塔设备单元模型 — 分类1.DSTWU2.Distl3.RadFrac4.Extract塔设备塔设备塔设备塔设备(Columns)(Columns)单元共有单元共有单元共有单元共有9 9种模块种模块种模块种模块::::5.MultiFrac6.SCFrac7.PetroFrac8.RateFrac9.BatchFrac塔设备单元模型—分类塔设备单元模型—分类(1)塔塔——简捷塔简捷塔塔塔——严格塔严格塔塔设备单元模型—分类(2)DSTWU 简捷精馏(设计)DSTWU 模块用模块用Winn-Underwood-Gilliland捷算法进行精馏塔的设计,根捷算法进行精馏塔的设计,根据给定的加料条件和分离要求计算最据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、给定回流小回流比、最小理论板数、给定回流比下的理论板数和加料板位置比下的理论板数和加料板位置DSTWU 简捷精馏 (2)1、、塔设定塔设定 ( Column specifications)((1)塔板数)塔板数 ( Number of stages)((2))回流比 ( Reflux ratio) >0, 实际回流比;实际回流比; <-1, 绝对值绝对值=实际回流比实际回流比/最小回流比最小回流比DSTWU — 模型参数DSTWU模型有四组模型有四组模型设定参数模型设定参数::DSTWU — 模型参数(2)2、、关键组分回收率关键组分回收率 ( Key component recoveries )( Key component recoveries )((1 1)轻关键组分在馏出物中的回收率)轻关键组分在馏出物中的回收率馏出物中的轻关键组分馏出物中的轻关键组分馏出物中的轻关键组分馏出物中的轻关键组分/ / / /进料中的轻关键组分进料中的轻关键组分进料中的轻关键组分进料中的轻关键组分((2 2)重关键组分在馏出物中的回收率)重关键组分在馏出物中的回收率馏出物中的重关键组分馏出物中的重关键组分馏出物中的重关键组分馏出物中的重关键组分/ / / /进料中的重关键组分进料中的重关键组分进料中的重关键组分进料中的重关键组分DSTWU — 模型参数(3)DSTWU模型有四组模型有四组模型设定参数模型设定参数::DSTWU — 模型参数(4)3、、压力压力 ( Pressure)((1)) 冷凝器冷凝器 ( Condenser)((2)) 再沸器 ( Reboiler)DSTWU — 模型参数(5)DSTWU模型有四组模型有四组模型设定参数模型设定参数::DSTWU — 模型参数(6)4、、冷凝器设定冷凝器设定 ( Condenser specifications)((1)) 全凝器全凝器 ( Total condenser)((2)) 带汽相馏出物的部分冷凝器带汽相馏出物的部分冷凝器 ( Partial condenser with vapor distillate)((3)) 带汽、液相馏出物的部分冷凝器带汽、液相馏出物的部分冷凝器 ( Partial condenser with vapor and liquid distillate)DSTWU — 模型参数(7)DSTWU模型有四组模型有四组模型设定参数模型设定参数::DSTWU — 模型参数(8)1、、生成回流比生成回流比——理论板数关系表理论板数关系表 ( Reflux ratio vs. Number of theoretical stages )2、、计算等板高度计算等板高度 ( Calculate HETP )DSTWU — 计算选项DSTWU模型有两个计算选项:模型有两个计算选项:DSTWU — 计算选项(2) “ “生生生生成成成成回回回回流流流流比比比比————理理理理论论论论板板板板数数数数关关关关系系系系表表表表” ”对对对对选选选选取取取取合合合合理理理理的的的的理理理理论论论论板板板板数数数数很很很很有有有有参参参参考考考考价价价价值值值值。
在在在在实实实实际际际际回回回回流流流流比比比比对对对对理理理理论论论论板板板板数数数数栏栏栏栏目目目目中中中中输输输输入入入入我我我我们们们们想想想想分分分分析析析析的的的的理理理理论论论论板板板板数数数数的的的的最最最最小小小小值值值值 ( (Initial Initial number number of of stagesstages) )、、、、 最最最最 大大大大 值值值值 ( (Final Final number number of of stagesstages) )和和和和增增增增量量量量值值值值( (Increment Increment size size for for number number of of stagesstages) )计计计计算算算算完完完完成成成成后后后后的的的的结结结结果果果果中中中中会会会会包包包包括括括括回回回回流流流流比比比比剖剖剖剖形形形形( (Reflux Reflux ratio ratio profileprofile), ), 据据据据此此此此可可可可以以以以绘绘绘绘制制制制回回回回流比流比流比流比————理论板数曲线。
理论板数曲线理论板数曲线理论板数曲线DSTWU — 计算选项(3)DSTWU — 计算选项(4)DSTWU — 计算选项(5)合合合合理理理理的的的的理理理理论论论论板板板板数数数数应应应应在在在在曲曲曲曲线线线线斜斜斜斜率率率率绝绝绝绝对对对对值值值值较较较较小小小小的的的的区区区区域域域域内内内内选选选选择择择择Distl 简捷精馏(操作) Distl 模块用 Edmister 方法计算给定精馏塔的操作结果Distl —— 模型参数在在Specification表单中设定以下参数:表单中设定以下参数: 理论板数 Number of stages 加料板位置 Feed stage 回流比 Reflux ratio 馏出物/进料摩尔比 Distillate to feed mole 冷凝器类型 Condenser type 冷凝器压强 Condenser pressure 再沸器压强 Reboiler pressureDistl —— 模型参数(2)Distl —— 计算结果计算给出以下模块信息: 冷凝器热负荷 Condenser duty 再沸器热负荷 Reboiler duty 进料板温度 Feed stage temperature 塔顶温度 Top stage temperature 塔底温度 Bottom stage temperature 进料q值 Feed qualityDistl —— 计算结果(2)Extract — 连续萃取塔 Extract 模块用逐级计算法精确计算连续逆流萃取过程的操作结果。
Extract—连续萃取塔(2)1、、塔设定塔设定 (Specs)表单表单 1) 塔板数塔板数 (Number of stages) 2) 热状态选项热状态选项 (Thermal options) (1) 绝热绝热 (Adiabatic) (2) 指定温度剖形指定温度剖形 (Specify temperature…) (3) 指定热负荷剖形指定热负荷剖形 (Specify heat duty …)Extract — 模型参数Extract 模块有四组基本模型参数模块有四组基本模型参数::Extract — 模型参数(2)2、、关键组分关键组分 ( Key components)表单表单 (1) 第一液相第一液相( 1st liquid phase) 即比重较大的液相,从塔底出料即比重较大的液相,从塔底出料 (2) 第二液相第二液相( 2nd liquid phase) 即比重较小的液相,从塔顶出料即比重较小的液相,从塔顶出料Extract — 模型参数(3)Extract — 模型参数(4)Extract — 模型参数(5)3、、物流物流 ( Streams )表单表单 塔塔顶顶和和塔塔底底必必须须各各有有一一股股进进料料和和出出料料物物流流。
如如果果还还有有侧侧线线物物流流,,则则在在此此表表单单中中设设置置侧侧线线进进料料物物流流的的加加料料板板位位置置和和侧线出料物流的出料板位置和流量侧线出料物流的出料板位置和流量Extract — 模型参数(6)Extract — 模型参数(7)4、、压强压强 ( Pressure )表单表单 设设置置塔塔内内的的压压强强剖剖形形至至少少指指定定一一块块板板的的压压强强未未指指定定板板的的压压强强通通过过内内插或外推决定插或外推决定Extract — 模型参数(8)Extract —— 级效率1、选项、选项 ( Options )表单表单 选选择择使使用用通通用用级级效效率率(Specify stage efficiencies)还还是是为为每每一一个个组组分分分分别别指指定定 级级 效效 率率 (Specify efficiencies for individual components) Extract模块采用级效率来处理两液模块采用级效率来处理两液相组成未达到平衡的真实过程,缺省的级相组成未达到平衡的真实过程,缺省的级效率为效率为 1((平衡级平衡级))。
Extract —— 级效率(2)Extract —— 级效率(3)2、级、级 ( Stages )表单表单 输入每一块板上的通用板效率输入每一块板上的通用板效率 3、、组分组分( Components )表单表单 输输入入每每一一个个组组分分在在每每一一块块板板上上的的组组分分板效率Extract —— 级效率(4)Extract —— 物性方法1、选项、选项 ( Options )表单表单 首先选择下列三类方法之一:首先选择下列三类方法之一:1)用给定的物性方法(活度系数法或)用给定的物性方法(活度系数法或 状态方程法);状态方程法);2))KLL温度关联式;温度关联式;3))用户子程序用户子程序 Extract模块模块提供三类方法求取液提供三类方法求取液—液平衡分配系数液平衡分配系数 Extract — 物性方法(2)Extract — 物性方法(3)2、、 KLL关联式关联式 ( KLL correlation )表单表单 如果选择KLL温度关联式方法,则在温度关联式方法,则在此输入各关联式中的系数此输入各关联式中的系数。
Extract — 物性方法(4)RadFrac 精密分离模块 RadFrac 模块同时联解物料平衡、能量平衡和相平衡关系,用逐板计算方法求解给定塔设备的操作结果 RadFrac 模块用于精确计算精馏塔、吸收塔(板式塔或填料塔)的分离能力和设备参数RadFrac—模型设定RadFrac 模型具有以下设定表单: 1、配置(Configuration) 2、流股(Streams) 3、压强(Pressure) 4、冷凝器(Condenser) 5、再沸器(Reboiler) 6、三相(3-Phase)RadFrac — 配置配置表单包含以下项目: 1、塔板数(Number of Stages) 2、冷凝器(Condenser) 3、再沸器(Reboiler) 4、有效相态(Valid Phase) 5、收敛方法 (Convergence) 6、操作设定操作设定 (Operation Specifications)RadFrac — 配置(2)RadFrac — 配置(冷凝器)冷凝器配置从四个选项中选择一种: 1、全凝器全凝器(Total) 2、部分冷凝部分冷凝-汽相馏出物汽相馏出物 (Partial-Vapor) 3、部分冷凝部分冷凝-汽相和液相馏出物汽相和液相馏出物 (Partial-Vapor-Liquid) 4、无冷凝器无冷凝器 (None)RadFrac—配置(冷凝器)RadFrac —配置(再沸器)再沸器配置从三个选项中选择一种: 1、釜式再沸器釜式再沸器(Kettle) 2、热虹吸式再沸器热虹吸式再沸器(Thermosyphon) 3、无再沸器无再沸器 (None)RadFrac—配置(再沸器)RadFrac — 配置(有效相态)有效相态从四个选项中选择一种有效相态从四个选项中选择一种: 1、汽汽-液液(Vapor-Liquid) 2、汽汽-液液-液液(Vapor-Liquid -Liquid ) 3、汽、汽-液液- 冷凝器游离水冷凝器游离水 (Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor) 4、汽汽-液液- 任意塔板游离水任意塔板游离水 (Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage)RadFrac—配置 (有效相态)RadFrac—配置(收敛方法)收敛方法从六个选项中选择一种:收敛方法从六个选项中选择一种: 1、标准方法标准方法(Standard) 2、石油石油/宽沸程宽沸程(Petroleum/Wide-Boiling) 3、强非理想液相、强非理想液相(Strongly Non-ideal LiquidStrongly Non-ideal Liquid)) 4、共沸体系共沸体系(Azeotropic) 5、深度冷冻体系深度冷冻体系(Cryogenic) 6、用户定义用户定义(Custom)RadFrac—配置 (收敛方法)RadFrac — 配置(操作设定)1、回流比回流比((Reflux Ratio))2、回流速率回流速率((Reflux Rate))3、馏出物速率、馏出物速率((Distillate Rate)4、塔底物速率塔底物速率((Bottoms Rate)5、上升蒸汽速率上升蒸汽速率((Boilup Rate)操作设定从十个选项中选择:操作设定从十个选项中选择:6、上升蒸汽比上升蒸汽比((Boilup Ratio)7、上升蒸汽上升蒸汽/进料比进料比((Boilup to Feed Ratio)8、馏出物、馏出物/进料比进料比((Distillate to Feed Ratio)9、冷凝器热负荷冷凝器热负荷((Condenser Duty)10、再沸器热负荷再沸器热负荷((Reboiler Duty)RadFrac—配置 (操作设定)操作设定从十个选项中选择:操作设定从十个选项中选择:RadFrac—配置 (操作设定)RadFrac — 流股1、进料流股进料流股(Feed Streams) 指定每一股进料的加料板位置。
2、产品流股产品流股(Product Streams) 指定每一股侧线产品的出料板位置及产量在流股表单中设置以下参数:在流股表单中设置以下参数:RadFrac—流股RadFrac — 压强从三种方式从三种方式(View)中选择一种 1、塔顶塔顶/塔底塔底(Top/Bottom) 指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降 2、压力剖型压力剖型(Pressure Profile) 指定每一块塔板压力指定每一块塔板压力 3、塔段压降塔段压降((Section Pressure Drop)) 指定每一塔段的压降指定每一塔段的压降在压强表单中设置以下参数:在压强表单中设置以下参数:RadFrac—压强RadFrac — 冷凝器冷凝器设定有两组参数冷凝器设定有两组参数:1、冷凝器指标冷凝器指标(Condenser Specification) 仅仅应用于部分冷凝器只需指定冷凝温仅仅应用于部分冷凝器只需指定冷凝温度度((Temperature))和蒸汽分率和蒸汽分率((Vapor Fraction))两个参数之一。
两个参数之一RadFrac — 冷凝器2、过冷态过冷态((SubcoolingSubcooling))1)过冷选项)过冷选项((((Subcooling optionSubcooling option)))) 回流物和馏出物都过冷回流物和馏出物都过冷 (Both reflux and (Both reflux and liquid distillate are subcooled) liquid distillate are subcooled) /仅仅回流物过冷仅仅回流物过冷 (Only reflux is subcooled)(Only reflux is subcooled)2)过冷指标)过冷指标((((Subcooling specificationSubcooling specification)))) 过冷物温度过冷物温度 (Subcooled temperature)(Subcooled temperature) /过冷度过冷度 (Degrees of subcooled)(Degrees of subcooled)RadFrac — 冷凝器冷凝器设定有两组参数冷凝器设定有两组参数:RadFrac — 冷凝器RadFrac — 再沸器如选用了热虹吸再沸器,则需要进行设定如选用了热虹吸再沸器,则需要进行设定:1、指定再沸器流量再沸器流量 (Specify reboiler flow rate)2、指定再沸器出口条件再沸器出口条件 ( Specify reboiler outlet condition)3、同时指定流量和出口条件流量和出口条件 (Specify both flow and outlet condition )RadFrac — 再沸器RadFrac 的计算结果从三部分查看:的计算结果从三部分查看: 1 1、结果简汇、结果简汇((Results summary)) 2 2、分布剖形、分布剖形((Profiles)) 3 3、流股结果、流股结果((Stream results))RadFrac — 结果查看结果简汇结果简汇给出塔顶(冷凝器)给出塔顶(冷凝器)和塔底(再沸器)的温度、热负和塔底(再沸器)的温度、热负荷、流量、回流比和上升蒸汽比荷、流量、回流比和上升蒸汽比等参数,以及每一组份在各出塔等参数,以及每一组份在各出塔物流中的分配比率。
物流中的分配比率RadFrac — 结果简汇RadFrac — 结果简汇 分分布布剖剖形形给给出出塔塔内内各各塔塔板板上上的的温温度度、、压压力力、、热热负负荷荷、、相相平平衡衡参参数数,,以以及及每每一一相相态态的的流流量量、、组组成成和和物物性性据据此此可可确确定定最最佳佳加加料料板和侧线出料板位置板和侧线出料板位置RadFrac — 分布剖形RadFrac — 分布剖形RadFrac — 分布剖形RadFrac — 报告选项 报报告告(Report)中中有有一一项项对对塔塔板板设设计计非非常常重重要要,,即即性性质质选选项项(Property options)里里的的包包括括水水力力学学参参数数(Include hydraulic parameters)选选项项另另外外剖剖形形选选项项((Profile options))里里包包括括哪哪些些塔塔板板(Stages to be included in report)也也很很有有用RadFrac — 报告选项RadFrac — 报告选项RadFrac — 报告选项选选 择择 了了 包包 括括 水水 力力 学学 参参 数数(Include hydraulic parameters)选选项项后后,,剖剖形形结结果果中中将将给给出出指指定定塔塔板板上上的的汽汽、、液液两两相相的的体体积积流流量量、、密密度度、、粘粘度度和和表表面面张张力力等等塔塔板板设设计计所所需的参数。
需的参数RadFrac — 报告选项RadFrac — 设计规定RadFrac 模型带有内部的设计规模型带有内部的设计规定功能,通过设计规定定功能,通过设计规定(Design Specs)和变化和变化(Vary)两组对象进行设定两组对象进行设定可以设置多个设计规定对象和多可以设置多个设计规定对象和多个变化对象,但要注意两者间的依赖个变化对象,但要注意两者间的依赖关系和自由度必须吻合,否则不能收关系和自由度必须吻合,否则不能收敛RadFrac — 设计规定RadFrac — 设计规定对象 设计规定对象通过以下三张表单设计规定对象通过以下三张表单设置规定指标设置规定指标 1、规定、规定 (Specification) 2、组分、组分 (Components) 3、进料、进料/产物流股产物流股 (Feed/Product Streams) RadFrac—设计规定对象RadFrac—设计规定对象在规定表单中输入以下指标在规定表单中输入以下指标 1、类型、类型 (Type) 有有36种变量类型共选用种变量类型共选用 2、目标、目标 (Target) 设定规定变量的目标值设定规定变量的目标值 3、流股类型、流股类型 (Stream type) 产物产物(Product)/内部内部(Internal)/倾析倾析 器器(Decanter)RadFrac—设计规定对象RadFrac—设计规定对象 (5) 在在组组分分表表单单中中输输入入定定义义目目标标值值的的组组分分 (Components)((分分子子))和和基基准准组组分分 (Base Components)((分分母母))。
从从左左侧侧可可用用组组分分 (Available components)框框中中选选择择需需用用组组分分到到右右侧侧的的选选用用组组分分 (Selected Components) 框中框中.RadFrac—设计规定对象RadFrac—设计规定对象 在在进进料料/ /产产物物流流股股表表单单中中选选择择定定义义设设计计规规定定目目标标值值的的流流股股名名称称.RadFrac—设计规定对象RadFrac — 变化对象 在变化对象的在变化对象的Specification表单中输入调节变量及其调节表单中输入调节变量及其调节范围的上、下限值范围的上、下限值 RadFrac — 变化对象RadFrac —塔板效率RadFrac 模模块块可可以以设设定定实实际际塔塔板板的的板板效效率率(Efficiencies)用用户户可可选选用用蒸蒸发发效效率率(Vaporization Efficiencies) 或或墨墨弗弗里里效效率率(Murphree Efficiencies),,并并选选择择指指定定单单块块板板的的效效率率,,单单个个组组分分的的效率,或者塔段的效率。
效率,或者塔段的效率RadFrac — 塔板效率RadFrac — 塔板效率RadFrac —蒸发效率Vaporization Efficiencies 定义如下定义如下下标下标 i 代表组分,代表组分,j 代表塔板编号代表塔板编号RadFrac — 墨弗里效率Murphree Efficiencies定义如下定义如下下标下标 i 代表组分,代表组分,j 代表塔板编号代表塔板编号RadFrac — 塔板设计 塔塔板板设设计计(Tray sizing)计计算算给给定定板板间间距距下下的的塔塔径径可可将将塔塔分分成成多多个个塔塔段段分分别别设设计计合合适适的的塔塔板板在在Specification表表单单中中输输入入该该塔塔段段(Trayed section)的的起起始始塔塔板板(Starting stage)和和结结束束塔塔板板(Ending stage)序序号号,,塔塔板板类类型型(Tray type),,塔塔板板流流型型程程数数(Number of passes),,以以及及板板间间距距(Tray spacing)等几何结构等几何结构(Geometry)参数。
参数RadFrac —塔板设计RadFrac — 塔板设计塔板类型提供了五种塔板供选用:塔板类型提供了五种塔板供选用: 1、泡罩塔板、泡罩塔板((Bubble Cap)) 2、筛板、筛板((Sieve)) 3、浮阀塔板、浮阀塔板((Glistch Ballast)) 4、弹性浮阀塔板、弹性浮阀塔板((Koch Flexitray)) 5、条形浮阀塔板、条形浮阀塔板((Nutter Float Valve)RadFrac — 塔板设计RadFrac —塔板设计 结结果果 (Results) 表表单单中中给给出出计计算算得得到到的的塔塔内内径径 (Column diameter)、、对对应应最最大大塔塔内内径径的的塔塔板板序序号号(Stage with maximum diameter)、、降降液液管管截截面面积积/塔塔截截面面积积 (Downcomer area / Column area)、、 侧侧 降降 液液 管管 流流 速速 (Side downcomer velocity)、、侧侧堰堰长长 (Side weir length)。
RadFrac —塔板设计RadFrac —塔板设计 剖剖形形 (Profiles) 表表单单中中给给出出每每一一块块塔塔板板对对应应的的塔塔内内径径 (Diameter)、、塔塔板板总总面面积积(Total area)、、塔塔板板有有效效区区面面积积 (Active area)、、侧侧降降液液管管截截面面积积 (Side downcomer area) RadFrac —塔板设计RadFrac — 塔板核算 塔塔板板核核算算((Tray rating))计计算算给给定定结结构构参参数数的的塔塔板板的的负负荷荷情情况况,,可可供供选选用用的的塔塔板板类类型型与与“塔塔板板设设计计”中中相相同 “塔塔板板设设计计”与与“塔塔板板核核算算”配配合合使使用用,,可可以以完完成成塔塔板板选选型型和和工工艺艺参参数设计RadFrac — 塔板核算 “塔塔板板核核算算”的的输输入入参参数数除除了了从从“塔塔板板设设计计” 带带来来的的之之外外,,还还应应补补充充塔塔盘盘厚厚度度(Deck thickness)和和溢溢流流堰堰高高度度(Weir heights),,多多流流型型塔塔板板应应对对每一种塔盘都输入堰高。
每一种塔盘都输入堰高RadFrac — 塔板核算RadFrac — 塔板核算在塔板布置在塔板布置(Layout)表单中输入:表单中输入:•浮浮阀阀的的类类型型(Valve type)、、材材质质(Material)、、厚厚度度(Thickness)、、有有效效区区浮浮阀阀数数目目(Number of valves to active area) ;;•筛筛孔孔直直径径(Hole diameter)和和开开孔孔率率(Sieve hole area to active area fraction)RadFrac — 塔板核算RadFrac — 塔板核算RadFrac — 塔板核算在降液管在降液管(Downcomer)表单中输入:表单中输入:•降液管底隙降液管底隙(Clearance);;•顶部宽度顶部宽度(Width at top);;•底部宽度底部宽度(Width at bottom);;•直段高度直段高度(Straight height) RadFrac — 塔板核算RadFrac — 塔板核算 塔塔板板核核算算结结果果在在结结果果(Results)表表单中列出,有三个参数应重点关注:单中列出,有三个参数应重点关注:1、最大液泛因子、最大液泛因子(Maximum flooding factor) ,应该小于,应该小于0.8 ;;2、塔段压降、塔段压降(Section pressure drop);;3、最大降液管液位、最大降液管液位/板间距板间距(Maximum backup / Tray spacing),应该在,应该在 0.25 ~0.5之间。
之间RadFrac— 塔板核算RadFrac — 填料设计 填填料料设设计计(Pack sizing)计计算算选选用用某某种种填填料料时时的的塔塔内内径径在在Specification表表单单中中输输入入填填料料类类型型 (Type)、、生生产产厂厂商商(Vendor)、、材材料料 (Material)、、板板材材厚厚度度(Sheet thickness)、、尺尺寸寸 (Size)、、等等板板高高度度 (Height equivalent to a theoritical plate) 等参数RadFrac — 填料设计RadFrac — 填料设计 填料类型共有填料类型共有 40 种填料供选用,种填料供选用,以下是以下是 5 种典型的散堆填料:种典型的散堆填料:1、、拉西环拉西环((RASCHIG))2、、鲍尔环鲍尔环((PALL))3、、阶梯环阶梯环((CMR))4、、矩鞍环矩鞍环((INTX))5、、超级环超级环((SUPER RING))RadFrac — 填料设计 填料类型共有填料类型共有 40 种填料供选用,种填料供选用,以下是以下是 5 种典型的规整填料:种典型的规整填料:1、带孔、带孔板波填料板波填料((MELLAPAK))2、带孔、带孔网波填料网波填料((CY))3、带缝、带缝板波填料板波填料((RALU-PAK))4、陶瓷、陶瓷板波填料板波填料((KERAPAK))5、、格栅规整填料格栅规整填料((FLEXIGRID))RadFrac — 填料设计RadFrac — 填料设计 结结果果 (Results) 表表单单中中给给出出计计算算塔塔内内径径 (Column diameter)、、最最大大负负荷荷分分率率(Maximum fractional capacity)、、最最大大 负负 荷荷 因因 子子 (Maximum capacity fractor)、、塔塔段段压压降降 (Section pressure drop)、、比比表表面面积积 (Surface area) 等等参参数。
数RadFrac — 填料核算 填填料料核核算算((Pack rating))计计算算给给定定结结构构参参数数的的填填料料的的负负荷荷情情况况,,可可供供选选用的填料类型与用的填料类型与“填料设计填料设计”中相同 “填填料料设设计计”与与“填填料料核核算算”配配合合使使用用,,可可以以完完成成填填料料选选型型和和工工艺艺参参数设计RadFrac — 填料核算RadFrac — 吸收计算RadFrac 模块用于吸收计算时,模块用于吸收计算时, 1))在在Configuration表单中将表单中将冷凝器冷凝器和再沸器类型选为和再沸器类型选为 “None”;; 2))在在Streams表表单单中中将将塔塔底底气气体体进进料料板板位位置置设设为为塔塔板板总总数数加加 1 ,,并并将将加加 料料 规规 则则 (Convention) 设设 为为 “Above-Stage”;;RadFrac — 吸收计算RadFrac — 吸收计算RadFrac — 吸收计算在收敛在收敛((Convergence))项目中将项目中将1、基本、基本(Basic) 表单里的算法表单里的算法(algorithm)设置为设置为“Standard”,并将最大迭代,并将最大迭代次数次数(maximum iterations)设置为设置为200;2、、将将高高级级 (Advance) 表表单单里里的的第第一一栏栏吸吸收器收器 (Absorber) 设置为设置为“yes” 。
RadFrac — 吸收计算RadFrac — 吸收计算RadFrac — 脱吸计算脱吸是吸收的逆过程,脱脱吸是吸收的逆过程,脱吸计算与吸收计算的模型参数吸计算与吸收计算的模型参数设置相同,只是物料初始组成设置相同,只是物料初始组成不同RadFracRadFrac-反应精馏 反应精馏是精馏技术中的一个特殊领域在反应精馏操作过程中,由于化学反应与分离同时进行,产物通常被分离到塔顶,从而使反应平衡被不断破坏,造成反应平衡中的原料浓度相对增加,使平衡向右移动,故能显著提高反应原料的总体转化率,降低能耗同时,由于产物与原料在反应中不断被精馏塔分离,也往往能得到较纯的产品,减少了后续分离和提纯工序的操作和能耗此法在酯化、醚化、酯交换、水解等化工生产中得到应用,而且越来越显示其优越性 下面我就以乙酸丁酯反应精馏系統為例进行说明•乙酸:无色液体 ,有刺激性气味熔点16 .6℃,沸点117 .9℃, 相对密度1.0492(20/4℃)易溶于水、乙醇、乙醚和四氯化碳 •丁醇:熔点(℃): -88.9 ;沸点(℃): 117.5 ;相对密度(水=1): 0.81 ;饱和蒸气压(kPa): 0.82(25℃) ;微溶于水,溶于乙醇、醚、多数有机溶剂。
•乙酸丁酯:无色液体;密度:0.871;熔点(℃):-99;沸点(℃):118;溶于醇、醚、醛等有机溶剂,溶于180份水• 水:无色、无味、无臭的透明液体 ,密度为1000千克/立方米 ,沸点是100℃ 选用单元操作模板 Model Blocks 每一种单元操作模块可以用不同的图标表示可每一种单元操作模块可以用不同的图标表示可根根据流程图的需要据流程图的需要和自己的喜好选择表示模块的图标和自己的喜好选择表示模块的图标 4. 4.绘制模块:绘制模块: 选好图标后,选好图标后,在绘图区中的选定位置点击鼠标左键,即在绘图区中的选定位置点击鼠标左键,即在流程图中绘出模块在流程图中绘出模块可根据需要用鼠标拖放以调节图标可根据需要用鼠标拖放以调节图标的位置和大小,并重新设定模块名称的位置和大小,并重新设定模块名称选用单元操作模板 Model Blocks连接流股 Streams1.1.选流股类别:选流股类别:共有三种流股共有三种流股 物流物流 Material Streams 热流热流 Heat Streams 功流功流 Work Streams 选择所需的类别。
选择所需的类别连接流股 Streams2.2.流股连接:流股连接: 选好流股类别后,将光标选好流股类别后,将光标 移到绘图区,单元模块上的移到绘图区,单元模块上的流股连接点处出现箭头标识,流股连接点处出现箭头标识,红色标识表示必需连接的红色标识表示必需连接的流股流股,蓝色标识表示根据需要选择连接的流股点中流,蓝色标识表示根据需要选择连接的流股点中流股或模块,点击右键选择更改流股或模块名称股或模块,点击右键选择更改流股或模块名称设定全局特性 Global六.输入化学组分 Component1.每个组分必须有唯一的每个组分必须有唯一的ID2.组分可用英文名称或分子式输入组分可用英文名称或分子式输入3.利用弹出对话框区别同分异构体利用弹出对话框区别同分异构体数据库:数据库:1773种有机物、种有机物、2450种无机物、种无机物、3314种固体物、种固体物、 900种水溶电解质的基本物性参数种水溶电解质的基本物性参数用户定义非数据库组分分子式分子式分子量分子量沸点沸点比重比重标准生成焓标准生成焓标准生成吉布斯能标准生成吉布斯能六.输入化学组分 Component选用物性计算方法和模型Property選定熱力學模式,HOC表示氣體會產生雙元體或三元體的現象七.选用物性计算方法和模型Property(2)七.选用物性计算方法和模型Property(3)七.选用物性计算方法和模型Property(4)物性方法物性方法七.选用物性计算方法和模型Property(5)七.选用物性计算方法和模型Property(6)八.输入外部流股信息1.每一股外部流股都必须输入信息每一股外部流股都必须输入信息2.状态变量:温度、压力、流量状态变量:温度、压力、流量3.组成:组成: 表达基准、数值表达基准、数值 八.输入外部流股信息输入单元模块参数1.每一各单元模块都必须输入模型参数每一各单元模块都必须输入模型参数 2.模型参数的数量因模型而异,请认真理解其物理意义。
模型参数的数量因模型而异,请认真理解其物理意义 3.模型参数的合理选取对仿真结果的质量至关重要!模型参数的合理选取对仿真结果的质量至关重要!输入单元模块参数输入单元模块参数输入单元模块参数输入单元模块参数输入反应参数-建立反应精馏输入反应参数-建立正反应输入反应参数-输入正反应参数(1)输入反应参数-输入正反应参数(2)输入反应参数-输入逆反应参数(1)输入反应参数-输入逆反应参数(2)输入模块反应参数-反应塔板输入模块反应参数-持液量十.运行模拟结果查看结果-组分查看结果-精馏塔查看结果-精馏塔分布剖性报告选项设计规定塔板设计填料设计十二.输出报告文件十三.保存模拟项目。