第四章 ASPEN PLUS多组分平衡级分离过程计算ppt课件.ppt

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1、第四章多组分平衡级分离过程计算（二）第四章多组分平衡级分离过程计算4.1多组分单级分离过程4.2多组分多级分离塔的简捷计算4.3多组分多级分离塔的严格计算核算型（精馏塔参数——〉分离性能？）设计型（分离性能——〉精馏塔结构尺寸？）AspenPlus中的分离过程模型：简单分离单元模型：Separators塔设备单元模型：Columns4.2.1多组分分离过程模型的分类塔设备单元模型包含九个模块：DSTWU:简捷蒸馏设计Distl:简捷蒸馏核算RadFrac:严格蒸馏Extract:严格液-液萃取器MultiFrac:复杂塔的严格蒸馏SCFrac:复杂塔的简捷蒸馏PetroFr

2、ac:石油的严格蒸馏Rate-Frac:非平衡级连续蒸馏BatchFrac:严格的间歇蒸馏塔设备单元模型—分类ASPENPLUS中的简捷法精馏塔设计模型模型描述目的用于DSTWU使用Winn–Underwood-Gilliland方法设计简捷法精馏确定最小级数、最小回流比或者实际回流比、实际级数一个进料物流和两个产品物流的塔Distl使用Edmister方法进行简捷法精馏核算确定以回流比、级数、馏出与进料比为基准的分离程度,计算产品组成。一个进料物流和两个产品物流的塔SCFrac简捷法多塔精馏模块确定产品组成和流率每段的级数、使用分馏指数的热负荷原油单元常减压蒸馏塔ASPE

3、NPLUS的严格蒸馏模型模型描述目的用于RadFrac单个塔的两相或三相严格计算模块执行各塔严格核算和设计计算普通蒸馏、吸收塔、汽提塔、萃取和共沸蒸馏、三相蒸馏、反应蒸馏MultiFrac严格法多塔精馏对一些复杂的多塔执行严格核算和设计计算原油单元常减压蒸馏塔、吸收/汽提塔组合等。PetroFrac石油精馏模块对石油炼制应用中的复杂塔执行严格核算和设计计算预闪蒸塔、常压原油单元、减压单元、催化裂化主分馏器、延迟焦化主分馏器、减压润滑油分馏器、乙烯装置初馏塔和急冷塔组合RateFrac非平衡级速率模块对各塔和多塔执行严格核算与设计。基于非平衡级计算，不需要效率和HETPs。蒸

4、馏塔、吸收塔、汽提塔、反应系统、热整合单元、石油应用例如原油和减压单元、吸收/汽提塔组合Extract严格液-液萃取使用一个溶剂模拟一个液体物流的逆流抽提液-液抽提塔，萃取塔4.2.2多组分多级分离塔的简捷计算多组分精馏过程的近似设计算法常用于：初步设计。对多种操作参数进行评比以寻求适宜的操作条件。过程合成中寻找合理的分离顺序。近似算法还可用于控制系统的计算以及为严格计算提供合适的设计变量数值和迭代变量初值。当相平衡数据不够充分和可靠时，采用近似算法不比严格算法逊色。近似算法虽然适于手算，但为了快速、准确，采用计算机进行数值求解也已广泛应用。多组分精馏的简捷计算法多组分精馏

5、的简捷计算法（Fenske–Underwood-Gilliland）①用芬斯克（Fenske）公式估算最少理论板数和组分分配；②用恩特伍德（Underwood）公式估算最小回流比；③用吉利兰（Gilliland）图或相应的关系式估算实际回流比下的理论板数。全回流及最少理论板层数全回流时，D=0，F=0，W=0；达到给定分离程度所需的理论板层数最少为Nmin。1）Nmin的求法a）图解法xWxD理论板数的简捷算法——芬斯克方程b）解析法——芬斯克(Fenske)方程式最小回流比的求法1）作图法a）对于正常的平衡曲线xq,yq——q线与平衡线的交点坐标qyqxq——恩德伍特方程

6、1、吉利兰图DSTWU--简捷法精馏设计DSTWU算法特点：DSTWU可对一个带有分凝器或全凝器、一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷法设计计算。DSTWU假设恒定的摩尔流量和恒定的相对挥发度。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。DSTWU也估算适宜的进料位置、冷凝器和再沸器的热负荷，并产生一个可选的“回流比～级数”的曲线图或表格。规定估计/结果轻重关键组分的回收率最小回流比和最小理论级数理论级数必需回流比回流比必需理论级数DSTWU使用去估算Winn最小级数Underwood最小回流比Gilliland规定级数所必需

7、的回流比或规定回流比所必需级数DSTWU—连接DSTWU模型的连接图如下：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（1）DSTWU模型有四组模型设定参数：DSTWU—模型参数（1）2、关键组分回收率(Keycomponentrecoveries)（1）轻关键组分在塔顶产品中的回收率塔顶的轻关键组分流率/进料中的轻关键组分流率（2）重关键组分在塔顶