分离过程模拟练习

分离过程模拟练习第1页，共35页，2023年，2月20日，星期三1.Shortcut—应用示例含乙苯(C8H10)30%、苯乙烯(C8H8)70%的混合物（F=1000kg/hr、P=0.12MPa、T=30）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：

(1)Rmin，NTmin; (2)R=1.5Rmin时的R、NT和NF

第2页，共35页，2023年，2月20日，星期三添加组分第3页，共35页，2023年，2月20日，星期三选择EOS第4页，共35页，2023年，2月20日，星期三添加ChortCut精馏塔第5页，共35页，2023年，2月20日，星期三输入进料条件第6页，共35页，2023年，2月20日，星期三建立塔流程第7页，共35页，2023年，2月20日，星期三输入关键组分及操作压力第8页，共35页，2023年，2月20日，星期三查看结果第9页，共35页，2023年，2月20日，星期三2Distillation—应用示例(1)对下列精馏问题规定，计算产物组成、级温、级间汽相液相流量和组成、再沸器热负荷和冷凝器热负荷。进料（250psia和213.9℉时的泡点液体）：组分lbmol/h乙烷

3.0丙烷

20.0正丁烷

37.0正戊烷

35.0正己烷

5.0组分lbmol/h塔压：250psia,分凝器和部分再沸器馏出液流量：23.0lbmol/h,回流量：150lbmol/h平衡级数（不包括冷凝器和再沸器）=15,进料在中间级进塔250psia下的该系统，K值和焓可用Soave-Redlich-Kwong方程计算第10页，共35页，2023年，2月20日，星期三Distillation—应用示例(2)如果上述精馏塔操作改为从由塔底算起的第四级抽出流量为37.0lbmol/h的汽相侧线物流，则操作结果如何？第11页，共35页，2023年，2月20日，星期三3.吸收—应用示例(1)摩尔组成CO2(12%)、N2(23%)和H2(65%)的混合气体的混合气体（F=1000kg/hr、P=2.9MPa、T=20℃）用甲醇（F=60t/hr、P=2.9MPa、T=-40℃）吸收脱除CO2。吸收塔有30块理论板，在2.8MPa下操作。求出塔气体中的CO2浓度。NRTL/P-R方程注意：第一次输入甲醇流量时数值不能太大，否则可能不能收敛第12页，共35页，2023年，2月20日，星期三吸收—应用示例(2)在吸收示例（1）的基础上求使出塔气体中的CO2浓度达到0.5%所需的吸收剂（甲醇）用量。第13页，共35页，2023年，2月20日，星期三4.萃取－应用示例用甲基异丁基甲酮(CH3COC4H9)从含丙酮45%w的水溶液中萃取回收丙酮，处理量500kg/hr。采用逆流连续萃取塔（理论板数为4），在常温、0.12MPa下操作。求萃取剂用量对萃余相中丙酮浓度的影响。NRTL方程第14页，共35页，2023年，2月20日，星期三作业提交：

蒸馏塔设计计算

1、工艺条件有一泡点物料，P=16.5kg/cm2,F=100kgmol/hr；物料组分和组成如下：进料组分和组成2、设计要求已确定塔的操作压力为16kg/cm2，试设计蒸馏塔，将C3和C4分离；塔顶物料要求butane浓度小于0.1％，塔釜物料要求C3浓度小于0.1％；试确定塔的理论板数，进料位置，回流比，冷凝器及再沸器热负荷；3、公用工程条件：冷却水30℃，蒸气4kg/cm2(温度143℃)；冷凝器设计要求热物料入口温度与水进口温之差大于10℃，水的允许温升为10℃；再沸器冷物料入口温度与蒸气进口温差大于15℃。4、塔的回流比取最小回流比的1.2倍。模拟计算采用SRK方程；5、提示：先用简洁法算出相关参数，再用严格法计算准确结果组分C2H6C3H8C4H10C5H12组成（mol%）179128第15页，共35页，2023年，2月20日，星期三①选组分、流体包第16页，共35页，2023年，2月20日，星期三②调用ShortCut第17页，共35页，2023年，2月20日，星期三③输入ShortCut参数第18页，共35页，2023年，2月20日，星期三④输入进料参数(C+2)第19页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑤输入实际回流比，看结果结果：理论板数40；进料位置13

塔顶产品：80；塔底：20

精馏段液体流率88记住第20页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑥添加Distillation,Clone进料第21页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑦输入Distillation参数第22页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑧改变设计规定Specs将设计规定改为：塔顶馏分中C4浓度塔底馏分中C3浓度当前规定，不恰当第23页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑧改变设计规定Specs将设计规定改为：塔顶馏分中C4浓度塔底馏分中C3浓度新设计规定第24页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑨看结果第25页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑩不收敛的处理先做好功课，估计塔顶、塔底流量估算好回流比更改第26页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑩不收敛的处理给出塔内温度分布或气液流率部分估计值第27页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑩不收敛的处理给出塔内顶层及底层塔板的气液相组分浓度估计值中层塔板可通过插值得到第28页，共35页，2023年，2月20日，星期三⑩不收敛的处理更改求解器中的一些参数第29页，共35页，2023年，2月20日，星期三公用工程的计算第30页，共35页，2023年，2月20日，星期三①添加新的组分集Water，NBSSteam流体包第31页，共35页，2023年，2月20日，星期三②指定换热设备的流体包第32页，共35页，2023年，2月20日，星期三③输入数据进料冷水的参数，流量除外