Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Design-II ╨┤╨╗╤П Windows. ╨Ю╨┐╨╕╤Б╨░╨╜╨╕╨╡ ╨╝╨╛╨┤╤Г╨╗╨╡╨╣ ╨╛╨▒╤А╤Г╨┤╨╛╨▓╨░╨╜╨╕╤П ╨╕ ╨┐╤А╨╕╨╝╨╡╤А╤Л ╨╕╤Е ╨╕╤Б╨┐╨╛╨╗╤М╨╖╨╛╨▓╨░╨╜╨╕╤П

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
5.08 Mб
Скачать

-параметре растворимости;

-теплоте испарения;

-давлении насыщенного пара;

-параметре ацентричности;

-др.

Данные свойства являются необходимыми для расчета физиче­ ских свойств веществ при изменении температуры, давления, паро­ жидкостного равновесия, параметров взаимодействия с другими компонентами и т. п. Однако поля базы данных заполнены полно­ стью только для наиболее широко использующихся веществ, имею­ щих ID до 99 (рис. 6.1).

В зависимости от объема информации по веществам, база дан­ ных условно разбита на 11 групп.

ID

1-99

Информация, хранимая в базе данных по веществам

Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, теплоемкость, Тс, Р с, параметр ацентричности, Vc, параметр растворимости (Дж/м3)0,3, энтальпия и энтропия образования

100-999 Компоненты, задаваемые пользователем:

100-199 — составы нефти и нефтепродуктов;

200-299 — химические компоненты пользователя, задаваемые из ChemTran;

300-399 — твердые компоненты пользователя, задаваемые из ChemTran

1000-1999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, теплоемкость, 7с, Рс, давление насыщенного пара

2000-2999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, 7с, Рс, давление насыщенного пара

3000-3999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, теплоемкость, давление насыщенного пара

4000-4999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, давление насыщенного пара

5000-5999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, теплоемкость, Тс, Рс

6000-6999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, 7с, Рс

7000-7999 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости, теплоемкость

ID

Информация, хранимая в базе данных по веществам

8 0 0 0 -8 9 9 9 Название, структура, молекулярный вес, температура кипения, плот­ ность жидкости

9 0 0 0 -9 9 9 9 Компоненты для ионных реакций

Как видно, база данных имеет не все свойства, которые могут быть необходимы для расчетов, поэтому необходимые параметры должны быть введены в базу данных из справочной литературы.

Для ввода недостающих физико-химических параметров необ­ ходимо:

1. Выбрать соответствующую страницу для ввода параметров базы данных:

Component Critical Properties — ввод критической температу­ ры, критического давления, критического объема и параметра ацентричности;

Component Heat of Reaction Properties— ввод энтальпий и эн­ тропий образования;

Crude Cuts, Crude Stream Blending, Crude Keywords — ввод свойств нефти;

Ionic Components/Reactions — выбор ионных компонентов и ионных реакций;

Component General Properties — ввод названия вещества, мо­ лекулярного веса, температуры точки кипения и относительной плотности (gravity).

2. Используя табличный способ, ввести для веществ недостаю­ щие параметры (рис. 6.2).

Поле ввода

Меню для выбора

 

единиц измерения

«Выбранное»

 

вещество

 

Рис. 6.2. Пример ввода исходных данных

Для этого:

- с помощью «мыши» выбрать требуемое вещество;

-с помощью ниспадающего меню или конструктора единиц измерения выбрать заданную единицу измерения вводимого пара­ метра;

-ввести в поле ввода заданное число.

Данные параметры также можно ввести в базу данных через программу, обслуживающую базу данных: ChemTran. Если спра­ вочные данные неизвестны, то с помощью ChemTran для относи­ тельно простых веществ имеется возможность оценить свойства, включая критические, давление насыщенного пара и т. п. по струк­ туре вещества. В дальнейшем рассчитанные по структуре парамет­ ры могут быть в любой момент заменены справочными данными.

В настоящее время программа может оценить свойства по структуре для веществ, имеющих до 9 групп атомов (исключая группы с водородом), соединенных одинарными («-»), двойными («=») или тройными («*») связями1. Например, структура фреона R-123 (C2HC12F3)

Обозначение атомов

F

С1

 

 

I

I

Атом

Символ

F - C - C - C 1

Бор

В

I

I

F

F

Бром

BR

 

 

Углерод

С

может быть промаркирована по ато­

Хлор

CL

мам:

 

Фтор

F

 

 

 

Йод

I

F2

С1б

Азот

N

I

I

 

 

F3— С1— С5— С17

Кислород

О

I

 

Кремний

SI

F4

 

 

 

Сера

S

 

 

Следует обратить внимание на то, что атом водорода не марки­ руется, так как программа сама считает количество атомов водоро­ да по валентности. Таким образом, указанную структуру можно описать по правилам ChemTran следующим образом: C1-F2,

’Атомы веществ, для которых возможны расчеты, представлены в табл. «Обо­

значение атомов».

C1-F3, C1-F4, С1-С5, C5-CL6, C5-CL7. Запуск ChemTran про­ изводится через меню через Simulate и далее выбирается Use CHEMTRAN.

Следует отметить, что ChemTran не имеет шаблона, поэтому необходимо точно знать команды, которые нужно будет набрать в данном окне. Подробный синтаксис команд с примерами дан в ин­ струкции по эксплуатации Design-11 и в файле Help. Рассмотрим только некоторые возможности данной программы.

Ниже приведен пример программы в командах ChemTran, по­ зволяющей рассчитать свойства фреона R-123 по его структуре и использовать рассчитанные данные в качестве справочных (рис. 6.3).

Этот пример только выводит результаты расчета в файл, но не формирует файл базы данных пользователя. Рассмотрим пример формирования файла базы данных пользователя и подключения его к базе данных оболочки.

Например, на ректификацию при производстве фреона R-122 подается смесь, содержащая: С2С14, HF, НС1 и фреоны R-121, R-122, R-123. Из указанных компонентов в базу данных DESIGN-II вклю­ чены: C2CU (ID3058), HF (ID1113), НС1 (ID1017), R-123 (ID1205), но R-121 и R-122 отсутствуют.

Ниже приведен пример программы в командах ChemTran, по­ зволяющей рассчитать свойства фреонов R-121 и R-122 по их струк­ туре с уточнением некоторых физико-химических свойств этих компонентов по справочным данным, и выводом результата расче­ та в файл базы данных пользователя (рис. 6.4).

После запуска этого задания (<Simulate => Execute ChemTran...) на диске будет сформирован файл базы данных поль­ зователя ADD2FRES.DAT. Подключение этого файла к базам дан­ ных представлено на рис. 6.5.

При этом необходимо:

-выбрать из базы данных компоненты: С2С14 (ID3058), HF (ID1113), НС1 (Ш1017), R-123 (ID1205), Chem-200 (ГО200), Chem-201 (ID201);

-указать имя файла базы данных пользователя путем выбора страницы Advanced Thermodynamics (см. рис. 6.1) и ввести имя файла в заданное поле.

АВ123

Обязательный текст для начала за­

 

дачи

 

* R-123 PROPERTIES CALC AND VIEW

Обязательный комментарий после

 

«*»

 

COMP = 200

№ компонента базы данных пользо­

 

вателя

 

NAM 200 = R123

Название компонента ID

200:

 

«R123»

 

STRU 200 = C1-F2, C1-F3, C1-F4, Cl-(

>, Команда указания структуры ком­

C5-CL6, C5-CL7

понента

 

SI UNI OUT

Переключение результатов расчета

 

в систему СИ

 

ТЕМ UNI OUT = C

Переключение температуры

при

 

выводе в °С

 

TAB P-T (C) 200 = -50, 500, 50

TAB L-T (C) 200 = -50,500, 50

TAB СР-Т (С) 200 = -50,500,50

TAB VIS-Т (С, LIQ) 200 = -50,500,50

TAB VIS-Т (С, VAP) 200 = -50,500,50 TAB THE CONT-T (С, LIQ) 200=-50,500,50

TAB THE CONT-T (C, VAP) 200=-50,500,50

TAB V-T (C) 200 = -50,500, 50

TAB SUR TEN-T (C) 200 = -50, 500,50

PRINT PROPERTIES

END

Вывод в виде таблиц с - 5 0 °С до

500 °С с шагом 50°

Зависимость давления насыщенно­ го пара от Т Зависимость теплоты испарения от

Т

Зависимость теплоемкости газа от Т Зависимость вязкости жидкости от

Т

Зависимость вязкости газа от Т Зависимость теплопроводности жидкости от Т Зависимость теплопроводности па­ ра от Т

Зависимость удельного объема от Т Зависимость поверхностного натя­ жения от Т Команда вывода указанных свойств

Конец текста программы

Рис. 6.3. Пример программы в командах ChemTran

После запуска программы свойства компонентов Chem-200 и Chem-201 будут заполнены из файла ADD2FRES.DAT. Далее, для корректного использования рассчитанных свойств компонентов Ш200 и ID201, д а нны й файл необходимо будет перенести (скопиро­ вать) в каталог, где находится файл задания Design-II.

Результаты работы ChemTran также можно использовать в каче­ стве справочного пособия. В качестве примера ниже представлен

АВ123

* R-121 AND R-122 ADDITION

COMP = 200,201

NAM 200 = R121

NAM 201 = R122

STRU 200 = C1-CL2, C1-CL3, С1-С4, C4-CL5, C4-CL6, C4-F7

STRU 201 = C1-CL2, C1-CL3, С1-С4, C4-CL5, C4-F6, C4-F7

ТВ (К) 200=389.75 ТВ (К) 201=345.0 ТС (К) 201=519.15 PC (ATM) 201=36.52

VC (CM3/GMOL) 201=310.46

FILE NEW=ADD2,FRES,DATA

PRINT PROPERTIES

END

Обязательный текст для начала задачи Обязательный комментарий после «*»

№№ новых компонентов

Название компонента ID 200: «R121» Название компонента ID 201: «R122»

Команда указания структуры компонента ID200

Команда указания структуры компонента ID201

Ткипения компонента 200 из справочника

Ткипения компонента 201 из справочника Критическая температура из справочника Критическое давление из справочника Критический объем из справочника

Указание имени файла базы данных пользо­ вателя: ADD2FRES.DAT

Активизация указанных выше режимов Конец программы

Рис. 6.4. Пример программы в командах ChemTran

Поле для ввода

■eitiei | Component Heat ofReaction Prapertle» | Crude Cuts | Crude Stream Blending |

Кнопка для

T ^ W ia n S D trtlh o d s

Advanced Thermodynamics j Pano-Roblnson Options jr—

имени файла

wnemicei и ш n ir a im v \mm ia u corny UJ vnvm iivi/ —

поиска файла

 

|AD02FREBBAT

\

в каталоге

ГAssume water is a miscible component

ГAssume water Is e Immiscible component

I f Water ndecIbOty aasumpflon la controlled bythe chosen ttvslue method (default)

Vapor saturation method:

|vapor Pressure

3

Liquid saturation method:

|Karoiene chart

 

Oeneral Flash Method (used for an streams and unit modules Ifwater is Immiscible)-------

Г Uoe Two Phase plus Free Water FlechMelhod

(t use Three Phase Flash Method

Рис. 6.5. Пример ввода имени файла базы данных пользователя

текст задания, позволяющий реализовать данные функции для получе­ ния зависимостей физико-химических свойств вещества от температу­ ры. В качестве тестового компонента выбрана вода (ГО62) (рис. 6.6).

АВ123

* 1120 PROPERTIES VIEW C-

COMP = 62

SI UNI OUT

ТЕМ UNI OUT = C

TAB P-T (C) 62 = 0,300,50

TAB L-T(C) 62 = 0,300,50

TAB CP-T (C) 62 = 0,300, 50 TAB VIS-T (C, LIQ) 62 = 0,300,50

TAB VIS-T (C, VAP) 62 = 0,300,50 TAB THE CONT-T (C, LIQ) 62 = 0,300,50

TAB THE CONT-T (C, VAP) 62 = 0,300,50 TAB V-T (С) 62 = 0,300,50

TAB SUR TEN-T (С) 62 = 0, 300,50

PRINT PROPERTIES

END

Обязательный текст для начала задачи Обязательный комментарий

№ компонента

Переключение результатов расчета в систему СИ Переключение температуры при выво­ де в °С

(Внимание: по умолчанию американ­ ская система измерений)

Давление насыщенного пара от 0 до +300 °С, шаг 50° Теплота испарения

Теплоемкость идеального газа Вязкость жидкости Вязкость газа Теплопроводность жидкости Теплопроводность пара Удельный объем Поверхностное натяжение

Команда вывода указанных свойств в файл в виде таблиц в соответствую­ щих единицах измерения

Рис. 6.6. Пример программы в командах ChemTran для воды

После корректного окончания расчета просмотр результатов в текстовом формате осуществляется после нажатия на кнопку ОШ. Выдержка из выходного файла представлена ниже:

COMPONENT 62: WATER

Р Т .

TEMP

VAPOR PRESSURE

NO.

(С)

(КРА

)

1

0 . 0 0 0

 

0 . 6 1 0 1 1 8

 

2

5 0 . 0 0 0

 

1 2 . 3 5 1 8

 

3

1 0 0 . 0 0 0

 

1 0 1 . 2 6 1

 

4

1 5 0 . 0 0 0

 

4 7 5 . 0 8 9

 

5

2 0 0 . 0 0 0

 

1 5 5 1 . 6 4

 

6

2 5 0 . 0 0 0

 

3 9 7 1 . 8 9

 

7

3 0 0 . 0 0 0

 

8 5 9 5 . 3 2

 

 

COMPONENT

6 2 :

WATER

 

PT.

TEMP

 

LIQUID VOLUME

NO.

(C)

 

(M3/KGMOL

)

1

0 . 0 0 0

 

1 . 7 9 0 6 3 6 E - 0 2

2

5 0 . 0 0 0

 

1 . 8 3 4 4 3 7 E - 0 2

3

1 0 0 . 0 0 0

 

1 . 8 9 2 2 0 6 E - 0 2

4

1 5 0 . 0 0 0

 

1 . 9 6 9 9 8 3 E - 0 2

5

2 0 0 . 0 0 0

 

2 . 0 7 8 6 7 0 E - 0 2

6

2 5 0 . 0 0 0

 

2 . 2 4 0 8 1 9 E - 0 2

7

3 0 0 . 0 0 0

 

2 . 5 1 5 4 3 1 E - 0 2

 

COMPONENT

6 2 :

WATER

 

PT.

TEMP

 

LATENT HEAT

 

NO.

(C)

 

(KJ/KGMOL

)

1

0 . 0 0 0

 

4 4 7 3 3 . 9

 

2

5 0 . 0 0 0

 

4 2 9 3 5 . 3

 

3

1 0 0 . 0 0 0

 

4 0 7 9 9 . 9

 

4

1 5 0 . 0 0 0

 

3 8 2 0 3 . 6

 

5

2 0 0 . 0 0 0

 

3 4 9 7 1 . 3

 

6

2 5 0 . 0 0 0

 

3 0 8 2 4 . 1

 

7

3 0 0 . 0 0 0

 

2 5 2 0 0 . 6

 

 

COMPONENT

6 2 :

WATER

 

РТ.

TEMP

 

SURFACE TENSION

NO.

(C)

 

(DYN/CM

)

1

0 . 0 0 0

 

7 7 . 9 2 0 9

 

2

5 0 . 0 0 0

 

6 7 . 8 8 8 0

 

3

1 0 0 . 0 0 0

 

5 8 . 2 1 2 0

 

4

1 5 0 . 0 0 0

 

4 8 . 2 9 2 1

 

5

2 0 0 . 0 0 0

 

3 7 . 7 0 6 2

 

6

2 5 0 . 0 0 0

 

2 6 . 3 1 9 1

 

7

3 0 0 . 0 0 0

 

1 4 . 5 0 6 4

 

 

COMPONENT

62:

WATER

 

PT .

TEMP

 

VAPOR VISCOSITY

NO.

(C)

 

(NS/M2

)

1

0 . 0 0 0

 

7 . 9 5 1 3 1 4 E - 0 3

2

5 0 . 0 0 0

 

9 . 3 5 1 6 1 8 E - 0 3

3

1 0 0 . 0 0 0

 

1 . 0 7 4 4 3 3 E - 0 2

4

1 5 0 . 0 0 0

 

1 . 2 1 3 0 5 0 E - 0 2

5

2 0 0 . 0 0 0

 

1 . 3 5 1 0 9 4 E - 0 2

6

2 5 0 . 0 0 0

 

1 . 4 8 8 6 2 8 E - 0 2

7

3 0 0 . 0 0 0

 

1 . 6 2 5 7 0 1 E - 0 2

 

COMPONENT

62:

WATER

 

PT .

TEMP

 

LIQUID VISCOSITY

NO.

(C)

 

(NS/М2

)

1

0 . 0 0 0

 

1 . 7 0 2 0 8

 

2

5 0 . 0 0 0

 

0 . 5 5 9 5 5 6

 

3

1 0 0 . 0 0 0

 

0 . 2 7 9 5 0 0

 

4

1 5 0 . 0 0 0

 

0 . 1 7 9 4 8 8

 

5

2 0 0 . 0 0 0

 

0 . 1 3 4 0 3 5

 

6

2 5 0 . 0 0 0

 

0 . 1 0 7 9 9 1

 

7

3 0 0 . 0 0 0

 

8 . 6 9 4 5 1 0 E - 0 2

 

COMPONENT

6 2 :

WATER

 

 

 

 

VAPOR THERMAL

 

PT.

TEMP

 

CONDUCTIVITY

NO.

(C)

 

(W/M/K

)

1

0 . 0 0 0

 

2 . 0 7 9 1 1 1 E - 0 2

2

5 0 . 0 0 0

 

2 . 5 5 4 0 2 0 E - 0 2

3

1 0 0 . 0 0 0

 

3 . 0 2 4 6 0 2 E - 0 2

4

1 5 0 . 0 0 0

 

3 . 4 9 4 5 3 2 E - 0 2

5

2 0 0 . 0 0 0

 

3 . 9 6 6 2 2 1 E - 0 2

6

2 5 0 . 0 0 0

 

4 . 4 4 0 9 8 1 E - 0 2

7

3 0 0 . 0 0 0

 

4 . 9 1 9 2 3 6 E - 0 2

 

COMPONENT

6 2 :

WATER

 

 

 

 

L I Q U I D THERMAL

PT.

TEMP

 

CONDUCTIVITY

NO.

(C)

 

(W/M/K

)

1

0 . 0 0 0

 

0 . 5 7 1 4 9 7

 

2

5 0 . 0 0 0

 

0 . 6 4 0 7 3 3

 

3

1 0 0 . 0 0 0

 

0 . 6 8 0 9 1 8

 

4

1 5 0 . 0 0 0

 

0 . 6 8 9 1 5 7

 

Соседние файлы в папке книги