优化

间歇精馏过程模拟优化食科0702 010******* 1 间歇精馏的数学模型间歇精馏的数学模型包括严格模型、简捷模型、半严格模型和降阶模型。 1. 1 严格模型( Rigorous Model) 严格模型包括各组分每层板上及冷凝器和再沸器中组分物料平衡的微分方程、能量平衡微分方程、汽液平衡方程以及水力学方程等。Distefano 第一次提出了多组分间歇精馏过程的完整动力学。Diwekar U.M在简化水力学方程的基础上,也提出了较为严格的数学模型。 H. I. Furlonge 和C. C.Pantelides[1 ]提出了迄今为止最为严格的模型。此模型非常接近实际塔。他们用此严格模型进行模拟计算,结果表明,严格模型结果准确得多,但所用的计算时间增加了。严格模型随着塔板数及组分数的增多方程数成倍增加,因此在工业精馏过程中使用严格模型计算量可能会很大。而且在塔的设计、优化及控制问题中需要多次重复这些程序,这也增加了问题的计算量。另外,严格模型计算复杂很难得到全局性性质,如操作的可行区,而这对于优化及优化控制问题是很重要的。因此,在严格模型的基础上发展了下面一些简化模型。 1. 2 简捷模型( Short - cut Model) Diwekar 和Madhavan 发展了简捷模型。这种模型假设,间歇精馏塔可看作是进料随时变化的连续精馏塔,将连续精馏的FUG方法修改为间歇精馏的简捷模型。其实质是忽略了严格模型中每层板及冷凝器和再沸器中的能量微分方程和水力学方程。简捷模型是一种最简单的模型,包括最少的微分方程,计算量小,因此此模型广泛应用于优化及优化控制计算中。间歇精馏塔,尤其是复杂塔的优化问题是一个复杂问题,有时经验方法并不准确,而采用简捷模型进行初步优化是一个非常好的方法。 1. 3 分段模型( Compartmental Model) 这种模型是在由Benallou 等提出的连续精馏的塔板分段模型的基础上发展起来的。Diwekar 将其扩展应用于间歇精馏塔中。它假设精馏塔中的一定数量的塔板可以集总以形成一个平衡板,其中多个板的动态响应近似为一个平衡板上的动态响应。各段中的持液量等于其中的各层板的持液总量,各段中的组成即为敏感板的组成。分段模型考虑了塔板持液的影响,其实质是将严格模型中各板及冷凝器和再沸器中的能量微分方程忽略,这就大大降低了严格模型的微分方程的个数。当然,模型中分段的个数及敏感板的选择对于模型的准确与否是非常重要的。 1. 4 半严格模型( Semirigorous Model) 对于板持液量相对于再沸器中溶液量很小的情况,或者准确地说刚性度很大的情况,用求解刚性方程的方法也不能得到这类问题的解。这种情况下,应将此问题分为两部分再沸器用微分方程来描述,而塔的其他部分(塔板及冷凝器)假设为准稳态,即零持液模型。此模型的实质是忽略塔板上的水力学方程。这个模型能较准确的近似持液量很小的精馏塔。 1. 5 降阶模型( Reduced Order Model) 对于板式精馏塔,方程的个数随板数的增多而增加,这对于方程的求解是一个很大的困难。Y. S. Cho 和B. Joseph提出了降阶模型以简化求解过程。如果说前面的三种简模型是对间歇精馏过程物理模型的简化,这个模型则是对计算过程所作的简化。其实质是将组成及流量函数近似成塔高度的连续函数,并采用多项式的形式来表示。这样就将一组常微分方程变为代数方程。在此模型中,配置点的位置及个数直接影响结果的精确度。由于配置点的个

间歇精馏模型说明书

间歇精馏模型BatchFrac事例用于模拟丙酮和水说明书 (1) BatchFrac模型简介 BatchFrac 是一个用于间歇蒸馏的单元操作模型，它是模拟多级间歇蒸馏塔的一个严格的模型。BatchFrac 用一种十分有效的算法来求解非稳态的描述间歇蒸馏过程的热平衡方程和物料平衡方程，在每个平衡级上都提供了严格的热平衡物料平衡和相平衡关系。BatchFrac 能够处理各种间歇蒸馏问题包括以下系统：● 窄沸程 ● 宽沸程 ● 高度非理想系统 ● 三相系统 ● 反应系统 BatchFrac能够检测冷凝器中游离水的存在或者是塔中任意位置的第二液相的存在，BatchFrac在模拟级间倾析器时具有很大的灵活性，BatchFrac可以模拟带有平衡或速度控制的反应的间歇蒸馏塔这些反应可以发生在任意一个平衡级上包括再沸器和冷凝器。 BatchFrac模型假定： ● 使用平衡级但你可以规定汽化率 ● 有连续的液体滞留且没有气体滞留 ● 不模拟塔水力学 (2) BatchFrac模型输入规定 BatchFrac塔板是从上往下计算的，起始于冷凝器。其精馏过程是一个连串的顺序操作过程，BatchFra的第一个操作步骤是进行全回流运算。 BatchFra有两种形式的数据输入规定： ● Column setup(塔设置) ● Column operation(塔操作) ①Column setup(塔设置) Setup specifications define the column you are modeling, but they do not define its operation. These specifications include:Number of stages、Column holdup profile、Pressure profile、Initial charge、Final product specifications You can choose to specify these on the BatchFrac Setup Form: Interstage heaters and coolers Heat-loss profile Three-phase distillation and decanters Vaporization efficiency Reactions and property options for column segments All Column Setup specifications, except for the initial feed and final charge, can be overridden during any subsequent operation step. You can also request the simulation to record result profiles other than the default at the Setup level. You can set specific block options, algorithm convergence parameters, and diagnostic levels. You can specify user subroutines for pressure profile calculation and reboiler heat

间歇精馏过程优化问题

间歇精馏过程优化问题摘要：间歇精馏技术广泛应用于精细化工与制药工业中，用于提纯或回收高附加值的产品。间歇精馏是一个动态过程，其本身具有瞬时特性，这种性质为过程操作策略的制定以及过程设备结构的选择提供很大的灵活度，同时也为研究者们通过优化综合的方法去挖掘间歇精馏过程的经济潜能以及提高过程的分离效率提供了驱动力与广阔的空间。然而，间歇精馏中各个决策变量的时变特性与其过程优化所包含的复杂经济指标权衡，也为间歇精馏过程的优化综合问题带来了巨大的挑战。本文旨在构建一套系统化解决间歇精馏过程优化综合问题的框架。通过对间歇精馏过程的物理模型和数学模型的分析，得到优化问题的约束条件，并根据实际情况，提出生产利润最大的优化目标。最终形成了混合整数动态优化模型（MIDO），并形成了相应的解法。文中最后根据上述建模过程，具体计算了一个苯-甲苯的二元简单案例，以验证优化模型的可行性和正确性。关键词：过程优化；间歇精馏；混合整数动态优化

1 引言间歇精溜，或许是世界上最古老的用于液体混合物分离的单元操作，几个世纪以来直至今天，间歇精馏仍然大量应用于精细化学品及特殊化学品的生产当中，间歇精馏是间歇生产过程中使用最为广泛的分离技术[1]。间歇精馏主要适用于小批量、多组分、高浓度物系的分离，能够实现单塔分离多组分物系，并获得较高纯度的各组分产品。并且允许进料组分浓度在很大范围内变化，还可以适用于不同分离要求的物料。其相对于连续精馏来讲，设备简单、灵活性高、适应力强、适用于工况多变、一塔多用的场合，因此在小批量、多元物系的分离过程中得到了广泛的应用[2]。从目前来看，全世界由间歇精馏过程得到的化工产品的种类和价值所占的比重还是很大的，尤其是在精细化工方面。目前我国的精细化率在30%以上，精细化工产品具有品种多、更新换代快、产量小、商品性强、产品质量要求高、设备投资小、附加值高等特点，其中有很大一部分都是釆用间歇精馏的生产方式得到的[3-5]。同时精细化工包含的范围很广，包括医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、香料与香精、化妆品等40多个行业和门类。这也使得间歇精馏的技术水平成为了精细化工发展的关键因素。目前我国大部分企业仍采用传统的间歇精馏技术，即设备采用只具有精馏段的常规间歇精馏塔，运行策略为恒定回流比变塔顶组成或恒定塔顶组成变回流比的常规操作。然而，已有文献表明，传统的间歇精馏技术并不是最为经济有效的生产方式，最佳的间歇精馏运行方案是根据待处理的物料状态选择最适宜的间歇精馏塔结构，并采用优化的回流比操作策略，同时权衡设备投资及公用工程费用，以利润最大化为目标而得到的。未经优化综合的常规生产模式也致使我国精细化工行业存在投资成本高、生产能力小、能源消耗严重以及产品质量差等问题，进而导致产品利润下降以及环境污染等现象的发生。要解决以上问题，依靠计算机辅助设计、模拟，提高精细化工过程的模型化、控制和优化技术水平是一个关键，其中一个重要的方面便在于间歇精馏过程的优化综合。基于上述社会和研究现状，本文将对间歇精馏过程的优化综合问题展开系统化的研究。通过文献阅读和已有基本化工学科和工程优化学科的基本知识，以间歇精馏系统为对象，以操作时间最短、产品产量最大、过程利润最大为优化目标函数，约束条件为已有的化工间歇精馏计算模型和物性函数模型。通过对优化问题求解，获得最佳设备参数等，由此实现间歇精馏过程的优化综合。最后，本文将列举一个简单的案例来具体阐述这个优化问题，并进行求解，来验证方法的可行性和有效性。