第四章ASPENPLUS多組分平衡級分離過程計算(四)

第四章多組分平衡級分離過程計算（四）第四章多組分平衡級分離過程計算4.1多組分單級分離過程

4.2多組分多級分離塔的簡捷計算4.3多組分多級分離塔的嚴格計算核算型（精餾塔參數(shù)——〉分離性能？）設計型（分離性能——〉精餾塔結(jié)構尺寸？）ASPENPLUS設計精餾塔的步驟1、確定分離過程的關鍵組分；2、采用DSTWU模型確定精餾塔的理論板數(shù)、回流比和進料位置等基本參數(shù)；3、采用RADFRAC模型進行嚴格核算；4、進行設計規(guī)定的計算；5、進行填料塔或板式塔的設計計算，確定塔徑和塔高等參數(shù)；6、進行填料塔或板式塔的核算，確定塔的操作性能。4.3.3精餾塔內(nèi)件（塔板和填料）的設計與核算

板式塔和填料塔進行設計、核算以及執(zhí)行壓降計算的擴展功能：

TraySizing（塔板設計）TrayRating（塔板核算）PackSizing（填料設計）PackRating（填料核算）三個塔模型中是可用的：RadFracMultiFracPetroFracRadFrac—塔板設計(Traysizing)塔板設計(Traysizing):計算：給定板間距下的塔徑?？蓪⑺殖啥鄠€塔段分別設計合適的塔徑。規(guī)定：Specification表單，塔段(Trayedsection)的起始塔板(Startingstage)和結(jié)束塔板(Endingstage)序號，塔板類型(Traytype)，塔板流型程數(shù)(Numberofpasses)，以及板間距(Trayspacing)等幾何結(jié)構(Geometry)參數(shù)。RadFrac—塔板設計(Traysizing)RadFrac—塔板設計(Traysizing)塔板類型提供了五種塔板供選用：

1、泡罩塔板（BubbleCap）

2、篩板（Sieve）3、浮閥塔板（GlistchBallast）

4、彈性浮閥塔板（KochFlexitray）

5、條形浮閥塔板（NutterFloatValve)RadFrac—塔板設計(Traysizing)塔板流型程數(shù)(Numberofpasses)單通道塔板雙通道塔板三通道塔板四通道塔板RadFrac—塔板設計(Traysizing)單通道塔板雙通道塔板三通道塔板四通道塔板RadFrac—塔板設計(Traysizing)RadFrac—塔板設計(Traysizing)結(jié)果(Results)表單計算結(jié)果：塔內(nèi)徑(Columndiameter)對應最大塔內(nèi)徑的塔板序號(Stagewithmaximumdiameter)降液管截面積/塔截面積(Downcomerarea/Columnarea)側(cè)降液管流速(Sidedowncomervelocity)側(cè)堰長(Sideweirlength)RadFrac—塔板設計(Traysizing)RadFrac—塔板設計(Traysizing)剖形(Profiles)表單計算結(jié)果：每一塊塔板對應的塔內(nèi)徑(Diameter)塔板總面積(Totalarea)塔板有效區(qū)面積(Activearea)側(cè)降液管截面積(Sidedowncomerarea)RadFrac—塔板設計(Traysizing)RadFrac—塔板核算（Trayrating）塔板核算（Trayrating）計算：給定結(jié)構參數(shù)的塔板負荷情況，可供選用的塔板類型與“塔板設計”中相同。與塔板設計配合使用，完成塔板選型和工藝參數(shù)的設計規(guī)定：“塔板核算”的輸入?yún)?shù)除了從“塔板設計”帶來的之外，還應補充塔盤厚度(Deckthickness)和溢流堰高度(Weirheights)，多流型塔板應對每一種塔盤都輸入堰高。RadFrac—塔板核算（Trayrating）RadFrac—塔板核算（Trayrating）在塔板布置(Layout)表單中輸入：浮閥的類型(Valvetype)、材質(zhì)(Material)、厚度(Thickness)、有效區(qū)浮閥數(shù)目(Numberofvalvestoactivearea)；篩孔直徑(Holediameter)和開孔率(Sieveholeareatoactiveareafraction)。RadFrac—塔板核算（Trayrating）RadFrac—塔板核算（Trayrating）RadFrac—塔板核算（Trayrating）在降液管(Downcomer)表單中輸入：降液管底隙(Clearance)；頂部寬度(Widthattop)；底部寬度(Widthatbottom)；直段高度(Straightheight)。RadFrac—塔板核算（Trayrating）RadFrac—塔板核算（Trayrating）塔板核算結(jié)果在結(jié)果(Results)表單中列出，有三個參數(shù)應重點關注：1、最大液泛因子(Maximumfloodingfactor)，應該小于0.8

；2、塔段壓降(Sectionpressuredrop)；3、最大降液管液位/板間距(Maximumbackup/Trayspacing)，應該在

0.2~0.5之間。RadFrac—塔板核算（Trayrating）RadFrac—填料設計(Packsizing)填料設計(Packsizing)計算：選用某種填料時的塔內(nèi)徑。規(guī)定：在Specification表單中輸入填料類型(Type)、生產(chǎn)廠商(Vendor)、材料(Material)、板材厚度(Sheetthickness)、尺寸(Size)、等板高度(Heightequivalenttoatheoriticalplate)等參數(shù)。RadFrac—填料設計(Packsizing)RadFrac—填料設計(Packsizing)填料類型共有53種填料供選用，以下是5種典型的散堆填料：1、拉西環(huán)（RASCHIG）2、鮑爾環(huán)（PALL）3、階梯環(huán)（CMR）4、矩鞍環(huán)（INTX）5、超級環(huán)（SUPERRING）RadFrac—填料設計(Packsizing)填料類型共有53種填料供選用，以下是5種典型的規(guī)整填料：1、帶孔板波填料（MELLAPAK）2、帶孔網(wǎng)波填料（CY）3、帶縫板波填料（RALU-PAK）4、陶瓷板波填料（KERAPAK）5、格柵規(guī)整填料（FLEXIGRID）RadFrac—填料設計(Packsizing)RadFrac—填料設計(Packsizing)結(jié)果(Results)表單:塔內(nèi)徑(Columndiameter)最大負荷分率(Maximumfractionalcapacity)最大負荷因子(Maximumcapacityfractor)塔段壓降(Sectionpressuredrop)比表面積(Surfacearea)。RadFrac—填料核算（Packrating）填料核算（Packrating）計算給定結(jié)構參數(shù)的填料的負荷情況，可供選用的填料類型與“填料設計”中相同?！疤盍显O計”與“填料核算”配合使用，可以完成填料選型和工藝參數(shù)設計。RadFrac—填料核算（Packrating）塔板和填料的設計與核算——示例（1）例6：根據(jù)書P93計算得到的精餾塔若為篩板塔，計算塔徑；若為填料塔：填料類型：SulzerCYStandard；HETP：0.2m；液泛因子：0.8；最大壓降：10kPa。試計算采用該種填料的填料塔信息。計算塔徑為多少，壓降，最大持液量。塔板和填料的設計與核算作業(yè)3：根據(jù)作業(yè)2計算得到的精餾塔，對浮閥塔進行核算，浮閥信息如下：Traytype：NutterfloatValveBDHNumberofpasses：2Columndiameter：1.0mTrayspacing：0.5m.Weirheight：0.05mValvedensity：129/sqmDowncomerclearance：0.15mSidedowncomerwidth：0.22mCenterdowncomerwidth：0.18mStraightheight:0.05求最大液泛因子，以及profile中每一級的計算結(jié)果。RadFrac—吸收計算RadFrac模塊用于吸收計算時，

1）在Configuration表單中將冷凝器和再沸器類型選為“None”；

2）在Streams表單中將塔底氣體進料板位置設為塔板總數(shù)加1，并將加料規(guī)則(Convention)設為“Above-Stage”；RadFrac—吸收計算RadFrac—吸收計算RadFrac—吸收計算在收斂（Convergence）項目中將1、基本(Basic)表單里的算法(algorithm)設置為“Standard”，并將最大迭代次數(shù)(maximumiterations)設置為200;2、將高級(Advance)表單里的第一欄吸收器(Absorber)設置為“yes”。RadFrac—吸收計算RadFrac—吸收計算4.3.4Extract—連續(xù)萃取塔

Extract模塊用逐級計算法精確計算連續(xù)逆流萃取過程的操作結(jié)果。Extract—連續(xù)萃取塔Extract—連接

Extract模塊的連接圖如下：1、塔設定(Specs)表單

1)塔板數(shù)(Numberofstages)2)熱狀態(tài)選項(Thermaloptions)(1)絕熱(Adiabatic)(2)指定溫度剖形(Specifytemperature…)(3)指定熱負荷剖形(Specifyheatduty…)Extract—模型參數(shù)Extract模塊有四組基本模型參數(shù)：Extract—模型參數(shù)2、關鍵組分(Keycomponents)表單

(1)第一液相(1stliquidphase)

即比重較大的液相，從塔底出料。

(2)第二液相(2ndliquidphase)

即比重較小的液相，從塔頂出料。Extract—模型參數(shù)Extract—模型參數(shù)Extract—模型參數(shù)3、物流(Streams)表單塔頂和塔底必須各有一股進料和出料物流。如果還有側(cè)線物流，則在此表單中設置側(cè)線進料物流的加料板位置和側(cè)線出料物流的出料板位置和流量。Extract—模型參數(shù)Extract—模型參數(shù)4、壓強(Pressure)表單設置塔內(nèi)的壓強剖形。至少指定一塊板的壓強。未指定板的壓強通過內(nèi)插或外推決定。Extract—模型參數(shù)Extract—級效率1、選項(Options)表單選擇使用通用級效率(Specifystageefficiencies)還是為每一個組分分別指定級效率(Specifyefficienciesforindividualcomponents)。

Extract模塊采用級效率來處理兩液相組成未達到平衡的真實過程，缺省的級效率為1（平衡級）。Extract—級效率Extract—級效率2、級(Stages)表單輸入每一塊板上的通用板效率。

3、組分(Components)表單輸入每一個組分在每一塊板上的