精馏塔的分析与优化.ppt

长江师范学院 1 4 2塔设备单元模型 DSTWUDistlRadFracExtract 塔设备 Columns 单元共有9种模块 MultiFracSCFracPetroFracRateFracBatchFrac 长江师范学院 1 DSTWU简捷精馏 设计 DSTWU模块用Winn Underwood Gilliland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 长江师范学院 1 长江师范学院 1 DSTWU 连接 DSTWU模型的连接图如下 长江师范学院 1 DSTWU 应用示例 1 含乙苯 ethyl benzene C8H10 30 w 苯乙烯 Styrene C8H8 70 w的混合物 F 1200kg hr P 0 12MPa T 30 C 用精馏塔 塔压0 02MPa 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 2Rmin时的R NT和NF 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 1 塔设定 Columnspecifications 1 塔板数 Numberofstages 2 回流比 Refluxratio 0 实际回流比 1 绝对值 实际回流比 最小回流比 DSTWU 模型参数 DSTWU模型有四组模型设定参数 长江师范学院 1 长江师范学院 1 2 关键组分回收率 Keycomponentrecoveries 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 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 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 绘制NT R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 优化模拟 长江师范学院 1 1 生成回流比 理论板数关系表 Generatetableofrefluxratiovs numberoftheoreticalstages 2 计算等板高度 CalculateHETP DSTWU 计算选项 DSTWU模型有两个计算选项 长江师范学院 1 长江师范学院 1 生成回流比 理论板数关系表 对选取合理的理论板数很有参考价值 在实际回流比对理论板数栏目中输入我们想分析的理论板数的最小值 Initialnumberofstages 最大值 Finalnumberofstages 和增量值 Incrementsizefornumberofstages 计算完成后的结果中会包括回流比剖形 Refluxratioprofile 据此可以绘制回流比 理论板数曲线 长江师范学院 1 长江师范学院 1 合理的理论板数应在曲线斜率绝对值较小的区域内选择 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 二 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 长江师范学院 1 Distl 连接 Distl模块的连接图如下 长江师范学院 1 含水30 w 甲醇 Methanol 70 w的混合物 F 1000kg hr P 0 12MPa T 20 C 用精馏塔 塔压0 12MPa 分离 采用全凝器 22块理论塔板 加料板在第15块 摩尔回流比0 56775 馏出物 加料摩尔比0 641 核算分离效果 再沸器功率 Distl 应用示例 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 长江师范学院 1 Distl 模型参数 在Specification表单中设定以下参数 理论板数Numberofstages加料板位置Feedstage回流比Refluxratio馏出物 进料摩尔比Distillatetofeedmole冷凝器类型Condensertype冷凝器压强Condenserpressure再沸器压强Reboilerpressure 长江师范学院 1 长江师范学院 1 Distl 计算结果 计算给出以下模块信息 冷凝器热负荷Condenserduty再沸器热负荷Reboilerduty进料板温度Feedstagetemperature塔顶温度Topstagetemperature塔底温度Bottomstagetemperature进料q值Feedquality 长江师范学院 1 三 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 含水30 w 甲醇 Methanol 70 w的混合物F 1000kg hr P 0 13MPa T 20 C 用精馏塔 塔压0 13MPa 分离 采用全凝器 22块理论塔板 加料板在第18块 摩尔回流比0 56775 馏出物 加料摩尔比0 641 核算分离效果 再沸器功率 直径0 6m 塔板间距0 25m 应用示例 RadFrac精密分离模块 2 RadFrac 连接 RadFrac模块的连接图如下 1 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 NumberofStages 2 冷凝器 Condenser 3 再沸器 Reboiler 4 有效相态 ValidPhase 5 收敛方法 Convergence 6 操作设定 OperationSpecifications 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 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 3 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 再沸器 2 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 2 汽 液 液 Vapor Liquid Liquid 3 汽 液 冷凝器游离水 Vapor Liquid FreeWaterCondensor 4 汽 液 任意塔板游离水 Vapor Liquid FreeWaterAnyStage RadFrac 配置 有效相态 2 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 StronglyNon idealLiquid 4 共沸体系 Azeotropic 5 深度冷冻体系 Cryogenic 6 用户定义 Custom RadFrac 配置 收敛方法 2 RadFrac 配置 操作设定 1 回流比 RefluxRatio 2 回流速率 RefluxRate 3 馏出物速率 DistillateRate 4 塔底物速率 BottomsRate 5 上升蒸汽速率 BoilupRate 操作设定从十个选项中选择 6 上升蒸汽比 BoilupRatio 7 上升蒸汽 进料比 BoiluptoFeedRatio 8 馏出物 进料比 DistillatetoFeedRatio 9 冷凝器热负荷 CondenserDuty 10 再沸器热负荷 ReboilerDuty RadFrac 配置 操作设定 2 操作设定从十个选项中选择 RadFrac 配置 操作设定 3 RadFrac 流股 1 进料流股 FeedStreams 指定每一股进料的加料板位置 2 产品流股 ProductStreams 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 RadFrac 流股 2 RadFrac 压强 从三种方式 View 中选择一种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 PressureProfile 指定每一块塔板压力 3 塔段压降 SectionPressureDrop 指定每一塔段的压降 在压强表单中设置以下参数 RadFrac 压强 2 RadFrac 塔板设计 塔板设计 Traysizing 计算给定板间距下的塔径 可将塔分成多个塔段分别设计合适的塔板 在Specification表单中输入该塔段 Trayedsection 的起始塔板 Startingstage 和结束塔板 Endingstage 序号 塔板类型 Traytype 塔板流型程数 Numberofpasses 以及板间距 Trayspacing 等几何结构 Geometry 参数 RadFrac 塔板设计 2 RadFrac 塔板设计 2 塔板类型提供了五种塔板供选用 1 泡罩塔板 BubbleCap 2 筛板 Sieve 3 浮阀塔板 GlistchBallast 4 弹性浮阀塔板 KochFlexitray 5 条形浮阀塔板 NutterFloatValve RadFrac 塔板设计 3 RadFrac 塔板核算 塔板核算 Trayrating 计算给定结构参数的塔板的负荷情况 可供选用的塔板类型与 塔板设计 中相同 塔板设计 与 塔板核算 配合使用 可以完成塔板选型和工艺参数设计 RadF