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ASPEN软件进行精馏塔设计

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1 引言 1.1 ASPEN PLUS 概述 Aspen Plu s 是大型通用流程模拟系统,源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院(MIT)组织的会战,开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”(Adv anced Sy stem for Process Engineering,简称ASPEN),并于1981 年底完成。1982 年为了将其商品化,成立了AspenTech 公司,并称之为Aspen Plu s。该软件经过20 多年来不断地改进、扩充和提高,已先后推出了十多个版本,成为举世公认的标准大型流程模拟软件,应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plu s的用户。 1.2 精馏塔概述 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。 蒸气由塔底进入。蒸发出的气相与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移,气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,气相愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,从而达到组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,加热蒸发成气相返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出。 1 .2 .1 精馏塔的分类 气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔,也可采用填料塔,填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍,故本书将只介绍板式塔。 板式塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌 形塔和浮动喷射塔等多种。 板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813 年)、筛板塔(1832 年),其后,特别是在本世纪五十年代以后, 随着石油、化学工业生产的迅速发展, 相继出现了大批新型塔板,如 S 型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔,而前两者使用尤为广泛,因此,本章只讨论浮阀塔与筛板塔的设计。 (a)筛板塔 筛板塔也是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有: (1) 结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60%,...

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