1) Давление.

Профиль давления в тарельчатой секции рассчитывается на основе заданных пользователем значений. Вы можете задать давление для всех тарелок или только для верхней и нижней тарелки (или также и для любых промежуточных).

Давление на тарелках, для которых оно не было задано непосредственно, рассчитывается линейной интерполяцией. Вы можете задать перепад давления в конденсаторе и ребойлере. По умолчанию эти перепады давления равны нулю, и ненулевые значения перепада давления не являются необходимыми для расчета.

Если давление продуктовых потоков (включая боковые отборы пара и жидкости, продукты из боковых стриппингов и внутренние потоки) известно (задано как спецификация или рассчитано до обращения к операции Колонна), HYSYS передает это значение в колонну и использует его в процессе расчета. При этом уже нет необходимости задавать давления на этой тарелке во входной форме. Если Вы затем измените давление продуктового потока, колонна будет пересчитана.

2) Число тарелок.

Число тарелок, которое Вы задаете для тарельчатой секции, не включает конденсатор и ребойлер (если они есть). Если к колонне добавляются боковые стриппинги, их тарелки также не входят в это число. По умолчанию тарелки нумеруются в HYSYS сверху вниз. Изменить схему нумерации тарелок можно на странице Соединения закладки Данные.

Первоначально ХАЙСИС рассматривает тарелки как идеальные. Если Вы хотите, чтобы тарелки рассматривались как реальные, Вы должны задать КПД тарелок на странице КПД закладки Параметры. Как только Вы задали эффективность тарелок (даже, если задается 1), HYSYS рассматривает тарелки как реальные.

3) Поток питания.

Положение потока питания, его состав и условия в нем являются основными параметрами колонны.

Инсталляция колонны

Перед инсталляцией колонны необходимо решить, какого типа колонну Вы хотите инсталлировать. Тип колонны определяется наличием конденсатора и ребойлера. Имеется пять основных типов колонн:

1. Абсорбер – колонна, имеющая только тарельчатую секцию.

2. Экстрактор жидкость-жидкость – колонна, имеющая только тарельчатую секцию.

3. Абсорбер с ребойлером – колонна, имеющая тарельчатую секцию и ребойлер.

4. Абсорбер с конденсатором – колонна, имеющая тарельчатую секцию и конденсатор.

5. Ректификационная колонна – колонна, имеющая тарельчатую секцию, ребойлер и конденсатор.

Кроме этого имеются готовые шаблоны следующих колонн:

1. Колонна первичной переработки нефти с 3 стриппингами (колонна, имеющая тарельчатую секцию, конденсатор, 3 боковых стриппинга и 3 циркуляционных орошения).

2. Колонна первичной переработки нефти с 4 стриппингами (колонна, имеющая тарельчатую секцию, конденсатор, боковой стриппинг с ребойлером, 3 боковых стриппинга с отпаркой водяным паром и 3 циркуляционных орошения).

3. Основная фракционирующая колонна установки каталитического крекинга в кипящем слое (колонна, имеющая тарельчатую секцию, конденсатор, 2 циркуляционных орошения и контур циркуляции в нижней части, выполняющий функцию закалки. Верхний боковой продукт отбирается через стриппинг с отпаркой водяным паром, нижний – отбирается непосредственно с тарелки.

4. Трехфазная ректификация (колонна, имеющая тарельчатую секцию, ребойлер и трехфазный конденсатор).

5. Вакуумная колонна с водяным паром (колонна, имеющая тарельчатую секцию, 2 циркуляционных орошения и зону промывки ниже ввода питания. Продукты отбирается двумя боковыми отборами).

Ниже приведены соглашения, используемые для определения и описания основных колонн.

1. Тарельчатая секция – представляет собой последовательность равновесных тарелок. Тарелки нумеруются от 1 до N.

2. Тарелки – тарелки нумеруются сверху вниз или снизу вверх, в зависимости от Вашего выбора. При нумерации сверху вниз, верхняя тарелка - 1, нижняя - N. Схема нумерации тарелок задается на странице Соединения закладки Данные специализированного окна колонны.

3. Верхний паровой продукт – для абсорбера и абсорбера с ребойлером верхний паровой продукт - это пар, покидающий верхнюю тарелку тарельчатой секции. Для абсорбера с конденсатором и ректификационной колонны верхний паровой продукт – это пар, покидающий конденсатор.

4. Верхний жидкий продукт – для абсорбера с конденсатором и ректификационной колонны верхний жидкий продукт - это дистиллят, покидающий конденсатор. У абсорбера и абсорбера с ребойлером нет верхнего жидкого продукта.

5. Кубовый продукт – для абсорбера и абсорбера с конденсатором кубовый продукт - это жидкость, покидающая нижнюю тарелку тарельчатой секции. Для абсорбера с ребойлером и ректификационной колонны кубовый продукт – это жидкость, покидающая ребойлер.

6. Конденсатор – конденсатор представляет собой объединение холодильника и ступени разделения и в HYSYS он не рассматривается как тарелка.

7. Ребойлер – ребойлер представляет собой объединение нагревателя и ступени разделения и в HYSYS он не является тарелкой.

Заменяемые спецификации

Заменяемые спецификации являются величинами, которые алгоритм сходимости должен получить в результате расчета. Когда Вы выбираете шаблон колонны (или при добавлении оборудования) HYSYS выберет переменные, которые примет в качестве спецификаций. Вы можете использовать эти спецификации или заменить их на другие, более подходящие для Вашей задачи. Принятые по умолчанию заменяемые спецификации зависят от выбранного типа колонн. Для четырех основных типов колонн эти спецификации представляют собой комбинацию следующих параметров:

– Расход верхнего парового продукта

– Расход дистиллята

– Расход кубового продукта

– Флегмовое число

– Расход флегмы

В имеющихся в HYSYS шаблонах колонн имена присвоены только внутренним потокам (т.е. потокам, которые связывают отдельные элементы подсхемы колонны). Например, поток флегмы имеет имя Reflux, он является внутренним потоком, потому что он является продуктом конденсатора и питанием тарельчатой секции.

Следующие разделы описывают параметры, принимаемые по умолчанию в качестве спецификаций для каждого типа колонн.

Абсорбер

Шаблон абсорбера содержит только тарельчатую секцию и два продуктовых потока – пар сверху и жидкость снизу У абсорбера нет спецификаций. Условия и состав потока питания, а также давление в колонне, полностью определяют состав и условия продуктов. Остальные шаблоны колонн имеют дополнительное оборудование, и поэтому требуют задания спецификаций.

Абсорбер с ребойлером

Шаблон абсорбера с ребойлером состоит из тарельчатой секции и кубового ребойлера.

В шаблоне появляются два дополнительных потока, соединяющих ребойлер с тарельчатой секцией. Когда инсталлируется абсорбер с ребойлером, по сравнению с абсорбером увеличивается число спецификаций на одну. По умолчанию в качестве спецификации используется расход пара сверху колонны.

Абсорбер с конденсатором

Шаблон абсорбера с конденсатором состоит из тарельчатой секции и конденсатора (парциального или полного). В шаблоне появляются дополнительные потоки, соединяющие конденсатор с тарельчатой секцией.

Когда инсталлируется абсорбер с парциальным конденсатором, по сравнению с абсорбером увели-чивается число спецификаций на две. По умолчанию в качестве спецификаций используется расход пара и расход жидкости (дистиллята) из конденсатора.

Если Вы инсталлируете абсорбер с полным конденсатором, добавляется одна спецификация, поскольку отбора пара из конденсатора нет.

Расход пара или жидкости из конденсатора можно задать равным нулю, это приводит к трем различным комбинациям этих двух спецификаций, которые приведены ниже:

– Парциальный конденсатор с отбором пара и без отбора жидкости (дистиллята)

– Парциальный конденсатор с отбором пара и с отбором жидкости (дистиллята)

– Полный конденсатор (с отбором дистиллята и без отбора пара)

Ректификационная колонна

Шаблон ректификационной колонны представляет собой колонну с конденсатором и ребойлером. Оборудование и потоки, в этом шаблоне являются комбинацией оборудования и потоков из шаблонов абсорбера с ребойлером и абсорбера с конденсатором.

Флегмовое число

Когда имеются и конденсатор, и ребойлер, необходимо задать три спецификации в случае парциального конденсатора или две спецификации в случае полного конденсатора. Третьей принятой по умолчанию спецификацией (в дополнение к отборам жидкости и пара сверху колонны) является флегмовое число.

Флегмовое число определяется как отношение расхода жидкости, возвращаемой в тарельчатую секцию, к общему расходу парового и жидкого продуктов (если есть отбор воды сверху, этот поток не входит в отношение).

Давление в колонне, по существу, так же является заменяемой спецификацией, в том смысле, что Вы можете задать давление на любой тарелке. Обратите внимание, давление не меняется в процессе расчета колонны.

В следующей таблице приводится сводка заменяемых принятых по умолчанию спецификаций для основных шаблонов колонн.

Шаблоны	Отбор пара	Отбор жидкости	Флегмовое число
Абсорбер с ребойлером	Да	Нет	Нет
Абсорбер с полным конденсатором	Нет	Да	Нет
Абсорбер с парциальным конденсатором	Да	Нет	Да
Ректификационная колонна с полным конденсатором	Нет	Да	Да
Ректификационная колонна с парциальным конденсатором	Да	Да	Да

Пульт колонны

Специализированное окно колонны представляет собой набор закладок со страницами, содержащими информацию о колонне, доступ к которой можно получить как из главной схемы, так и из подсхемы колонны. В подсхеме колонны специализированное окно колонны называется также Пульт колонны и вызывается соответствующей кнопкой .

Специализированное окно колонны используется для задания спецификаций, начальных оценок, добавления циркуляционных орошений и стриппингов, наблюдением за сходимостью расчета, просмотра результатов расчета, задания динамических спецификаций и других параметров колонны, таких как точность расчета, или реакций, протекающих на тарелках.

Специализированное окно колонны в главной схеме и в подсхеме колонны имеет несколько отличий. В частности, по-разному выглядят страницы Соединения, страницы Настройка и Переменные закладки Схема-подсхема имеются только в главной схеме.

Рассмотри далее отдельные элементы окна колонны: