精馏过程模拟演示幻灯.ppt

5 精馏过程模拟;5.1 单元操作模型 -- 塔-简捷塔;5.1 单元操作模型 -- 塔-严格塔;5.2 RadFrac---严格多级分离模块;5.2 RadFrac---严格多级分离模块;5.2 RadFrac---拓扑结构;5.3 RadFrac---结构设置;5.4 RadFrac---流股设置;5.5 RadFrac---压力设置;【例5.1】 采用Radfrac模块，对于丙烷、异丁烷的分离过程进行模拟。进料中丙烷的摩尔含量为40%。分离要求塔顶流出物中异丁烷的含量为2%，塔底产品中丙烷的含量为1%。流程图如下图所示。 进料温度为322K, 精馏塔操作压力为14atm，塔板数32，第16块板处进料。回流比为2。冷凝器为全凝器。泵的压力提升为6atm, 阀的压力降为3atm。热力学方法为chao-sea.;4）指定化学组分并重命名;5）选择物性计算模型;6）输入流股信息;7）输入设备参数 - C1- Configuration;7）输入设备参数 - C1- Streams;7）输入设备参数 - C1- Pressure;7）输入设备参数 - P11P12;8）运行模拟计算;9）查看计算结果;10） 增大回流比为3;例5.2 甲醇水分离;部分 A: 用如下数据完成甲醇塔核算: 塔进料: 63.2 wt% 水 36.8 wt% 甲醇 总流量 120,000 lb/hr 压力 20 psia, 饱和液体 塔规定: 38 块塔板 (40 块理论级) 进料板 = 23 (第24理论级) 全凝器 顶部压力 = 16.1 psia(绝对压力） 每理论级压力降 = 0.1 psi Distillate flowrate 蒸馏流率 = 1245 lbmol/hr 摩尔回流比 = 1.3 用 NRTL-RK 物性方法 ;1） 塔温度剖面的绘制 2）塔板液相组成剖面的绘制 ;例5.3 使用“plot wizard”功能绘图;例5.3 使用“plot wizard”功能绘图;1）塔温度剖面的绘制;2）塔板液相组成剖面的绘制;通过前面的例题，明确了达到预期产品指标所需的操作条件（操作温度、压力、操作回流比，采出量等）。 本节将寻找最佳进料位置，最小回流比和最小理论板数，为精馏过程经济优化奠定基础。;课堂练习：利用5.1中工程文件，保持其它条件不变，改变进料板位置（12~16），记录进料板位置变化对再沸器热负荷的影响。;课堂练习：利用5.1中工程文件，保持其它条件不变，增加理论板数（32，48，64，96），并保证进料位置与总理论板数维持固定比例值，分析操作回流比的变化。;课堂练习：利用5.1中工程文件，保持其它条件??变，减小理论板数（32，22，20，18，17，16，15），并保证进料位置与总理论板数维持固定比例值，分析操作回流比的变化。;若已知精馏塔的级数则计算其塔高非常容易。塔盘之间的间距一般取2 英尺(0.61m)。若塔的级数为NT，则塔盘的数目为NT -2(一级是塔顶回流罐，另一级是塔釜再沸器)。 除塔盘外，塔顶要为回流管进塔和塔进料部分的进料分布器留出空间。更重要的是，在塔底部还要留出足够的空间，以满足下列的两个要求：(1)提供缓冲所用的持液量；(2)塔底液位高度必须比塔底泵高出足够的高度，以提供泵所需的汽蚀余量。 因此，在设计的过程中塔的高度一般会按塔盘间距所要求的高度再给出20%的裕量。所以塔器的高度可以按下式估算： L=1.2(0.61)(NT-2）; 精馏塔的塔径由气相最大流速决定。若该流速值超高，则塔的液相和气相水力条件就会失效，塔也会发生液泛。可以通过可靠的关联式来确定气相的最大流速。 对于非恒摩尔流体系，各层塔盘的气相流量均不相同，气相流量最大的塔盘将会确定塔的直径。假如已知气相的质量流量及气相密度，则可以计算出气相的体积流量。而后，假如已知最大许用速度，则可以计算出塔的截面面积，从而确定塔径;例5.5 精馏塔尺寸的估算;例5.5 精馏塔尺寸的估算;;例5.6 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能;为了保证模拟计算能够得到合理、正确的技术结果，在运用“DESIGN SPEC-VARY”功能时，较好的做法是使程序一次只对一个变量收敛，而不是同时求解数个变量。;1）指定第一控制变量--- Specifications 第一控制变量为塔顶中c4的浓度值为0.02;例5.6 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能;例5.6 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能;2）指定第一调整变量 --- Specifications 调整distillate rat