第三章精馏单元.ppt
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1、严格法多塔精馏,第三章 精馏单元,简捷法精馏设计,简捷法多塔蒸馏,严格法精馏,简捷法精馏核算,基于流率的蒸馏,液叶萃取塔,主要学习分离模块,DSTWU简捷法精馏设计 RadFrac精密分离模块 RadFrac精密分离模块计算结果查询 RadFrac精密分离模块应用举例1 RadFrac精密分离模块应用举例2,第一节 DSTWU 简捷法精馏,DSTWU 模型可针对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的精馏塔,采用Winn-Underwood-Gilliland方法进行捷算法蒸馏设计计算,其目的是确定最小回流比、最小级数或实际回流比、实际级数。,3、压力 ( Pressure) (1) 冷凝器
2、(Condenser) (2) 再沸器(Reboiler),4、冷凝器设定 ( Condenser specifications) (1) 全凝器(Total condenser) (2) 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 (Partial condenser with vapor and liquid distillate),2、关键组分回收率 ( Key component recoveries ) (1)轻关键组分在馏出物中的回收率 馏出物中的轻关键组分/进料中的轻关键组分,
3、 (2)重关键组分在馏出物中的回收率 馏出物中的重关键组分/进料中的重关键组分,DSTWU 模型参数,DSTWU模型有四组模型设定参数:,1、塔设定 ( Column specifications) (1) 实际塔板数(Number of stages),若输入塔板数,则为操作型计算。 (2) 回流比(Reflux ratio),若输入此值,则为设计型问题。直接输入数值,表示实际回流比;输入负的数值,表示回流比与最小回流比的比值。,1、生成回流比理论板数关系表 ( Reflux ratio vs. Number of theoretical stages ) 2、计算等板高度 ( Calcul
4、ate HETP )(针对填料塔计算),DSTWU 计算选项,DSTWU模型有两个计算选项:,含乙苯(ethylbenzene)30%w、苯乙烯(styrene)70%w的混合物(F=1000kg/hr、P=0.025MPa、T=30 C)用精馏塔(塔顶压0.02MPa 、塔底压0.03MPa)分离,要求99.8%的乙苯从塔顶排出,99.9%的苯乙烯从塔底排出,采用全凝器。求: Rmin,NTmin,R=1.5 Rmin 时的R、NT和NF。,DSTWU 应用示例 (1),塔计算结果,Minimum reflux ratio(最小回流比) Actual reflux ratio(实际回流比)
5、Minimum number of stages(最小塔板数) Number of actual stages(实际塔板数) Feed stage(进料位置) Number of actual stages above feed(进料位置以上实际塔板数) Reboiler heating required(加热器热负荷) Condenser cooling required(冷凝器热负荷) Distillate temperature(馏出物温度) Bottom temperature(塔釜温度) Distillate to feed fraction(馏出物占进料物料分率),物料计算结果,绘
6、制示例(1)的NTR关系图,根据该图选取合理的R值,求取相应的 NT、NF、冷凝器和再沸器的温度和热负荷。,DSTWU 应用示例 (2),生成实际回流比理论板数关系表 ( Reflux ratio vs. Number of theoretical stages ),前面计算最小理论塔板数25.28,查询计算结果:回流比与理论塔板数的关系表,创建NTR关系图,首先如图选择回流比列 将其设为x轴 依次将理论塔板数设为y轴 Display plot然后显示曲线,作业,第二节 RadFrac精密分离,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。
7、 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 连接,RadFrac模型的连接图如下:,RadFrac模型设定,RadFrac 模型具有以下设定表: 1、配置(Configuration) 2、流股(Streams) 3、压力(Pressure) 4、冷凝器(Condenser) 5、再沸器(Reboiler) 6、三相(3-Phase),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、
8、操作设定 (Operation Specifications),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(Total) 2、部分冷凝-汽相馏出物 (Partial-Vapor) 3、部分冷凝-汽相和液相馏出物 (Partial-Vapor-Liquid) 4、无冷凝器 (None),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(Kettle) 2、热虹吸式再沸器(Thermosyphon) 3、无再沸器 (None),RadFrac 配置(有效相态),有效相态从四个选项中选择一种: 1、汽-液(Vapor-Liquid)
9、2、汽-液-液(Vapor-Liquid -Liquid ) 3、汽-液- 再沸器游离水 (Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor) 4、汽-液- 任意塔板游离水 (Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage),RadFrac 配置(收敛方法),收敛方法从六个选项中选择一种: 1、标准方法(Standard) 2、石油/宽沸程(Petroleum/Wide-Boiling) 3、强非理想液相(Strongly Non-ideal Liquid) 4、共沸体系(Azeotropic) 5、深度冷冻体系(Cryogenic) 6、用户定义(Custom),
10、RadFrac 配置(操作设定),1、回流比(Reflux Ratio) 2、回流速率(Reflux Rate) 3、馏出物速率(Distillate Rate) 4、塔底物速率(Bottoms Rate) 5、上升蒸汽速率(Boilup Rate),操作设定从十个选项中选择:,6、上升蒸汽比(Boilup Ratio) 7、上升蒸汽/进料比(Boilup to Feed Ratio) 8、馏出物/进料比(Distillate to Feed Ratio) 9、冷凝器热负荷(Condenser Duty) 10、再沸器热负荷(Reboiler Duty),1、进料流股(Feed Streams
11、) 指定每一股进料的加料板位置。 2、产品流股(Product Streams) 指定每一股侧线产品的出料板位置及产量。,1、塔顶/塔底(Top/Bottom) 指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降。 2、压力剖型(Pressure Profile) 指定每一块塔板压力。 3、塔段压降(Section Pressure Drop) 指定每一塔段的压降。,RadFrac 冷凝器,冷凝器设定有两组参数:,1、冷凝器指标(Condenser Specification) 仅仅应用于部分冷凝器。只需指定冷凝温度(Temperature)和蒸汽分率(Vapor Fraction)两个参数之一。,2、过冷态(
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