UniSim模拟分离过程课件.ppt

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1、第3章UniSim模拟分离过程分离单元的类型I.闪蒸II.精馏III.吸收IV.萃取UniSim模拟的分离过程分离器：2相分离器、3相分离器、固体分离器、旋风分离器、真空过滤器、结晶器塔：吸收解吸、有再沸器的吸收塔、有回流的吸收塔，液-液萃取塔、常减压塔、精馏塔、组分分离器、三相精馏塔（所有塔都能在板上加反应单元进行反应精馏）I.闪蒸(Flashdrum)执行给定热力学条件下的汽液平衡或汽液平衡计算，输出一股汽相和一股（或两股）液相产物。用于模拟闪蒸器、蒸发器、气液分离器等。闪蒸单元自由度：2闪蒸分离操作类型分离器（Separator）多进料口，一

2、个气相出料口和一个液相出料口在稳态模式下，分离器把容器中的物质分为气相成分和液相成分三相分离器（3-PhaseSeparator）多进料口，一个气相出料口和两个液相出料口三个分离器把容器中的物质分为气相、轻液和重液罐（Tank）多进料口，一个气相出料口和一个液相出料口平衡闪蒸泡点BubbleP.露点DewP.闪蒸计算的任务a)气－液平衡计算包含一股气相和一股液相，如果体系中存在水，则水作为单独的一相出料b)气－液－液平衡计算包含一股气相和两股液相Flash－模型参数第一规定：压力、温度第二规定：闪蒸类型(绝热、等温、等熵等)或产物规定可选参数：产物

3、相态热力学模型夹带选项（carryoveropitions，模拟真实工况）闪蒸类型绝热闪蒸：绝热或指定热负荷下的汽液平衡状态等温闪蒸：指定温度下的汽液平衡状态露点闪蒸：指定压力下的露点温度泡点闪蒸：指定压力下的泡点温度等熵闪蒸：等熵变化后的温度、压力和所需要的热负荷理想分离器和实际分离器的区别理想分离器认为气液相是完全分离的。实际分离器分离并不完全，液体能夹杂在气体中或者液体中液包含气体近年来多使用增加容器内部构件（例如，金属网垫，叶片包，堰）的方法来减少夹杂的液体量和气体量。UnisimDesign中默认的分离器是理想分离器实际分离器有许多优点：

4、夹带选项（carryoveropitions）可以使模型与过程质量平衡或分离器设计参数相匹配可以预测进料相位分别的影响、进料工况、容器形状、进出口夹带对出口物流进行P-H闪蒸来测定出口的工况和相位闪蒸的压力是最小进口压力减去容器中的压降焓值是进口的焓加上负荷（加热时，负荷是正值；冷却时负荷是负值）。气液出口压力=进口压力-DP气出口压力=进口压力-DP-DP2220kPa220-14kPa220-14-4kPa220-14kPa分离器的三个选项Flash—应用示例（1）流量为1000kg/hr压力为0.11MPa含乙醇70%、水30%的饱和蒸汽在蒸

5、汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽液比（摩尔）=1/3。求离开冷凝器的汽、液两相的温度和组成。如何确定汽液两相摩尔比？Flash—应用示例（1）液相：活度系数方程NRTL,Wilson,等气相：状态方程SRK,P-R等Flash—应用示例（2）流量为1000kg/hr压力为0.5MPa温度为120℃、含乙醇70%、水30%的物料绝热闪蒸到0.15MPa。求离开闪蒸器的汽、液两相的温度、流量和组成。II精馏当体系中的化学组分沸点相差较小，或不具有其它易于分离的性质时，须采用精馏的方法。其它的分离方法包括：吸收、萃取、吸附模拟传质设备的两个关键点：(1)

6、热力学(2)收敛问题精馏原理精馏是分离液体混合物的单元操作，是利用混合物中各组分挥发度的差异,并借助回流的工程手段，实现组分的分离典型的连续精馏流程如图.预热到一定温度的原料液送入精馏塔的进料板,在每层塔板上,回流液体与上升蒸气互相接触,进行热和质的传递.塔顶冷凝器的作用:获得塔顶产品及保证有适宜的液相回流.再沸器的作用:提供一定量的上升蒸气流.图6-9连续精馏流程精馏计算模型精馏模拟方法：平衡级模型主流模型非平衡级模型ASPENRateFrac模型精馏塔的一段UniSim的精馏计算A.组分分离器B.简捷精馏C.严格精馏D.侧线精馏E.塔板计算：塔

7、板设计和塔板核算F.填料塔计算：填料设计和填料核算严格塔的类型塔的基本类型（BasicColumnTypes）图标（Icon）描述（Description）吸收塔（Absorbor）仅有塔板液液萃取塔(Liquid-LiquidExtractor)仅有塔板再沸吸收塔（ReboiledAbsorber）塔板和塔底部再沸器回流吸收塔(RefluxedAbsorber)塔板和塔顶冷凝器精馏塔(Distillation)塔板并有再沸器和冷凝器三相精馏塔(ThreePhaseDistillation)塔板，三相冷凝器，再沸器。冷凝器可以设定是化合物或烃类预设

8、复杂塔的类型复杂塔的基本类型（ComplexColumn）描述（Description）3侧线原油塔(3Sidestrip