Università degli Studi di Torino

Corso di Studi in Chimica Industriale

Laboratorio di Impianti Chimici

Docente: Guido Sassi

1. Simulazione di Processi e Apparecchiature Chimiche in ambiente ASPENPLUS

Start Up

Analisi dei Modelli

Dispense curate da:

Davide Fissore Sabrina Ghio Guido Sassi Salvatore Velardi

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Incominciamo con ASPEN PLUS

ASPEN significa Advanced System for Process Engineering ed è stato sviluppato dal Dr. L.Evans al M.I.T. Cambridge, Massachussetts. Insieme con Speed-up, Hysim, Chemcad fa parte dei programmi disponibili per simulare processi chimici. E’ caratterizzato da una interfaccia utente “amica”, grazie al menu guidato ed all’opportunità di poter riempire gli spazi bianchi che di volta in volta vengono segnalati dal simulatore.

L’obiettivo di questa prima parte sarà imparare ad introdurre il diagramma di flusso voluto e specificarne i flussi in ingresso ed i componenti con le rispettive proprietà. Infine analizzare i risultati della simulazione guadagnando così una certa familiarità con il programma nonché apprezzandone le capacità.

Esempio 1: Flash

Un’alimentazione liquida (flusso 1) preriscaldata a 150°C ed a 20 atm, contenente acqua (25 kg/h) e metanolo (25 kg/h) viene espansa ad 1 atm allo scopo di ottenere la separazione dei componenti leggeri (che si concentrano nel vapore) dai componenti pesanti (che si concentrano nel liquido). Il liquido ed il vapore vengono estratti continuamente per mantenere le condizioni di stato stazionario. La riduzione della pressione provoca una parziale vaporizzazione del liquido e quindi un abbassamento della sua temperatura. Il tempo di permanenza nella camera è sufficiente a garantire che il liquido ed il vapore prodotti sia in equilibrio fra loro.

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Flowsheet Workspace

Model Library

Prompt Area

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Disegnare il diagramma di flusso con Aspen e risolvere il sistema considerando il flash adiabatico. Cambiare in seguito il flusso dei componenti in alimentazione: aumentare il metanolo a 60 kg/h e ridurre l’acqua a 20 kg/h, e confrontare i risultati. Avviamento del programma Per avviare il programma scegliere nella finestra di Avvio in basso a sinistra il menu Programmi > AspenTech > Aspen Plus 10.0-1 > Aspen Plus User Interface. Si avvia così Aspen ed appare la prima finestra di dialogo: Create a New Simulation, scegliere Blank Simulation e dare OK. A questo punto compare Connect to Engine. Quando compare Connection Established dare OK e comparirà la finestra principale di Aspen. In questo spazio di lavoro creerete i diagrammi di flusso, dal momento che non avete introdotto ancora nessuna specificazione, lo spazio è bianco. Altre finestre di dialogo, per definire i flussi, i componenti… si sovrapporranno via via su questa finestra principale. La funzione Next In alto a sinistra c’è un bottone con una N blu, è la funzione Next. In qualunque momento se selezionate questa funzione Aspen vi guiderà alla prossima scelta: quando non siete sicuri a proposito della prossima scelta, usate questa funzione. Costruire il diagramma di flusso

Il diagramma di flusso da costruire è riportato in Fig. 1, è costituito da un flusso in ingresso (metanolo e acqua), da una unità operativa (la camera di espansione) e da due flussi uscenti (il vapore ed il liquido).

Inserire l’unità di flash Per simulare la camera di espansione, selezionate nel riquadro in basso la sezione Separators, spostatevi con il mouse e leggete in basso la breve descrizione fornita per le diverse apparecchiature. Per questo esempio selezionate con il mouse sinistro Flash2, ovvero flash con 2 uscite e l’immagine diventerà più chiara.

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Per maggiori notizie a riguardo richiamate le informazioni disponibili on-line con il tasto F1 da tastiera, per chiudere la finestra di Help usate Esc sempre da tastiera. Quando l’icona è selezionata, il mouse assume la forma di una croce, spostatelo nel foglio di lavoro e inserite l’unità con il mouse sinistro. A questo punto l’unità viene visualizzata con il nome assegnato da Aspen (B1).

Inserire i flussi

Tornate nuovamente nel blocco in basso a sinistra e selezionate Material Streams, come sposterete il mouse nel foglio di lavoro, vedrete evidenziarsi in rosso i flussi in ingresso e uscita dall’apparecchiatura ed in blu il flusso di Water Decanter che al momento non è di interesse. Se vi avvicinate con il cursore ai flussi compariranno le informazioni a riguardo (Feed, Vapor, Liquid). Cliccate con il mouse sinistro da un punto vicino all’apparecchiatura fino a

sovrapporre il cursore alla freccia rossa entrante (flusso Feed) e cliccate nuovamente con il mouse sinistro, Aspen disegnerà il flusso in ingresso. Avete così introdotto l’alimentazione, fate la stessa cosa per i flussi in uscita. Prima di procedere assicuratevi che i flussi siano realmente collegati all’apparecchiatura facendo la seguente prova: cliccate con il mouse sinistro sulla freccia nera nel menu in basso, il mouse ritorna una freccia. Selezionate con il mouse sinistro l’apparecchiatura e provate a trascinarla, i flussi collegati devono seguire l’unità. Se così non fosse selezionate nuovamente in basso a sinistra Material Streams, le frecce rosse si evidenzieranno e collegate il vostro flusso scollegato alla freccia rossa interessata a seconda che sia in ingresso o in uscita. Il diagramma di flusso è ora completo, se così non fosse in basso a destra comparirebbe in rosso la scritta Flowsheet not complete.

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Rinominare i flussi Aspen chiama 1, 2 e 3 i flussi in ordine di creazione. Per maggiore comprensione del diagramma è bene rinominare i flussi. Selezionate con il mouse sinistro il flusso in alimentazione, ora con il mouse destro comparirà una finestra dove troverete Rename stream, inserite nei flussi appropriati, Feed, Vapor e Liquid. Inserire le specifiche Quando il diagramma di flusso è completo, occorre inserire i dati in ingresso e le condizioni operative per l’apparecchiatura. Se ricorrete ora alla funzione Next, comparirà una finestra che vi avvisa che il vostro diagramma è completo e che vi guida al prossimo input: Flowsheet connectivity is complete. Provide the remaining problem specifications on input form. Display next input form? Date OK e comparirà la prossima finestra da completare. Notate che in basso a destra finché non avrete introdotto tutti gli Inputs comparirà la scritta rossa Required input incomplete. Specificare un titolo ed il sistema di misura Compare ora la finestra Setup Specifications Data Browser, dove occorre completare la sessione Global con il titolo della vostra simulazione nel campo Title, per esempio Methanol flash unit e date Enter. Sotto trovate Units of measurement, scegliete SI, il Sistema Internazionale. Introdurre i componenti Con la funzione Next, comparirà a questo punto la finestra Components Specifications Data

Browser, che vi permetterà di introdurre i componenti coinvolti nella simulazione. In questo esempio i componenti sono metanolo e acqua. Nel campo Comp ID, scrivete Methanol e date Enter. Aspen riconosce questo componente e completa i rimanenti campi con il nome e la formula. Nel successivo campo bianco inserite Water. Avete così specificato i 2 componenti richiesti per questo processo e la funzione Next vi aiuterà ancora una volta per inserire i prossimi

input. Notate che quando una pagina è completa è caratterizzata da un segno blu, al contrario è rosso. Scegliere il metodo termodinamico La funzione Next vi porterà alla finestra Properties Specifications dove selezionate il metodo appropriato per la simulazione con il quale Aspen calcolerà le proprietà quali densità, entalpia, etc.

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Nel campo Process type è visualizzato ALL, ovvero vengono coinvolti tutti i tipi di processo, nel campo successivo Base Method selezionate IDEAL per questa simulazione si stimerà l’equilibrio liquido-vapore come ideale. In basso potrete leggere alcune sommarie informazioni sui metodi, mentre con la funzione F1 avrete a disposizione maggiori notizie sul calcolo delle proprietà con il metodo scelto. Le proprietà sono complete e con la funzione Next vi spostate all’input successivo. Introdurre i flussi

L’input successivo è la finestra Stream FEED Input, Feed rappresenta proprio il nome che voi avete scelto quando avete rinominato il flusso. Dovete ora introdurre le condizioni e il flusso dell’alimentazione per il metanolo e per l’acqua. Nel campo State Variables introduce Temperature 150°C e Pressure 20 atm come è richiesto dal problema. Per selezionare °C e atm usate le frecce laterali che aprono i menu a tendina dove selezionate la voce necessaria. A questo punto a destra Aspen ha introdotto i componenti coinvolti e

nel campo Composition selezionate Mass flow in kg/h ed introduce di fianco ai componenti 25 dal momento che il metanolo e l’acqua hanno lo stesso flusso di 25 kg/h. Usate nuovamente la funzione Next per completare l’input successivo. Introdurre i dati dell’unità del processo

Si apre la finestra relativa a Block B1 Flash 2. Per definire il Flash introducete in Flash Specifications nel campo Pressure 1 (la pressione di espansione) e Heat duty pari a 0 dal momento che la camera è adiabatica. Anche in questo caso per selezionare heat duty, aprite con le frecce laterali il menu a tendina. A questo punto sono stati introdotti tutti gli input e la scritta rossa in basso a destra si è trasformata in blu con Input completo. La funzione Next vi confermerà che avete

introdotto tutti i dati necessari alla simulazione e vi chiede se volete lanciare la simulazione. All required input complete......run the simulation now? Date OK Lanciare la simulazione Quando gli input sono completi la funzione o vi permetterà di lanciare la simulazione. Aspen visualizzerà ora il Control Panel che vi permetterà di seguire la simulazione che si sviluppa in

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tre passi, dapprima analizza gli input introdotti (Processing input specifications), inizia il processo di calcolo (calculations begin) ed infine genera i risultati (simulation calculations completed). Sono ora disponibili i risultati della simulazione. Esaminare i risultati

Selezionate il flusso vapore con il mouse sinistro e con il mouse destro aprite la finestra relativa e scegliete la voce Results. Verranno visualizzati la composizione del flusso e il suo stato termodinamico. Per muovervi trascinate con il mouse la freccia alla sinistra della finestra. Un esempio lo trovate allegato. Per analizzare i risultati del blocco di flash, selezionate la camera e con il mouse destro aprite la finestra e come per il flusso selezionate Results. In questa finestra

vengono visualizzate le condizioni di temperatura del flash e la frazione di vapore. Come cambiare le unità di misura dei risultati Se automaticamente la vostra versione non riporta i risultati in massa o in moli, oppure con le frazioni, secondo le vostre esigenze, Aspen dà la possibilità di modificare le unità di misura dei risultati. Dal menu principale Data, selezionate la voce Setup, una delle opzioni sotto questa voce è Report Options. Vi si apre la finestra corrispondente, passate alla sottofinestre Stream. Qui potete scegliere di visualizzare i risultati in massa o in moli. Selezionateli tutti: Fraction basis, sia Mole che Mass (ed avrete i flussi sia in kg/h che in kmol/h) e Flow basis, sia Mole che Mass ed avrete le frazioni molari ed in massa. Modificare gli input Variate ora la composizione del flusso in ingresso e valutate i risultati nelle nuove condizioni. Selezionate il flusso Feed con il mouse e con il mouse destro aprite la finestra dove ora scegliete la voce Input. A destra modificate il flusso di metanolo da 25 a 60 ed il flusso di acqua da 25 a 40. Per lanciare la simulazione con i nuovi dati potete ricorrere alla funzione Next oppure scegliere dal menu principale in alto la voce Run e dalla tendina nuovamente Run. Chiudere la sessione di lavoro Per uscire da Aspen, selezionate File dalla finestra principale e scegliete Exit. Aspen aprirà una finestra di dialogo dove vi chiederà se volete salvare il lavoro. Scegliete YES e seguite le istruzioni che vi saranno date in aula per scegliere l’area di lavoro dove salvare i vostri file.

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Esempio 2: Analisi delle proprietà Questa funzione Aspen permette di generare diagrammi e tabelle delle proprietà di componenti puri e di miscele. In questo esempio userete questa funzione per generare un diagramma temperatura-composizione per il sistema acetone-cloroformio, usando i coefficienti di attività stimati con il modello NRTL. Prima di cominciare, è importante capire le proprietà fisiche e il comportamento dell’equilibrio di fase dei componenti, in modo da confermare che il comportamento predetto dai modelli utilizzati sia ragionevole. Dalla letteratura, Properties of gases and liquids, Reid, Sherwood and Prausnitz, Appendice A, trovate Temperatura di ebollizione dell’acetone 56°C Temperatura di ebollizione del cloroformio 61°C Azeotropo del sistema 64,5°C Avviamento del programma Per avviare il programma scegliere nella finestra di Avvio in basso a sinistra il menu Programmi > AspenTech > Aspen Plus 10.0-1 > Aspen Plus User Interface. Si avvia così Aspen ed appare la prima finestra di dialogo: Create a New Simulation, scegliere Blank Simulation e dare OK. Quando compare Connection Established dare OK e comparirà la finestra principale di Aspen. In questo spazio di lavoro creerete i diagrammi di flusso, dal momento che non avete introdotto ancora nessuna specificazione, lo spazio è bianco. Altre finestre di dialogo, per definire i flussi, i componenti… si sovrapporranno via via su questa finestra principale. Introdurre i componenti e le proprietà Questa volta non disegnerete nessuna apparecchiatura, ma cercherete informazioni riguardo ai componenti. Dal menu principale selezionate Data e poi Setup. Nella finestra che si apre sulla sinistra scegliete Specifications e nella sessione Global selezionate nel campo Input data MET e lo stesso nel campo Output data. Usate ora la funzione Next ed appare la finestra per inserire i componenti. Nella sessione Selection, in Component ID scrivete Acetone, date Enter, sotto introducete CHCL3. Aspen riconosce i componenti, riempie i campi con la formula. Usate la funzione Next per spostarvi alla sessione riguardante i metodi termodinamici. Si apre Properties e nella sessione Global, nel campo Property method & models completate il Base method scegliendo NRTL dal menu a tendina che aprite con le frecce. Usate Next e vi spostate in Binary Interaction NRTL. Sono qui riportati i parametri di interazione binaria della banca dati usata da Aspen per il sistema acetone-cloroformio.

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Questi parametri sono determinati fra 15°C e 65.5°C. Muovendovi con la freccia potete leggere i coefficienti di interazione ed in fondo il range di temperatura sopra riportato. Accettate questi parametri selezionando nuovamente la funzione Next. Apparirà una finestra di dialogo che vi chiede se volete introdurre altri dati in ingresso, questa volta selezionate Cancel e con la croce in alto a destra chiudete la finestra. Generare il diagramma Txy Anche se in basso a sinistra Aspen vi comunica che i dati non sono sufficienti, questo tipo di analisi si può fare comunque. Dal menu principale selezionate Tools e poi Analysis > Property > Binary. Usate la funzione Next e si apre la finestra Binary Analisys, nel campo Analysis type dal menu a tendina selezionate Txy. Appariranno i dati che Aspen usa, accettateli cliccando su Go. Inizia la fase di calcolo per la generazione del diagramma. I risultati appariranno sotto forma di tabella e subito dopo compare il grafico. Notate come i dati sono in accordo con i dati di letteratura. Chiudete il grafico con la x in alto a destra e dalla finestra Binary Analysis Results, cliccate Plot Wisard, Aspen vi mostrerà i diversi tipi di grafico disponibili.

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Esempio 3: Distillazione del Metilcicloesano Il metilcicloesano ed il toluene formano un sistema difficile da separare con una semplice distillazione binaria (le temperature di ebollizione sono molto vicine). Si usa così fenolo in una colonna di recupero per estrarre il toluene in modo da ottenere come prodotto di testa metilcicloesano relativamente puro. Data una colonna già esistente di recupero di metilcicloesano con le seguenti caratteristiche: 22 stadi di equilibrio, rapporto di riflusso pari a 8, condensatore totale a 16 psi e ribollitore parziale a 20.2 psi. Viene alimentata al piatto numero 7 con una corrente di 1200 lbmol/h di fenolo a 220 °F e 20 psi ed al piatto numero 14 con una corrente costituita da 200 lbmol/h di metilcicloesano e 200 lbmol/h di toluene anch’essa a 220 °F e 20 psi. In tali condizioni si ottengono 200 lbmol/h di distillato. Simulare la colonna in queste condizioni per determinare la purezza del metilcicloesano, i profili di composizione ed il calore da fornire al ribollitore di coda e da sottrarre al condensatore di testa.

Incrementate poi il flusso di fenolo a 1800 lbmol/h e vedrete che il recupero del metilcicloesano migliora. Il diagramma di flusso e le condizioni operative sono riportate in Figura.

Avviamento del programma Per avviare il programma scegliere nella finestra di Avvio in basso a sinistra il menu Programmi > AspenTech > Aspen Plus 10.0-1 > Aspen Plus User Interface. Si avvia così Aspen ed appare la prima finestra di dialogo: Create a New Simulation, scegliere Blank Simulation e dare OK. A questo punto compare Connect to Engine. Quando compare Connection Established dare OK e comparirà la finestra principale di Aspen. In questo spazio di lavoro creerete i diagrammi di flusso, dal momento che non avete introdotto ancora nessuna specificazione, lo spazio è bianco. Altre finestre di dialogo, per definire i flussi, i componenti… si sovrapporranno via via su questa finestra principale. La funzione Next In alto a sinistra c’è un bottone con una N blu, è la funzione Next. In qualunque momento se selezionate questa funzione Aspen vi guiderà alla prossima scelta: quando non siete sicuri a proposito della prossima scelta, usate questa funzione.

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Costruire il diagramma di flusso Il diagramma di flusso da costruire è riportato in Figura. Ci sono due alimentazioni, (metilcicloesano-toluene e fenolo come solvente, una unità di processo (colonna per distillazione estrattiva) e due flussi per i prodotti (distillato e prodotto di coda). Inserire la colonna

Per simulare la colonna, selezionate nel riquadro in basso la sezione Columns, spostatevi con il mouse e leggete in basso la breve descrizione fornita per le diverse apparecchiature. Per questo esempio selezionate con il mouse sinistro RADFRAC e l’immagine diventerà più chiara. Per maggiori notizie a riguardo richiamate le informazioni disponibili on-line con il tasto F1 da tastiera, per chiudere la finestra di Help usate Esc sempre da tastiera. Quando l’icona è selezionata - il mouse assume la forma di una croce - spostate il cursore nel foglio di lavoro e inserite

l’unità con il mouse sinistro. A questo punto l’unità viene visualizzata con il nome assegnato da Aspen (B1). Cambiare l’icona della colonna Il modello RadFrac ha diverse icone disponibili, cliccate con il mouse sinistro sulla freccia nera in basso a sinistra in modo che il cursore diventi una freccia e spostatevi poi nuovamente sul foglio di lavoro. Con il mouse sinistro selezionate l’icona e con il mouse destro si apre una finestra di dialogo, scegliete la voce Exchange Icon. L’icona verrà sostituita con la nuova immagine. Inserire i flussi Tornate nuovamente nel blocco in basso a sinistra e selezionate Material Streams, come sposterete il mouse nel foglio di lavoro, vedrete evidenziarsi in rosso i flussi in ingresso e uscita dall’apparecchiatura. Se vi avvicinate con il cursore ai flussi compariranno le informazioni a riguardo (Feed, Liquid D required, Bottom required). Cliccate con il mouse sinistro da un punto vicino all’apparecchiatura fino a sovrapporre il cursore alla freccia rossa entrante (flusso Feed) e cliccate nuovamente con il mouse sinistro, Aspen disegnerà il flusso in ingresso. Avete così introdotto la prima alimentazione, fate la stessa cosa per l’altra alimentazione e per i flussi in uscita. Prima di procedere assicuratevi che i flussi siano realmente collegati all’apparecchiatura facendo la seguente prova: cliccate con il mouse sinistro sulla freccia nera nel menu in basso, il mouse ritorna una freccia. Selezionate con il mouse sinistro

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l’apparecchiatura e provate a trascinarla, i flussi collegati devono seguire l’unità. Se così non fosse selezionate nuovamente in basso a sinistra Material Streams, le frecce rosse si evidenzieranno e collegate il vostro flusso scollegato alla freccia rossa interessata a seconda che sia in ingresso o in uscita. Il diagramma di flusso è ora completo, se così non fosse in basso a destra comparirebbe in rosso la scritta Flowsheet not complete. Rinominare i flussi Aspen chiama 1, 2, 3 e 4 i flussi in ordine di creazione. Per maggiore comprensione del diagramma è bene rinominare i flussi. Selezionate con il mouse sinistro il flusso in alimentazione, ora con il mouse destro comparirà una finestra dove troverete Rename stream, inserite nei flussi appropriati, Feed, Solvent, Distil e Bottom.

Inserire le specifiche Quando il diagramma di flusso è completo, occorre inserire i dati in ingresso e le condizioni operative per l’apparecchiatura. Se ricorrete ora alla funzione Next, comparirà una finestra che vi avvisa che il vostro diagramma è completo e che vi guida al prossimo input: Flowsheet connectivity is complete. Provide the remaining problem specifications on input form. Display next input form? Date OK e comparirà la prossima finestra da completare. Notate che in basso a destra finché non avrete introdotto tutti gli comparirà la scritta rossa Required input incomplete. Specificare un titolo ed il sistema di misura Compare ora la finestra Setup Specifications Data Browser, dove occorre completare la sessione Global con il titolo della vostra simulazione nel campo Title, per esempio Methylcyclohexane Recovery Process e date Enter. Sotto trovate Units of measurement, scegliete SI, il Sistema Internazionale. Introdurre i componenti Con la funzione Next, comparirà a questo punto la finestra Components Specifications Data Browser, che vi permetterà di introdurre i componenti coinvolti nella simulazione. In questo esempio i componenti sono toluene, fenolo e metilcicloesano. Nel campo Comp ID, scrivete Toluene e date Enter. Aspen riconosce questo componente e completa i rimanenti campi con il nome e la formula. Nel successivo campo bianco inserite Phenol. Aspen completerà nuovamente i campi nome e formula. Se per il metilcicloesano,

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inserite l’abbreviazione MCH nel campo Comp ID, Aspen non riconosce il componente e non riempie i campi, ma apre una nuova finestra di dialogo Find dove scrivete una parte del nome, Methylcyc e date Enter. In basso comparirà una lista di tutti i componenti che iniziano con le lettere scritte, cercate Methylcyclohexane e quando selezionate Close, Aspen chiude la finestra e riempie i campi. Avete specificato i tre componenti richiesti per la simulazione e la funzione Next vi aiuterà ancora una volta per inserire i prossimi input. Notate che quando una pagina è completa è caratterizzata da un segno blu, al contrario è rosso. Scegliere il metodo termodinamico La funzione Next vi porterà alla finestra Properties Specifications dove selezionate il metodo appropriato per la simulazione con il quale Aspen calcolerà le proprietà quali densità, entalpia, etc. Nel campo Process type è visualizzato ALL, ovvero vengono coinvolti tutti i tipi di processo, nel campo successivo Base Method selezionate UNIFAC per questa simulazione si stimerà l’equilibrio liquido-vapore come non-ideale. In basso potrete leggere alcune sommarie informazioni sui metodi, mentre con la funzione F1 avrete a disposizione maggiori notizie sul calcolo delle proprietà con il metodo scelto. Le proprietà sono complete e con la funzione Next vi spostate all’input successivo. Introdurre i flussi L’input successivo è la finestra Stream FEED Input, Feed rappresenta proprio il nome che voi avete scelto quando avete rinominato il flusso. Dovete ora introdurre le condizioni e il flusso dell’alimentazione per la corrente metilcicloesano e toluene. Nel campo State Variables introduce Temperature 220°F e Pressure 20 psi come è richiesto dal problema. Per selezionare °F e psi usate le frecce laterali che aprono i menu a tendina dove

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selezionate la voce necessaria. A questo punto a destra Aspen ha introdotto i componenti coinvolti e nel campo Composition selezionate Mole flow in lbmol/h ed introducete di fianco ai componenti methylcycl e toluene i rispettivi flussi di 200 lbmol/h per entrambi. Ricordate che in questa alimentazione non c’è fenolo, quindi non introducete in

questa pagina il flusso. Usate nuovamente la funzione Next per completare l’input successivo con le condizioni della seconda corrente alimentata, solvent di fenolo. Inserite nel campo Composition, Mole flow in lbmol/h e di fianco al fenolo 1200. In questa corrente c’è solo fenolo quindi non introducete altri componenti. Ancora una volta Next per spostarvi alla finestra successiva Introdurre i dati dell’unità del processo Si apre la finestra relativa a Block B1 Radfrac. Per definire la colonna occorre introdurre il numero di stadi teorico, il tipo di condensatore, il flusso di distillato, i piatti di alimentazione delle correnti in ingresso ed il profilo di pressione in colonna. Nella prima sessione, Configuration, nel campo Number of stages, inserite 22 e nel campo Condenser scegliete Total, nella sessione Operating specifications, inserite nel campo Distillate rate, 200 lbmol/h (fate attenzione ad introdurre le appropriate unità di misura) ed in Reflux ratio 8. Nella sessione Streams, completate con i piatti in cui introducete l’alimentazione: nel campo Name Feed, Stage 14 e per il solvente Solvent inserite 7. Usate la funzione Next per completare la sessione Pressure dove si inserisce il profilo di pressione in colonna. Per l’esempio considerato, la pressione al condensatore è di 16 psi e la pressione al ribollitore di coda di 20 psi. Nella sessione potete introdurre la pressione di testa e la perdita di carico in colonna pari a 20-16=4. Nella sessione Pressure, nel campo View scegliete Top/Bottom, sotto nel campo Top Stage Condenser inserire 16 psi. Ed in basso nel campo Pressure drop Column inserite 4 psi.

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Radfrac è ora completo, usate Next per muoverti alla prossima finestra. I vostri input sono completi e Aspen vi chiede se volete lanciare la simulazione. Date OK Lanciare la simulazione Quando gli input sono completi la funzione Next vi permetterà di lanciare la simulazione. Aspen visualizzerà ora il Control Panel che vi permetterà di seguire la simulazione che si sviluppa in tre passi, dapprima analizza gli input introdotti (Processing input specifications), inizia il processo di calcolo (calculations begin) ed infine genera i risultati (simulation calculations completed). Sono ora disponibili i risultati della simulazione. Chiudete le finestre con la croce in alto a destra. Esaminare i risultati Per esaminare i risultati della colonna, selezionatela, spostando il mouse vicino alla colonna e poi cliccando con il mouse sinistro. Il blocco si circonda di quadratini neri. Cliccate con il mouse destro e si apre una finestra, scegliete la voce Results. Appariranno i risultati della colonna. Nella sessione Summary, sono riportati la temperatura della colonna, il calore ed il flusso di liquido e vapore. Muovetevi nella sessione Split fraction e il metilcicloesano nel distillato è pari al 97%. Selezionate il flusso del distillato con il mouse sinistro e con il mouse destro aprite la finestra relativa e scegliete la voce Results. Verranno visualizzati la composizione del flusso e il suo stato termodinamico. Per muovervi trascinate con il mouse la freccia alla sinistra della finestra

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Modificare gli input Variate ora il flusso di solvente(fenolo), aumentatelo a 1800 lbmol/h e valutate l’effetto sulla purezza del metilcicloesano nel flusso del distillato in testa alla colonna.. Selezionate il flusso solvent con il mouse e con il mouse destro aprite la finestra dove ora scegliete la voce Input. A destra modificate il flusso di metilcicloesano da 1200 a 1800 lbmol/h. Per lanciare la simulazione con i nuovi dati potete ricorrere alla funzione Next oppure scegliere dal menu principale in alto la voce Run e dalla tendina nuovamente Run. Chiudere la sessione di lavoro Per uscire da Aspen, selezionate File dalla finestra principale e scegliete Exit. Aspen aprirà una finestra di dialogo dove vi chiederà se volete salvare il lavoro. Scegliete YES e seguite le istruzioni che vi saranno date in aula per scegliere l’area di lavoro dove salvare i vostri file.

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Esempio 4: Analisi di sensitività

Uno dei vantaggi di utilizzare un simulatore di processo consiste nel poter velocemente esaminare la sensitività del processo ai cambiamenti di una variabile di processo.

Avviamento del programma

Per avviare il programma scegliere nella finestra di Avvio in basso a sinistra il menu Programmi > AspenTech > Aspen Plus 10.0-1 > Aspen Plus User Interface.

Aprire un file già esistente

Si avvia così Aspen ed appare la prima finestra di dialogo: Create a New Simulation, scegliere Open an existing simulation e dare OK. Caricate il file in cui avete salvato la colonna di recupero del metilcicloesano. Selezionate l’appropriata directory ed il nome del file .....apw e date OK. A questo punto compare Connect to Engine. Quando compare Connection Established dare OK e comparirà la finestra principale di Aspen.

Salvare un file con un altro nome

Prima di creare l’analisi di sensitività è più sicuro salvare il vostro file con un altro nome. Dal menu File del menu principale, selezionate Save as e quando appare la finestra di dialogo inserite un nome diverso nel campo File name e date OK. Aspen crea una nuova simulazione che è una copia della simulazione precedente.

Analisi di sensibilità

Nell’esempio della colonna di recupero del metilcicloesano si è vista la variazione del grado di purezza del distillato per 2 diverse portate del solvente. Ora, con l’analisi di sensitività, si vedrà la variazione della purezza del distillato prodotto (frazione molare) e del calore al ribollitore ed al condensatore, in funzione della portata di fenolo.

Introdurre i dati per l’analisi di sensitività Per introdurre i dati dell’analisi di sensitività, selezionate dal menu principale Data, Model Analysis Tools , si apre una finestra laterale, selezionate Sensitivity. Aspen vi mostrerà la prima finestra con la quale potete creare una nuova analisi, e poi in seguito potrete cambiare gli input di un’analisi già esistente o vederne i risultati. Per crearne una nuova selezionate New, appare una finestra di dialogo dove automaticamente viene generato un nome associato all’analisi: S-1. Per maggior chiarezza cambiate questo nome in Purity. Date OK. Apparirà così il prossimo menu dove dovete nominare le variabili che volete campionare e quelle che volete variare. Le variabili che volete campionare sono la purezza del distillato in testa, il calore sottratto al condensatore e quello fornito al ribollitore. La variabile da variare è la portata del fenolo in ingresso. Dalla sezione Define selezionate New e nel campo Variable Name inserite PURDIS, date OK Ovvero la frazione molare del metilcicloesano nel distillato di testa che ora definirete nella sessione Variable definition. In sequenza riempite i campi che Aspen vi mostrerà.

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Category Streams Type Mole frac (che selezionate nel menu a tendina) Stream Distill Substream accettate mixed Component MCH Questa prima variabile è completata, date Next e introducete le rimanenti. Selezionate New di nuovo e nel campo Variable Name inserite CONDHE, date OK Ovvero il calore sottratto al condensatore di testa che ora definirete nella sessione Variable definition. In sequenza riempite i campi che Aspen mi mostrerà.

Category Blocks Type Block var (che selezionate nel menu a tendina) Block B1 Variable COND-DUTY

Date Next e introducete l’ultima. Selezionate New di nuovo e nel campo Variable Name inserite BOLLHE, date OK Ovvero il calore fornito al ribollitore di coda che ora definirete nella sessione Variable definition. In sequenza riempite i campi che Aspen mi mostrerà.

Category Blocks Type Block var (che selezionate nel menu a tendina) Block B1 Variable REB-DUTY

Date Next e completate la sessione Vary. Nel campo Variable number dal menu a tendina selezionate New e Aspen riempirà il bianco con il numero 1. Compilate ora i rimanenti campi.

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Type Mole-flow Stream Solvent Substream accettate mixed Component Phenol Scegliete ora di completare il campo di destra Overall range. Come Lower inserite 1200, Upper 2000 e Incr 100. Infine completate la sessione Tabulate. Column No 1 e Tabulated PURDIS Column No 2 e Tabulated CONDHE Column No 3 e Tabulated BOLLHE. Avete così terminato di introdurre i dati relativi a questo esempio.

Lanciare la simulazione Quando gli input sono completi la funzione Next vi permetterà di lanciare la simulazione. Aspen visualizzerà ora il Control Panel che vi permetterà di seguire la simulazione che si sviluppa in tre passi, dapprima analizza gli input introdotti (Processing input specifications), inizia il processo di calcolo (calculations begin) ed infine genera i risultati (simulation calculations completed). Sono ora disponibili i risultati della simulazione. Chiudete le finestre con la croce in alto a destra. Visualizzare i risultati dell’analisi Dal menu principale selezionare Data, quindi la voce Model Analysis Tools, si apre una finestra laterale, scegliete Sensitivity, con il mouse sinistro selezionate cliccando 2 volte nella finestra che compare a destra Purity. Compare Results, selezionatelo. Comparirà la tabella composta di 4 colonne, la prima con la variabile manipolata ovvero il flusso di solvente e le altre con le variabili campionate.

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Diagrammare i risultati

Per una maggior comprensione dei risultati, è possibile visualizzarli sotto forma di grafico. Con il mouse sinistro selezionate la colonna Vary 1 (ovvero la prima quella della variabile manipolata) e poi dal menu principale Plot e più sotto X Axis Variable, selezionate ora la colonna di PURDIS, riselezionate Plot e questa volta scegliete Y Axis Variable. A questo punto una terza volta Plot e selezionate la voce Plot. Aspen creerà il grafico della purezza del distillato in funzione della portata di solvente. In allegato trovate il grafico, controllate così i risultati. Nascondere l’analisi di sensitività Affinchè Aspen non esegua l’analisi di sensitività tutte le volte che eseguirà i calcoli, potete nasconderla. Dal menu principale Data, selezionate Model Analysis Tools, Sensitivity, vi si apre una finestra dove con il mouse potete selezionare Purity nel campo Object Manager, in basso selezionate il pulsante Hide. Chiudere la sessione di lavoro Chiudete tutte le finestre di lavoro aperte con la croce in alto a sinistra. Per uscire da Aspen, selezionate File dalla finestra principale e scegliete Exit. Aspen aprirà una finestra di dialogo dove vi chiederà se volete salvare il lavoro. Scegliete YES e seguite le istruzioni che vi saranno date in aula per scegliere l’area di lavoro dove salvare i vostri file.

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Esempio 5: Funzione target

Se avete svolto con successo gli esempi precedenti, potete ora procedere con questa ulteriore analisi del sistema. Questa funzione Aspen permette di manipolare una variabile al fine di ottenere un determinato risultato.

Avviamento del programma

Per avviare il programma scegliere nella finestra di Avvio in basso a sinistra il menu Programmi > AspenTech > Aspen Plus 10.0-1 > Aspen Plus User Interface.

Aprire un file già esistente

Si avvia così Aspen ed appare la prima finestra di dialogo: Create a New Simulation, scegliere Open an existing simulation e dare OK. Caricate il file in cui avete salvato la colonna di recupero del metilcicloesano. Selezionate l’appropriata directory ed il nome del file .....apw e date OK. A questo punto compare Connect to Engine. Quando compare Connection Established dare OK e comparirà la finestra principale di Aspen.

Salvare un file con un altro nome

Prima di creare l’analisi di sensitività è più sicuro salvare il vostro file con un altro nome. Dal menu File del menu principale, selezionate Save as e quando appare la finestra di dialogo inserite un nome diverso nel campo File name e date OK. Aspen crea una nuova simulazione che è una copia della simulazione precedente.

Design Specification

Nell’esempio 3 avete simulato una colonna per il recupero del metilcicloesano per 2 valori della portata del flusso di solvente, nell’esempio 3 avete diagrammato la purezza del distillato, il calore al condensatore ed al ribollitore in funzione della portata del flusso di solvente. In questo esempio determinerete la portata di solvente richiesta per avere una purezza del distillato di testa pari al 98%.

Introdurre i dati

Per introdurre i dati di questa analisi, dal menu principale selezionate Data, e poi Flowsheeting Options e dalla finestra Design Spec. Dalla finestra che appare selezionate New, Aspen genera automaticamente il nome della nuova analisi, DS-1, per accettarlo date OK. Appare la finestra Define dove definirete la variabile obiettivo, ovvero la purezza del distillato. Selezionate New e nel campo Name inserite XMCH e date OK. E via via completate i campi relativi alle proprietà del flusso di distillato: Category Streams Type Mole-frac Stream Distill Substream Accettate Mixed Component MCH

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Usate ora la funzione Next affinché Aspen vi mostri la successiva sessione da completare. Nella sessione Spec definite l’obiettivo dell’analisi. Nel campo Spec inserite XMCH*100, in modo che Aspen converta la frazione molare del distillato in percentuale. Nel campo Target inserite 98 e in Tolerance 0.01, ovvero l’analisi verrà soddisfatta per un valore pari al 98% +/- 0.01%. Con la funzione Next spostatevi all’ultima sessione da completare dove inserite la variabile da manipolare per ottenere il vostro obiettivo, ovvero la portata di solvente. Nella sessione Vary inserite: Type Stream-Var Stream Name Solvent Variable Mole-flow Completate ancora il campo Manipulated variable limits, come Lower inserite 1200, Upper 2000. Aspen cercherà per quale valore della portata di solvente, compresa fra 1200 e 2000 kmol/h, la purezza del distillato sia pari a 98%. Lanciare la simulazione QQuando gli input sono completi la funzione Next vi permetterà di lanciare la simulazione. Aspen visualizzerà ora il Control Panel che vi permetterà di seguire la simulazione che si sviluppa in tre passi, dapprima analizza gli input introdotti (Processing input specifications), inizia il processo di calcolo (calculations begin) ed infine genera i risultati (simulation calculations completed). Sono ora disponibili i risultati della simulazione. Chiudete le finestre con la croce in alto a destra. Visualizzare i risultati dell’analisi Dal menu principale selezionare Data, poi Results Summary e dalla finestra Convergence. Aspen aprirà una finestra dove potrete vedere il valore della portata di fenolo che soddisfa la purezza richiesta, essa è pari a 1516 kmol/h.

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Esempi di introduzione ad ASPEN Esercizio 1 Una corrente liquida di n-esano e n-eptano al 40% molare in n-esano si trova alla temperatura di 125°C ed alla pressione di 5 atm. Subisce una laminazione adiabatica a 2 atm in un barilotto nel quale la fase vapore si trova in equilibrio con la fase liquida. Calcolare la frazione di vapore generata.

Diagrammare la composizione della miscela in funzione della pressione alla temperatura di 35°C. (Generare un diagramma Pxy)

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Generare inoltre un diagramma Txy a 0,6 atm. In seguito eseguite un’analisi di sensitività per determinare come varia la frazione molare di n-esano nella corrente di vapore uscente dal flash al variare della pressione di esercizio.

Esercizio 2 In una colonna di distillazione operante in continuo con due alimentazioni si esegue la separazione tra benzene e toluene. Correnti di alimentazione: 1) 100 kmol/h vaporizzate al 30% con una frazione molare di benzene pari a 0,3. 2) 50 kmol/h vaporizzate all’80 % con una frazione molare di benzene pari a 0,6. Dapprima generare il grafico xy per la miscela binaria benzene toluene alla pressione di 1 atm.

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Alimentate l’alimentazione 1 all’8 stadio e la 2 al 5. La colonna ha 15 piatti ed un rapporto di riflusso pari a 3. Il flusso del distillato è pari a 60 kmol/h. Il condensatore è totale. La colonna lavora ad 1 atm, trascurate le perdite di carico in colonna. Determinare la frazione di benzene nel distillato e nel prodotto di coda, il calore fornito al ribollitore ed il calore sottratto al condensatore.

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Modellazione di apparecchiature con ASPEN Mixer e Splitters Si tratta di modelli per separatori che possono essere utilizzati al posto di modelli più rigorosi (distillazione, assorbimento) per diminuire l’onere computazionale o quando i dettagli della separazione non sono noti o non sono importanti. MIXER combina flussi di materia (o di calore, o di lavoro) in un unico flusso. Viene richiesto di specificare la pressione di equilibrio, mentre la portata, la composizione e la temperatura della corrente risultante vengono calcolate mediante le equazioni di bilancio di materia e di energia. Risulta possibile indicare una approssimazione della temperatura. L’utente può anche modificare la tolleranza richiesta per avere convergenza ed il numero massimo di iterazioni consentite.

FSPLIT combina flussi di materia (o di calore, o di lavoro) e divide il flusso risultante in due o più flussi; tutti i flussi uscenti hanno evidentemente la medesima composizione e le medesime proprietà. La ripartizione dei flussi in uscita può essere indicata come split fraction, ma anche come portata. Anche in questo caso si deve indicare la pressione dei flussi in uscita ed, opzionalmente, la temperatura di equilibrio (una sua approssimazione).

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Analogo è il modo di funzionate di SSPLIT.

SEP combina flussi e separa il flusso risultante in due o più flussi sulla base di split fraction specificate per singoli componenti. SEP2 opera in maniera analoga ma il numero di flussi in uscita è limitato a 2. In entrambi i casi possono essere indicate stime della temperatura di miscela, tolleranze e numero massimo di iterazioni come nei casi precedenti.

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Pompe e compressori PUMP simula una pompa o una turbina idraulica; può calcolare sia la potenza richiesta (per una pompa), sia la potenza ottenuta (nel caso di una turbina) per una certa pressione di mandata, oppure calcola la pressione di mandata una volta fissata la potenza (fornita od ottenuta). Si può anche fissare il rendimento della macchina e quello del motore. COMPR simula un compressore politropico, un compressore alternativo politropico, o un compressore/turbina isentropico. Viene calcolata la pressione di mandata data la potenza fornita o la potenza richiesta dato il rapporto di compressione. Si possono specificare le efficienze del compressore (isentropica o politropica) e del motore.

MCOMPR simula il medesimo sistema, con la differenza che si può modellare una compressione inter-refrigerata. Tra i diversi stadi si possono introdurre alimentazioni, estrarre liquidi condensati…. Per ogni stadio si può specificare il rapporto di compressione, il tipo di compressione, il suo rendimento….

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Scambiatori di calore HEATER calcola scambiatori di calore in cui sia nota la temperatura a cui si vuole portare il fluido di processo e la pressione di esercizio; viene calcolato il carico termico dell’apparecchiatura.

HEATER può essere anche impiegato per fare calcoli di equilibrio in fase vapore, liquida, liquido-vapore e liquido-liquido-vapore con un unico flusso uscente. HEATER può essere anche impiegato per modellare pompe e compressori qualora non siano richieste informazioni circa le potenze necessarie.

HEATX viene impiegato per modellare lo scambio termico tra due flussi all’interno di uno scambiatore di calore. Viene richiesto di specificare il tipo di scambiatore (in controcorrente o equicorrente), il modo con cui il coefficiente di scambio termico è calcolato (short cut o mediante correlazioni specificate) ed un ulteriore parametro da scegliersi tra: - temperatura in uscita di uno dei due flussi (quella

dell’altro flusso è calcolata in conseguenza del bilancio termico)

- area di scambio - portata termica scambiata - geometria dello scambiatore (in

questo caso occorre definire in dettaglio le dimensioni e la tipologia dei tubi, il loro numero, l’eventuale presenza di alette di raffreddamento, di setti…)

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1 2

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Risulta anche possibile specificare le perdite di carico (o farle calcolare dalla geometria del sistema) e indicare i fattori di sporcamento.

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Separatori FLASH2 viene utilizzato per eseguire calcoli relativi ad equilibri liquido-vapore e/o vapore-liquido-liquido per ottenere portate e composizioni di un flusso vapore e di un flusso liquido (si può specificare opzionalmente un flusso di acqua di decantazione). FLASH2 può essere impiegato per modellare flash, evaporatori, knock-out drums ed altri separatori a singolo stadio di equilibrio.

Si possono specificare due tra temperatura, pressione, carico termico e frazione di vapore; si può anche indicare un’approssimazione della temperatura/pressione di equilibrio e la tolleranza ed il massimo numero di iterazioni.

Al termine della simulazione si possono esaminare le proprietà delle correnti liquida e vapore uscenti dal flash selezionandole con il mouse e cliccando poi con il bottone destro, andando a selezionare Results. In maniera analoga si può cliccare sull’icona dell’apparecchiatura per vedere un quadro riassuntivo dei risultati relativi all’apparecchiatura stessa. FLASH3 viene utilizzato per eseguire calcoli relativi ad equilibri liquido-vapore e/o vapore-liquido-liquido per ottenere portate e composizioni di un flusso vapore e di due flussi liquidi. FLASH3 può essere impiegato per modellare decantatori od altri separatori a singolo stadio di equilibrio in cui si producano due flussi liquidi. Gli input richiesti sono analoghi a quelli di FLASH2, così come il modo di leggere i risultati. RADFRAC è un modello rigoroso per modellare tutti i tipi di separatori liquido-vapore realizzai in più stadi, includendo tra questi l’assorbimento, lo stripping, la distillazione azeotropica ed estrattiva, in aggiunta alla distillazione ordinaria. RADFRAC può essere impiegato sia in sistemi con componenti aventi temperatura di ebollizione prossima, sia quando le temperature di ebollizioni sono distribuite in un range più ampio. Sistemi con tre fasi possono essere anche considerati, così come la presenza di reazioni chimiche: in quest’ultimo caso sia reazioni di equilibrio che reazioni a controllo cinetico possono avere luogo sia in fase vapore, sia in fase liquida.

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1

2

3

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Si possono specificare diversi tipi di ribollitore (totale, parziale…), diverse specifiche operative (portata di distillato, rapporto di riflusso, carichi termici al ribollitore ed al condensatore, portata del prodotto di coda, rapporto distillato/alimentazione….). Si devono poi indicare i flussi ed il piatto di alimentazione e poi un’indicazione sulla pressione (pressione in testa e/o in coda, oppure il profilo di pressioni nella colonna…). Analogamente si possono specificare le caratteristiche del piatto o del riempimento che si impiega oppure direttamente le efficienze, scegliendo tra efficienze di vaporizzazione ed efficienze di Murphree, efficienze per singoli componenti, per singoli piatti oppure per la colonna intera.

MULTIFRAC è un modello rigoroso per il calcolo di colonne in cui si abbiamo bypass, scambiatori di calore esterni, ricircoli, estrazioni laterali. Il sistema può essere costituito da colonne interconnesse a qualsiasi livello, senza limitazioni al numero di flussi connessi, e può includere split e mixing di flussi. Sistemi di questo tipo possono essere combinazioni di assorbitori/stripper, colonne di frazionamento dell’aria o del petrolio, colonne con integrazione energetica…. RADFRAC e MULTIFRAC possono essere impiegati sia per il progetto di apparecchiature, sia per valutare le prestazioni di un’apparecchiatura le cui specifiche sono note. In questo secondo caso i profili di temperatura, portate e frazioni molari vengono calcolati sulla base dei parametri definenti la colonna (rapporto di riflusso, portata di prodotto, carichi termici); in aggiunta a ciò si possono specificare efficienze di separazione relative ai singoli componenti e agli stadi della colonna (RADFRAC accetta sia efficienze di vaporizzazione che le efficienze di Murphree, mentre MULTIFRAC richiede che siano specificate unicamente le efficienze di vaporizzazione). In fase di progetto invece alcuni parametri della colonna possono essere fatti variare in modo da conseguire i valori specificati di purezza, portata, recupero…..

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In ASPEN sono disponibili anche metodi short cut per il calcolo delle colonne di separazione. DSTWU calcola una colonna di distillazione a due componenti con condensatore totale o parziale impiegando il metodo semplificato di Winn-Underwood-Gilliland. Fissati i recuperi del componente altobollente e di quello bassobollente, DSTWU stima il minimo valore del rapporto di riflusso e il minimo numero di stadi necessari. DSTWU calcola anche il rapporto di riflusso richiesto, dato il numero di stadi, o il numero di stadi necessari, fissato il rapporto di

riflusso. DSTWU calcola anche i carichi termini al condensatore ed al ribollitore e lo stadio ottimale per l’alimentazione.

DISTL è un modello per il calcolo di distillazioni multi-componente utilizzando il metodo di Edmister, fissati il numero di stadi, il rapporto di riflusso e la portata di distillato. DISTL calcola anche i carichi termici al condensatore ed al bollitore. SCFRAC è un metodo short cut per il calcolo di colonne di distillazione complesse con una singola alimentazione e più flussi di prodotto.

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2

3

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Reattori In ASPEN sono disponibili diversi modelli per reattori chimici; con l’eccezione del reattore batch e di quello con flusso a pistone (plug flow), tutti gli altri possono avere più alimentazioni che vengono internamente miscelate. RSTOIC viene impiegato per simulare un reattore in cui la cinetica di reazione sia sconosciuta o non importante, ma la stechiometria sia nota e il grado di avanzamento della reazione possa essere specificato. La reazione chimica può essere scritta nella finestra Edit Stoichiometry indicando reagenti e prodotti e i loro coefficienti stechiometrici; si richiede poi l’indicazione della conversione di un componente o del grado di avanzamento della reazione. RYIELD viene impiegato per simulare un reattore in cui si specifichi la resa di ciascun componente; anche in questo caso i dati sulla cinetica di reazione non sono importanti. Sia REQUIL che RGIBBS possono essere impiegati per simulare reattori monobasici in cui si raggiungano le condizioni di equilibrio. REQUIL calcola la composizione di equilibrio risolvendo le equazioni di equilibrio per i singoli componenti, mentre RGIBBS minimizza l’energia libera di Gibbs del sistema. REQUIL è conveniente quando la stechiometria di reazione è conosciuta e solamente alcune reazioni raggiungono l’equilibrio;

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RGIBBS non richiede la conoscenza della stechiometria di reazione ed è preferito per calcoli di equilibrio più in generale; temperatura e pressione devono comunque essere specificate. RCSTR è un modello rigoroso per il calcolo di reattori continui a perfetta miscelazione (CSTR) e può essere impiegato quando la cinetica di reazione è conosciuta. Fissato il carico termico, RCSTR calcola la temperatura di uscita dei prodotti e viceversa. Le reazioni chimiche che hanno luogo possono essere specificate partendo dal menu principale del programma e selezionando: Data/ Reactions / Reactions. Selezionando New il programma richiede di indicare il tipo di cinetica (legge della potenza, Langmuir-Hinshelwood…) e di introdurre poi, oltre alla stechiometria di reazione, i parametri cinetici conformemente al modello che si è scelto. RPLUG è un modello rigoroso per la simulazione di reattori con flusso a pistone; si possono simulare: 1) reattori con temperatura

specificata; 2) reattori adiabatici; 3) reattori con refrigerante a

temperatura costante; 4) reattori con refrigerante in

controcorrente o in equi-corrente.

Vengono poi richieste le dimensioni del reattore e le reazioni che hanno luogo.

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RBATCH è un modello rigoroso per la simulazione di reattori monofasici o bifasici discontinui; la presenza di un flusso continuo o di uno spurgo continuo può essere anche simulata. Differenti condizioni operative possono essere simulate (temperatura o carico termico costante, presenza di refrigerante a temperatura costante….), così come diverse condizioni di pressione. Si richiede anche di introdurre il tempo di operazione e gli Stop Criteria, ovvero criteri per la terminazione del ciclo batch.