DSTWU-例7.1

例 7.1 简捷法设计乙苯 - 苯乙烯精馏塔。冷凝器压力为 6kPa ，再沸器压力为 14kPa ，进料量为 12500kg/hr ，温度 45 ℃ ，压力 101.325kPa ，质量组成为乙苯 0.5843 ，苯乙烯 0.415 ，焦油 0.0007 （本题采用正十七烷表示焦油），塔顶为全凝器，回流比为最小回流比的 1.2 倍，要求塔顶产品中乙苯含量不低于 99% （ w ），塔底产品中苯乙烯含量不低于 99.7% （ w ），用 PENG-ROB 物性方法。

求最小回流比、最小理论板数、实际回流比、实际理论板数、进料位置以及塔顶产品与进料摩尔流率比，生成回流比随理论板数变化表并作图。

步骤：

①      建立和保存文件

启动 Aspen Plus ，选择模板 General with Metric Units ，文件保存为 Exaple7.1-DSTWU.bkp 。

②      建立流程图

建立如图所示的流程图，其中塔（ DSTWU ）选用模块库中 Columns/ DSTWU / ICON1 模块。

③      全局设定

点击 ，进入 Setup/Specifications/Global 页面，在名称（ Title ）框中输入 DSTWU 。

④      输入组分

点击 ，进入 Components/Specifications/Selection 页面，输入组分乙苯（ EB ）、苯乙烯（ STYRENE ）、焦油（ TAR ），本例中焦油采用正十七烷表示。

⑤      选择物性方法

点击 ，进入 Methods/Specifications/Global 页面，物性方法选择 PENG-ROB 。

⑥      输入进料条件

点击 ，进入 Streams/FEED/Input/Specifications 页面，输入进料（ FEED ）的条件，温度 45 ℃、压力 101.325kPa ，流率为 12500kg/h ，质量组成：乙苯 0.5843 ，苯乙烯 0.415 ，焦油 0.0007 。

⑦      输入模块参数

点击 ，进入 Blocks/DSTWU /Input/Specifications 页面，输入 DSTWU 模块的参数。本例中乙苯（ EB ）为轻关键组分（ Light key ），苯乙烯（ STYRENE ）为重关键组分（ Heavy key ）。根据产品纯度要求，计算可得到塔顶乙苯的摩尔回收率为 99.91% ，塔底苯乙烯的摩尔回收率为 98.58% ，苯乙烯在塔顶中的摩尔回收率为 1-0.9858=0.0142 。回流比（ Reflux ratio ）中输入“ -1.2 ”，表示实际回流比是最小回流比的 1.2 倍，若输入“ 1.2 ”，则表示实际回流比是 1.2 。压力（ Pressure ）项中输入冷凝器压力为 6kPa ，再沸器压力为 14kPa 。

⑧      运行模拟

点击 ，出现 PropertiesInput Complete 对话框，点击 OK ，运行模拟。

⑨      查看结果

由左侧数据浏览窗口进入 Blocks/ DSTWU /Results ，在 Summary 页面查看模块结果。计算出的最小回流比为 4.26 ，最小理论板数为 35 （包括全凝器和再沸器），实际回流比为 5.11 ，实际理论板数为 65 （包括全凝器和再沸器），进料位置为第 25 块板，塔顶产品与进料摩尔流率比（ Distillate to feedfraction ）为 0.5853 。

⑩      生产回流比随理论塔板数变化表

从输入 / 结果浏览菜单中选择 Input ，由左侧数据浏览窗口选择 Blocks/ DSTWU /Iput ，在 Calculation Options 页面选中 Generate table of reflux ratio vsnumber of theoretical stages ，输入初始值 36 ，终止值 85 ，变化量 1 。

点击 ，出现 Properties InputComplete 对话框，点击 OK ，运行模拟。由左侧数据浏览窗口进入 Blocks/ DSTWU /Results ，在 Reflux Ratio Profile 页面可以看到回流比随理论板数变化表。

作图

点击 Theoretical stages ，此列变为高亮度，选择菜单栏中的 Plot/X-Axis Variable ；点击 Reflux ratio ，此列变为高亮度，选择菜单栏中的 Plot/Y-Axis Variable ；选择菜单栏中的 Plot/Display Plot ，可得到如图所示的回流比与理论板数关系曲线。合理的理论板数应在曲线斜率绝对值较小的区域内选择。