第2章53单元过程建模分离单元设计

1《化工设计》第二章

IT工具应用

第五讲：单元过程建模主要内容换热单元模型2流体输送模型1反应单元模型4分离单元模型3第三节分离单元模型SeparatingModeling学习目的：了解常见常见分离设备模块，学会对精馏塔进行详细设计分离单元模拟1.常见分离过程概述2.塔设备单元模型Columnsa.简捷计算

b.严格计算1常见分离过程概述分离过程定义：利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。液-液气-液气-固液-固固-固气-气体系相对温度物质个性差异1常见分离过程概述(1).固体体系的分离模型固-液分离CentrifugeFilter离心过滤机离心过滤机通过高速运转的转鼓产生的离心力(配合适当的滤材)，将固液混合液中的液相加速甩出转鼓，而将固相留在转鼓内，达到分离固体和液体的效果，或者称脱水。固-液分离水力旋流器Hydro-cyclones水力旋流器利用离心力来加速矿粒沉降的分级设备，水靠压力或重力由金属管上部沿切线进入，在离心力作用下，粗重颗粒物质被抛向器壁并旋转向下和形成的浓液一起排出。较小的颗粒物质旋转到一定程度后随二次上旋涡流排出。固-液分离ContinuousRotaryVacuumFilters真空转鼓过滤机转筒真空过滤机以大气与真空之间的压力差作为过滤操作的推动力，是一种连续操作的过滤设备。设备的主体是一个由筛板组成能转动的水平圆筒，表面有一层金属丝网，网上覆盖滤布,圆筒内沿径向被筋板分隔成若干个空间。气-固分离VenturiScrubber织物过滤器旋风分离器文丘里除尘器静电除尘器ElectrostaticPrecipitatorsCycloneFabricFilter固-固分离筛分机Screen筛分机是利用散粒物料与筛面的相对运动，使部分颗粒透过筛孔，将砂、砾石、碎石等物料按颗粒大小分成不同级别的振动筛分机械设备。筛分的颗粒级别取决于筛面，筛面分篦栅、板筛和网筛三种。1.常见分离过程概述(2).液(气)体系的分离模型Separators:简单分离单元(1)两相闪蒸器

Flash2(2)三相闪蒸器

Flash3(3)倾析器

Decanter(4)组份分离器

Sep(5)两出口组份分离器

Sep21.常见分离过程概述(1)DSTWU(2)Distl(3)RadFrac(4)ExtractColumns：塔设备单元(5)MultiFrac(6)SCFrac(7)PetroFrac(8)RateFrac(9)BatchSep1.常见分离过程概述1.常见分离过程概述2.塔设备单元模型Columnsa.简捷计算

b.严格计算分离单元模拟精馏塔料液,xFFeed塔顶产品,xDOverheadproduct塔底产品,xWBottomsproduct液相回流Liquidreflux汽相回流Vaporreflux精馏段Rectifyingsection提馏段Strippingsection再沸器Reboiler冷凝器condenser各参数变化：沿塔自上而下

T逐渐升高

液相x

逐渐减小

汽相y逐渐减小蒸馏基础知识——精馏原理蒸馏基础知识——分类蒸馏基础知识——理论板塔板上汽、液两相接触良好，完全混合，接触充分，致使汽、液两相在离开该板时达到平衡，则称该板为一块理论板理论板：精馏段和回流的作用蒸馏知识预备——精馏段将上升汽相中轻组分提浓，最终在塔顶得到合乎要求的轻组分产品提供低温高浓的液相作为精馏介质，保证精馏过程的正常进行精馏段作用：回流作用：提馏段和再沸器的作用蒸馏知识预备——提馏段提馏段的作用：使下降的液相中重组分得到提浓，最终在塔底得到合乎要求的重组分产品再沸器的作用：提供高温低浓的汽相作为精馏介质，保证精馏的正常进行蒸馏基础知识——回流比精馏段操作线方程1

2

3

n

n+1

V,y1D,xDL,xDVn+1yn+1Ln,xn总物料衡算：轻组分物料衡算：恒摩尔流假定成立，令回流比为蒸馏基础知识-最小回流比d1.0qxWxFxD1.00R，两操作线交点d落在平衡线上，所需的理论板数为无穷多，此时所对应的回流比为最小回流比Rmin最小回流比回流量增大的极限是将塔顶汽相冷凝后全部送回顶层塔板作回流，称为全回流

R=L/DD=0,W=0,F=0精馏段和提馏段操作线为对角线y=x每层塔板的分离能力最大，所需的理论塔板数最少，以Nmin表示，称为最少理论板数蒸馏基础知识-最少理论板数塔设备概述精馏塔的简捷设计模块DSTWU精馏塔的严格计算模块RadFrac塔板和填料的设计与校核连续萃取模块Extract吸收示例2.塔设备单元模型2.1概述模块说明功能适用对象DSTWU使用Winn-Underwood-Gilliland方法的多组分精馏的简捷设计模块确定最小回流比、最小理论板数以及实际回流比、实际理论板数等仅有一股进料和两股产品的简单精馏塔Distl使用Edmister方法的多组分精馏的简捷校核模块计算产品组成仅有一股进料和两股产品的简单精馏塔RadFrac单个塔的两相或三相严格计算模块精馏塔的严格核算和设计计算普通精馏、吸收、汽提、萃取精馏、共沸精馏、三相精馏、反应精馏等Extract液-液萃取严格计算模块液-液萃取严格计算萃取塔MultiFrac严格法多塔蒸馏模块对一些复杂的多塔进行严格核算和设计计算原油常减压蒸馏塔、吸收/汽提塔组合等SCFrac简捷法多塔蒸馏模块确定产品组成和流率、估算每个塔段理论板数和热负荷等原油常减压蒸馏塔等PetroFrac石油蒸馏模块对石油炼制工业中的复杂塔进行严格核算和设计计算预闪蒸塔、原油常减压蒸馏塔、催化裂化主分馏塔、乙烯装置初馏塔和急冷塔等RateFrac非平衡级速率模块精馏塔的严格核算和设计计算蒸馏塔、吸收塔、汽提塔、共沸精馏、反应精馏等DSTWUDistlRadFracExtract塔设备(Columns)单元共有9种模块：MultiFracSCFracPetroFracRateFracBatchSepDSTWU是多组分精馏的简捷设计模块，针对相对挥发度近似恒定的物系开发，用于计算仅有一股进料和两股产品的简单精馏塔。DSTWU模块用Winn-Underwood-Gilliland方法进行精馏塔的简捷设计计算。2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWUDSTWU模块计算精度不高，常用于初步设计，当存在共沸物时，计算结果可能会出现错误，DSTWU模块的计算结果可以为严格精馏计算提供合适的初值。通过Winn方程（之后Fenske对Winn方程进行了完善）计算最小理论板数，使用Underwood方程计算最小回流比，根据Gilliland关联图来确定操作回流比下的理论板数或一定理论板数下所需要的回流比。2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU芬斯克（Fenske）方程取平均相对挥发度:芬斯克方程Nmin（包括再沸器）式中：xA—轻关键组分含量；

xB—重关键组分含量。2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU恩德伍德（Underwood）方程式中：ij

—相对挥发度，取塔顶和塔釜的平均值

—第一式的根，其值介于轻、重关键组分的相对挥发度之间

2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU吉利兰（Gilliland）关联图吉利兰图

N、Nmin─在R、全回流下所需理论板数，均不包括再沸器吉利兰图不能应用于非理想溶液的精馏计算用8个物系，由逐板计算得出的结果绘制而成2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU吉利兰关联式2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWUDSTWU

模型的连接图如下DSTWU模块的连接图如图所示2.2精馏塔的简捷校核模块DSTWUDSTWU模块有四组模块设定参数1．塔设定（Columnspecifications）2．关键组分回收率（Keycomponentrecoveries）3．压力（Pressure）4．冷凝器设定（Condenserspecifications）2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU（1）塔板数(Numberofstages)（2）回流比(Refluxratio)

回流比与理论板数仅允许规定一个

选择规定回流比时

输入值>0，表示实际回流比

输入值<-1，其绝对值表示实际回流比与最小

回流比的比值Specifications——塔设定

（Columnspecifications）

Specifications——关键组分回收率

（Keycomponentrecoveries）2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU（1）轻关键组分（Lightkey）在塔顶产品中的摩尔回收率塔顶产品中的轻关键组分摩尔流率/进料中的轻关键组分摩尔流率（2）重关键组分（Heavykey）在塔顶产品中的摩尔回收率塔顶产品中的重关键组分摩尔流率/进料中的重关键组分摩尔流率Specifications——压力（Pressure）2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU冷凝器压力（Condenser）再沸器压力（Reboiler）2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWUSpecifications——冷凝器设定

（Condenserspecifications）全凝器（Totalcondenser）带气相塔顶产品的部分冷凝器（Partialcondenserwithallvapordistillate）带气、液相塔顶产品的部分冷凝器（Partialcondenserwithvaporandliquiddistillate）DSTWU模块的模拟结果可给出2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU最小回流比（Mimimumrefluxratio）最小理论板数（Mimimumnumberofstages）实际回流比（Actualrefluxratio）实际理论板数（Numberofactualstages）进料位置（Feedstage）冷凝器负荷（Condensercoolingrequired）再沸器负荷（Reboilerheatingrequired）等参数DSTWU模块有两个计算选项2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU生成回流比随理论板数变化表（Blocks︱DSTWU︱Input︱CalculationOptions下的Generatetableofrefluxratiovsnumberoftheoreticalstages选项）计算等板高度（Blocks︱DSTWU︱Input︱CalculationOptions下的CalculateHETP选项）2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWUDSTWU模块有两个计算选项2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU回流比随理论板数变化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（Tableofactualrefluxratiovsnumberoftheoreticalstages）一栏中输入要分析的理论板数的初始值（Initialnumberofstages）、终止值（Finalnumberofstages），并输入理论板数变化量（Incrementsizefornumberofstages）或者要分析的理论板数个数（Numberofvaluesintable），据此可以计算出不同理论板数下的回流比（Refluxratioprofile），并可以绘制回流比——理论板数关系曲线。NT~R关系图2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWUNT~R关系图合理的理论板数应在曲线斜率绝对值较小的区域内选择。2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWUNT~R关系图绘制示例（1）的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。2.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU例2.12.2精馏塔的简捷设计模块DSTWU简捷法设计乙苯-苯乙烯精馏塔。冷凝器压力为6kPa，再沸器压力为14kPa，进料量为12500kg/hr，温度45℃，压力101.325kPa，质量组成为乙苯0.5843，苯乙烯0.415，焦油0.0007（本题采用正十七烷表示焦油），塔顶为全凝器，回流比为最小回流比的1.2倍，要求塔顶产品中乙苯含量不低于99%（w），塔底产品中苯乙烯含量不低于99.7%（w），用PENG-ROB物性方法。求最小回流比、最小理论板数、实际回流比、实际理论板数、进料位置以及塔顶产品与进料摩尔流率比，生成回流比随理论板数变化表并作图。2.塔设备单元模型Columnsa.简捷计算

b.严格计算2.3精馏塔的严格计算模块RadFracRadFrac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。2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac2.3精馏塔的严格计算模块RadFracRadFrac的连接图如图所示RadFrac模型具有以下设定表单2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac1、配置（Configuration）2、流股（Streams）3、压力（Pressure）4、冷凝器（Condenser）5、热虹吸再沸器设置（ThermosiphonConfig）6、再沸器（Reboiler）7、三相（3-Phase）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac1、配置（Configuration）—设置选项（Setup0ptions）1、配置（Configuration）—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（1）计算类型（Calculationtype）

平衡级模型（Equilibrium）和非平衡级模型（Rate-Based）1、配置（Configuration）—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（2）板数（Numberofstages）可以是理论板数也可以是实际塔板数1、配置（Configuration）—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（3）冷凝器（Condenser）

全凝器（Total）部分冷凝器—气相塔顶产品（Partial-Vapor）部分冷凝器—气相和液相塔顶产品（Partial-Vapor-Liquid）无冷凝器（None）1、配置（Configuration）

—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（4）再沸器（Reboiler）

釜式再沸器（Kettle）、热虹吸式再沸器（Thermosiphon）、

无再沸器（None）1、配置（Configuration）

—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（5）有效相态（Validphases）①

汽-液（Vapor-Liquid）②

汽-液-液（Vapor-Liquid-Liquid）③

汽-液-冷凝器游离水（Vapor-Liquid-FreeWaterCondenser）④

汽-液-任意塔板游离水（Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage）⑤汽-液-冷凝器富水相（Vapor-Liquid-DirtyWaterCondenser）⑥汽-液-任意塔板富水相（Vapor-Liquid-DirtyWaterAnyStage）1、配置（Configuration）

—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac1、配置（Configuration）

—设置选项（Setup0ptions）（6）收敛方法①

标准方法（Standard）②

石油/宽沸程物系（Petroleum/Wide-boiling）③

强非理想液体（Stronglynon-idealliquid）④

共沸物系（Azeotropic）⑤

深冷体系（Cryogenic）⑥

用户自定义（Custom）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac1、配置（Configuration）

—设置选项（Setup0ptions）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac1、配置（Configuration）

—操作规定（Operatingspecifications）

1、配置（Configuration）—操作规定（Operatingspecifications）

2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac操作规定（Operatingspecifications）回流比（Refluxratio）再沸器负荷（Reboilerduty）回流量（Refluxrate）塔顶产品流率（Distillaterate）再沸量（Boiluprate）塔底产品流率（Bottomsrate）再沸比（Boilupratio）塔顶产品与进料流率比（Distillatetofeedratio）冷凝器负荷(Condenserduty)塔底产品与进料流率比（Bottomstofeedratio）2、流股（Streams）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac2、流股（Streams）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（1）进料流股（FeedStreams）指定每一股进料的加料板位置在级上方进料（Above-Stage）在级上进料（On-Stage）气相进料在级上（Vapor）液相进料在级上（Liquid）进料进入到分相器中（Decanter）（2）产品流股（ProductStreams）指定每一股侧线产品的出料板位置及产量3、压力（Pressure）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac3、压力（Pressure）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac①

塔顶/塔底（Top/Bottom），用户可以仅指定第一块板压力，此时代表全塔无压降；当塔内存在压降时，用户需指定第二块板压力或冷凝器压降，同时还可以指定单板压降或是全塔压降②

塔内压力分布（Pressureprofile），指定某些塔板压力③

塔段压降（Sectionpressuredrop），指定每一塔段的压降4、冷凝器（Condenser）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（1）冷凝器设置（Condenserspecification）

仅仅应用于部分冷凝器

只需指定冷凝温度（Temperature）和蒸汽分率（DistillatevaporFraction）两个参数之一4、冷凝器（Condenser）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac4、冷凝器（Condenser）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（2）过冷设置（Subcoolingspecification）

过冷液温度(Subcooledtemperature)

或过冷度(Degreesofsubcooled)

回流物和馏出物都过冷(Bothrefluxandliquiddistillatearesubcooled)

或仅仅回流物过冷(Onlyrefluxissubcooled)

4、冷凝器（Condenser）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac5、再沸器（Reboiler）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac5、再沸器（Reboiler）2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac釜式再沸器（Kettle）热虹吸式再沸器（Thermosiphon）无再沸器（None）如选用了热虹吸再沸器，则需要指定以下参数(1)指定再沸器流量（Specifyreboilerflowrate）(2)指定再沸器出口条件（Specifyreboileroutletcondition）(3)同时指定流量和出口条件

（Specifybothflowandoutletcondition）RadFrac的计算结果从三部分查看2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac

1、结果简汇（Resultssummary）结果简汇给出塔顶（冷凝器）和塔底（再沸器）的温度、热负荷、流量、回流比和上升蒸汽比等参数，以及每一组份在各出塔物流中的分配比率

2、分布（Profiles）分布剖形给出塔内各塔板上的温度、压力、热负荷、相平衡参数，以及每一相态的流量、组成和物性。据此可确定最佳加料板和侧线出料板位置

3、流股结果（Streamresults）例2.22.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在例2.1简捷设计的基础上，对乙苯-苯乙烯精馏塔进行严格核算和设计计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、产品纯度要求与例2.1相同，塔顶压力6.7kPa，再沸器采用釜式再沸器，物性方法采用PENG-ROB。（1）根据例7.1的设计结果，利用RadFrac模块计算塔顶及塔底产品的质量纯度；（2）求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以及冷凝器和再沸器的热负荷；（3）在满足产品纯度的基础上，绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线；（4）在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板数变化对再沸器热负荷的影响；（5）求达到分离要求的最小回流比；（6）求达到分离要求的最小理论板数。2.3精馏塔的严格计算模块RadFracRadFrac模块不仅可以进行校核计算，也可以进行设计计算。RadFrac模型带有内部的设计规定功能，通过设计规定(DesignSpecs)和变化(Vary)两组对象进行设定。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关系和自由度必须吻合，否则不能收敛。2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在Blocks︱RADFRAC︱DesignSpecs︱ObjectManager页面做设计规定设计规定对象通过以下三张表单设置规定指标

1、规定(Specifications)2、组分(Components)3、进料/产物流股(Feed/ProductStreams)2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在Blocks︱RADFRAC︱Vary︱1︱Specifications页面设置操纵变量2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在进行精馏塔设计规定时，可考虑以下几点2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（1）与规定热负荷相比，优先考虑规定流率，尤其是对于宽沸程物系（2）规定塔顶产品或塔底产品与进料的流率比（Distillate/Bottomstofeedratio）是一种很有效的方法，特别是在进料流率不明确的情况下。与规定产品流率相比，塔顶产品与进料流率比（Distillatetofeedratio）或塔底产品与进料的流率比（Bottomstofeedratio）的值和边界条件更容易估计。规定塔顶产品或塔底产品与进料的流率比适合进行流率灵敏度分析的场合在进行精馏塔的设计规定时，可考虑以下几点2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac（3）当两个规定等价时，优先考虑数值较小者。如果没有侧线抽出，塔顶采出与塔底采出等价，应优先设定数值较小者。一般情况下，设定下面参数中数值较小者：回流量（Refluxrate）或再沸量（Boiluprate）；回流比（Refluxratio）或再沸比（Boilupratio）；塔顶产品流率（Distillaterate）或塔底产品流率（Bottomsrate）；塔顶产品与进料流率比（Distillatetofeedratio）或塔底产品与进料流率比（Bottomstofeedratio）例2.22.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在例2.1简捷设计的基础上，对乙苯-苯乙烯精馏塔进行严格核算和设计计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、产品纯度要求与例2.1相同，塔顶压力6.7kPa，再沸器采用釜式再沸器，物性方法采用PENG-ROB。（1）根据例7.1的设计结果，利用RadFrac模块计算塔顶及塔底产品的质量纯度；（2）求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以及冷凝器和再沸器的热负荷；（3）在满足产品纯度的基础上，绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线；（4）在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板数变化对再沸器热负荷的影响；（5）求达到分离要求的最小回流比；（6）求达到分离要求的最小理论板数。可利用绘图向导（PlotWizard）生成塔内温度分布曲线和组成分布曲线2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac2.3精馏塔的严格计算模块RadFracAspenPlus可生成的12种图形，分别为温度（Temp）、组成（Comp）、流率（FlowRate）、压力（Pressure）、K值（K-Values）、相对挥发度（RelVol）、分离因子（SepFactor）、流率比（FlowRatio）、T-H（CGCC（T-H））总组合曲线、S-H（CGCC（S-H））总组合曲线、水力学分析（Hydraulics）、有效能损失曲线（Exergy）（后四种图用于精馏塔的热力学分析和水力学分析）例2.22.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在例2.1简捷设计的基础上，对乙苯-苯乙烯精馏塔进行严格核算和设计计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、产品纯度要求与例2.1相同，塔顶压力6.7kPa，再沸器采用釜式再沸器，物性方法采用PENG-ROB。（1）根据例7.1的设计结果，利用RadFrac模块计算塔顶及塔底产品的质量纯度；（2）求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以及冷凝器和再沸器的热负荷；（3）在满足产品纯度的基础上，绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线；（4）在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板数变化对再沸器热负荷的影响；（5）求达到分离要求的最小回流比；（6）求达到分离要求的最小理论板数。例2.22.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在例7.1简捷设计的基础上，对乙苯-苯乙烯精馏塔进行严格核算和设计计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、产品纯度要求与例7.1相同，塔顶压力6.7kPa，再沸器采用釜式再沸器，物性方法采用PENG-ROB。（1）根据例7.1的设计结果，利用RadFrac模块计算塔顶及塔底产品的质量纯度；（2）求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以及冷凝器和再沸器的热负荷；（3）在满足产品纯度的基础上，绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线；（4）在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板数变化对再沸器热负荷的影响；（5）求达到分离要求的最小回流比；（6）求达到分离要求的最小理论板数。2.3精馏塔的严格计算模块RadFrac例2.22.3精馏塔的严格计算模块RadFrac在例2.1简捷设计的基础上，对乙苯-苯乙烯精馏塔进行严格核算和设计计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、产品纯度要求与例2.1相同，塔顶压力6.7kPa，再沸器采用釜式再沸器，物性方法采用PENG-ROB。（1）根据例2.1的设计结果，利用RadFrac模块计算塔顶及塔底产品的质量纯度；（2）求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以及冷凝器和再沸器的热负荷；（3）在满足产品纯度的基础上，绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线；（4）在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板数变化对再沸器热负荷的影响；（5）求达到分离要求的最小回流比；（6）求达到分离要求的最小理论板数。AspenPlus中板式塔的效率有3种2.4塔板和填料的设计与校核（1）全塔效率（Overallsectionefficiency）为完成一定分离任务所需的理论板数和实际板数之比称为全塔效率。在Blocks︱RADFRAC︱TrayRating︱1︱Setup︱Design/Pdrop页面设置2.4塔板和填料的设计与校核（2）汽化效率（Vaporizationefficiencies）指气相经过一层实际塔板后的组成与设想该板为理论板的组成的比值，在Blocks︱RADFRAC︱Efficiencies页面设置（3）默弗里效率（Murphreeefficiencies）严格说指的是气相默弗里板效率，即气相经过一层实际塔板前后的组成变化与设想该板为理论板前后的组成变化的比值，在Blocks︱RADFRAC︱Efficiencies页面设置塔板设计2.4塔板和填料的设计与校核塔板设计(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)参数塔板设计结果(Results)中给出计算得到的塔内径(Columndiameter)、对应最大塔内径的塔板序号(Stagewithmaximumdiameter)、降液管截面积/塔截面积(Downcomerarea/Columnarea)、侧降液管流速(Sidedowncomervelocity)、侧堰长(Sideweirlength)2.4塔板和填料的设计与校核塔板校核塔板核算（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。输入参数除了从“塔板设计”得到的之外，还应补充塔盘厚度(Deckthickness)和溢流堰高度(Weirheights)，多流型塔板应对每一种塔盘都输入堰高“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2.4塔板和填料的设计与校核塔板核算有三个参数应重点关注1、最大液泛因子(Maximumfloodingfactor),应该小于0.8；2、塔段压降(Sectionpressuredrop)；3、最大降液管液位/板间距(Maximumbackup/Trayspacing)，应该在0.25～0.5之间。2.4塔板和填料的设计与校核塔板类型提供了五种塔板供选用2.4塔板和填料的设计与校核

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)2.4塔板和填料的设计与校核泡罩塔板筛板2.4塔板和填料的设计与校核ValvetypeAValvetypeTValvetypeTOValvetypeBDH浮阀填料设计2.4塔板和填料的设计与校核填料设计(Packsizing)计算选用某种填料时的塔内径。在Specification表单中输入填料类型(Type)、生产厂商(Vendor)、材料(Material)、板材厚度(Sheetthickness)、尺寸(Size)、等板高度(Heightequivalenttoatheoriticalplate)等参数填料核算2.4塔板和填料的设计与校核填料核算（Packrating）计算给定结构参数的填料的负荷情况，可供选用的填料类型与“填料设计”中相同。“填料设计”与“填料核算”配合使用，可以完成填料选型和工艺参数设计以下是5种典型的散堆填料2.4塔板和填料的设计与校核1、拉西环（RASCHIG）2、鲍尔环（PALL）3、阶梯环（CMR）4、矩鞍环（INTX）5、超级环（SUPERRING）拉西环环矩鞍矩鞍环阶梯环鲍尔环以下是5种典型的规整填料2.4塔板和填料的设计与校核1、带孔板波