精馏例子3.1...ppt

分离单元模拟 化工分离技术的应用领域十分广泛 按机理可分为5类 1 产生新相进行分离 蒸馏 结晶 2 加入新相进行分离 萃取 吸收 3 用隔离物进行分离 膜分离 4 用固体试剂进行分离 吸附 离子交换 5 用外力场和梯度进行分离 离心分离 电泳技术 蒸馏操作实例 石油炼制中使用的250万吨常减压装置 许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物的分离 如石油炼制品切割 有机合成产品提纯 溶剂回收和废液排放前的达标处理等等 分离的方法有多种 工业上最常用的是蒸馏或精馏 蒸馏操作的用途 间歇精馏 多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合 如精细化工 制药等行业 连续精馏 多用于大批量工业生产中 蒸馏的分类 简单蒸馏或平衡蒸馏 用在分离要求不高的情况下 精馏 分离纯度要求很高时采用 特殊精馏 混合物中组分挥发性相差很小某些特殊手段进行的精馏 蒸馏的分类 常压蒸馏 蒸馏在常压下进行 减压蒸馏 常压下物系沸点较高或热敏性物质不能承受高温的情况加压蒸馏 常压下为气体的物系精馏分离 加压提高混合物的沸点 多组分精馏 例如原油的分离 双组分精馏 如乙醇 水体系 苯 甲苯体系等 平衡蒸馏 平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作 生产工艺中溶液的闪蒸分离是平衡蒸馏的典型应用 闪蒸操作流程 一定组成的料液被加热后经节流阀减压进入闪蒸室 液体因沸点下降变为过热而骤然汽化 汽化耗热使得液体温度下降 汽 液两相温度趋于一致 两相组成趋于平衡 由闪蒸室塔顶和塔底引出的汽 液两相即为闪蒸产品 闪蒸罐 塔顶产品 yA xA 加热器 原料液 塔底产品 Q 减压阀 精馏过程 精馏是分离均相液体混合物的一种方法 是一种应用最为广泛的化工单元操作 将原油分离成汽油 煤油 柴油及重油 将混合芳烃分离以制备苯 甲苯及二甲苯 将液态空气分离得到纯态的液氧和液氮等过程 使用的主要分离方法就是精馏 工业生产中以精馏的应用最为广泛 精馏过程中的节能是个值得重视的问题 ChemCAD中的精馏模型 三种精馏模型 简捷法 shortcutmethod 内 外循环法 inside out 用于TOWR及TOWERPLUS两个单元模块联立校正法 simultaneous SCDS特别适用于精细精馏塔和刚性较强的化学塔 同时 SCDS还可以用于模拟反应精馏塔 四种塔的模块 SHORTCUT 一股进料两股出料的简单模块TOWER 一种精确的多级气液平衡模块 最多处理5种进料流和4种侧线产品 TOWERPlus 带有侧线物流和侧线供热或急冷以及泵回路的复杂模块SCDS 汽液平衡模型 可以及时修正的塔模块 简捷精馏模型 SHORTCUT简介 SHORTCUT蒸馏模块是用Fenske Underwood Gilliland方法模拟具有一股进料和两股出料的简单蒸馏塔 进料位置可以通过Fenske或Kirkbride平衡计算得之 允许在规定的范围内改变回流比与最小回流比的比值 R Rmin 以观察塔的运行效果 但是SHORTCUT蒸馏模块计算方法不适合塔设计 在这种情况下多用TOWR和TOWR PLUS模块 例3 1简捷法设计丙烯精馏塔 利用ChemCAD的SCDS模块计算丙烯精馏塔 板效率为0 85 原料有乙烷 丙烯 丙烷 丁二烯和丁烯 进料摩尔组成分别为0 02 97 08 2 76 0 04 和0 1 进料流率为520kmol h 进料压力2 33MPa 绝 塔顶压力2 05MPa 塔压降0 1MPa K值和焓值用Peng Robinson方程计算 例3 2 设计要求 塔顶产品丙烯含量 99 65 塔底产品丙烯含量 12 5 模拟计算的基本步骤 定义流程 规定全局计算信息 规定组分 选择物性方法 规定物流 单元操作模型的参数设置 运行模拟程序 生成报告 结果 ShortcutDistillationSummaryEquip No 1NameMode2Lightkeycomponent2 0000Lightkeysplit0 9962Heavykeycomponent3 0000Heavykeysplit0 1150R Rmin1 5000Numberofstages118 8272 Min No ofstages74 2785Feedstage34 4302CondenserdutyMJ h 80241 7500ReboilerdutyMJ h79975 2891ColmpressureMPa2 0500Refluxratio minimum8 1696Calc Refluxratio12 2544Colmpressuredrop0 1000 MPa 简捷法中 总理论板数位11