Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системный анализ химико-технологических процессов с использованием программы ChemCad. Учебно-методическое пособие
.pdf
− 5 Distilate rate of one component (Мольный расход компонента в
дистилляте);
− 6 Distilate component mole fraction (Мольная доля компонента в
дистилляте);
− 7 Distilate comp fraction recovery (Отношение количества одного
компонента в дистилляте к его количеству в потоках питания);
− 8 Distilate total fraction recovery (Отношение количества потока
питания к количеству дистиллята);
− 9 Two components molar flow ratio (Отношение мольных расходов
2-х компонентов в дистилляте);
− 10 Volume flow rate (crude flowrate) (Объемный расход
дистиллята);
− 1
− 12 Weight fraction of component (Массовая доля компонента в
− 13 Reserved for TPLS module (Зарезервирован для модуля Tower
− 14 Reserved for TPLS module (Зарезервирован для модуля Tower
− 15 Molecular wight (Молекулярная масса дистиллята);
− 16 API gravity of the distilate (Удельная плотность дистиллята по
− 17 Volume fraction of the component (Объемная доля компонента
− 18 Reflux mole flowrate (Мольный расход флегмы);
− 19 Reflux mass flowrate (Массовый расход флегмы).
1 Distilate mass flowrate (Массовый расход дистиллята);
дистилляте);
plus);
plus);
стандартам Американского института нефти);
в дистилляте);
По умолчанию установлен режим 0 No condenser, указывающий на
отсутствие конденсатора (например, в абсорбере). Любой другой режим
больше 0 показывает, что конденсатор есть, и его характеристики
должны быть заданы в поле Specification (Значение). Величина
тепловой нагрузки должна быть отрицательным действительным
числом. Для режима 0 ничего указывать не нужно. Для режимов 5,
12, 17 нужно задать C
компонентов, для чего отмечается опция Select component range
(Выбрать перечень компонентов), и в списке Last component
(Последний компонент) выбирается, какой компонент будет
omponent (Компонент), можно задать перечень
6, 7,
71
последним в перечне, при этом начинается перечень с компонента,
указанного в поле First component (Первый компонент). Для режима
9 нужно задать Component (Компонент) и Divided by (Делитель). Для
режима -1 нужно задать Stage (Номер тарелки), в списке Select
optional tray mode (Выбор режима тарелки) выбрать нужный режим с
0 по 28, указать Specification (Спецификации) тарелки.
В списке Select reboiler mode: (Выбор режима куба) выбирается
режим куба:
− -1 No reboiler spec (see tray spec) (Есть куб, но не заданы
характеристики);
− 0 No reboiler (Нет куба);
− 1 Vapor/Bottoms mole flow ratio (V/B) (Паровое число);
− 2 Reboiler duty, positive (Тепловая нагрузка куба, положительная);
− 3 Bottom product temperature (Температура куба);
− 4 Bottom mole flowrate (Общий мольный расход кубового
остатка);
− 5 Bottom mole rate of one component (Мольный расход одного
компонента кубового остатка);
− 6 Bottom component mole fraction (Мольная доля компонента в
кубовом остатке);
− 7 Bottom comp fraction recovery (Отношение количества
компонента в кубе к его количеству в потоках питания);
− 8 Botton total fraction recovery (Отношение расхода потоков
питания к расходу кубового продукта);
− 9 Two components molar flow ratio (Отношение мольных расходов
двух компонентов в кубе);
− 10 Volume flowrate (crude flowrate) (Объемный расход кубового
остатка);
− 11 Botton mass flowrate (Массовый расход кубового остатка);
− 12 Weight fraction of component (Массовая доля компонента в
кубовом остатке);
− 1
− 1
5 Molecular weight of bottom product (Молекулярная масса
кубового остатка);
6 API gravity of bottoms (Удельная плотность кубового остатка
по стандартам Американского института нефти);
72
− 17 Volume fraction of component (Объемная доля одного
компонента кубового остатка).
Любой режим больше 0 показывает, что куб есть, и его характеристики
должны быть заданы в поле Specification (Значение). Для режима -1
задаются спецификации аналогично режиму -1 конденсатора. Для
режимов 5, 6, 7, 12, 17 нужно задать Component (Компонент), можно
задать перечень компонентов, для чего отмечается опция Select
component range (Выбрать перечень компонентов), и в списке Last
component (Последний компонент) выбирается, какой компонент будет
последним в перечне, при этом начинается перечень с компонента,
указанного в поле First component (Первый компонент). Для режима 9
нужно задать Component (Компонент) и Divided by (Делитель).
Если в колонне присутствует боковой отбор продукта, то в области
Side Product Specifications (Спецификации бокового продукта) для
каждого отбираемого потока задаются S
отбора, Side product mode (Режим бокового отбора) и Specification
(Спецификация).
Режим бокового отбора выбирается из списка:
− Liquid component mass fraction (Массовая доля компонента в
жидкости);
− Liquid side product mass flowrate (Массовый расход жидкости
бокового продукта);
− Liquid volume flowrate (Объемный расход жидкости);
− Liquid component mole fraction (Мольная доля компонента в
жидкости);
− Liquid component mole flowrate (Мольный расход компонента в
жидкости);
− Liquid mole flowrate (Мольный расход жидкости);
− Liquid draw ratio (Отношение для жидкости) отношение расхода
жидкости в потоке ко всему количеству жидкости, покидающему
тарелку;
− Vapor draw ratio (Отношение для пара) отношение расхода пара в
потоке ко всему количеству пара, покидающему тарелку;
− V
− Vapor component mole fraction (Мольная доля компонента в паре);
− V
− Vapor volume flowrate (Объемный расход пара);
apor mole flowrate (Мольный расход пара);
apor component mole flowrate (Мольный расход компонента в
паре);
tage (Тарелка) – номер тарелки
73
− Vapor mass flowrate (Массовый расход пара);
− Vapor componenet mass fraction (Массовая доля компонента в
паре);
Вкладка Convergence (Сходимость) (см. рис. 3.15) содержит
области Estimates (Оценки) и Convergence (Сходимость).
Рис. 3.15. Окно модуля TOWR Distillation Column. Вкладка Convergence
Область Estimates (Оценки) содержит параметры:
− Initialization (Инициализация) – начальные оценки для расчета
ректификации:
− 0 Use simple estimations (Использовать простые оценки) –
установлено по умолчанию. Для этого требуется минимум входной
информации (расход дистиллята, расход флегмы и т. д.);
− 1 Reload column profile (Использование полного профиля
колонны) – в качестве исходной точки при расчете модели
используется профиль колонны, вычисленный в предыдущем расчете.
74
Число тарелок и компонентов должно оставаться тем же, что и в
базовом варианте;
− 2 Temp. profile only (Использование только температурного
профиля);
− 3 Temp.&vapor profile (Использование профиля температуры
и расхода пара);
− 4 Temp., vapor, liquid profile (Использование профиля
температуры, пара, жидкости);
− 5 Temp., vapor, liquid, pres (Использование профиля
температуры, пара, жидкости и профиля давления);
− 6 Auto estimation (Автоматическое задание оценок) –
используются оценки, заложенные в модели.
Режимы 2, 3, 4, 5 используются, если TOWR не сходится из-за
чрезвычайно нелинейного характера температурного профиля пара или
жидкости в колонне.
Далее в области E
stimates можно задать оценки, если они известны:
− Dist. rate (Расход дистиллята) – оценку расхода дистиллята. Ее
рекомендуется задавать в мольных единицах;
− Reflux rate (Расход флегмы) – оценку расхода флегмы. Также
вводится в мольных единицах;
− T top (Т наверху) – температуры в верхней части колонны. Задается
оценочная температура конденсатора или верхней тарелки;
− T bottom (Т внизу) – температуры в нижней части колонны.
Задается оценочная температура куба или последней тарелки;
− T 2 (ovhd) – температуры на тарелке 2. Задается, если существует
большая разность температур между конденсатором и верхней
тарелкой.
В соответствующих полях Side product estimations (Оценки
бокового продукта) задаются оценки мольных расходов продуктов
отбора.
В том случае, если значения оценок параметров не известны, то поля
не заполняются и остаются пустыми. Однако задание оценок, близких к
истинным, улучшает сходимость модели аппарата.
При задании C
onvergence (Сходимости) указывается:
− Iterations (Итерации) – максимальное число итераций;
− Tolerance (Погрешность) – значение допустимой погрешности, по
умолчанию 0.001;
75
− Damping factor (Демпфирующий фактор) – значение
демпфирующего коэффициента для модели константы фазового
равновесия. Для сильно неидеальных химических систем
рекомендуется задавать отношение меньше 1;
Pressure profile (Профиль давления) – способ задания перепада
давления в колонне:
− Specify pressure drop (Задать перепад давления по колонне);
− Specify pressure profile (Задать профиль давления);
− Use tray column rating (Использовать расчет размеров
тарелочной колонны);
− Use packed column rating (Использовать расчет размеров
насадочной колонны).
При выборе 3 последних режимов по завершению работы с окном
настройки колонны будет выведено окно, где нужно будет ввести
данные, характеризующие выбранный режим.
В области S
tage Efficiency (Эффективность тарелок) задается
эффективность тарелок по Мерфи для тарелочной колонны. Tray
efficiency profile (Профиль эффективности тарелок) – задание
профиля:
− 0 No efficiency profile (Не используется профиль эффективности);
− 1 Tray efficiency (Профиль эффективности для тарелок);
− 2 Comp/Tray efficiency (Профиль эффективности для тарелок по
компонентам).
При выборе режима 0 No efficiency profile можно задать
коэффициенты эффективности для верхней (Top stage) и последней
(Last stage) тарелок колонны. Для режимов 1 и 2 по окончании работы с
окном настройки колонны будет выведено окно для задания профиля
эффективности.
В области Termosyphon Reboiler (Ребойлер-термосифон) в поле
Vapor fraction (Доля пара) задается доля пара, выводимая из
термосифона. На расчет дистилляции параметр не влияет.
Опция Water Quench (Подача воды) –
признак подачи воды. Если
сверху колонны подается большое количество воды, и она присутствует
на каждой тарелке, то установленный признак позволит достигнуть
сходимости.
Область Calculated results (Вычисленные величины) содержит
значения:
76
− Сondenser duty (Нагрузка конденсатора) – тепловой нагрузки
конденсатора (отрицательная величина);
− Rebolier duty (Нагрузка куба) – тепловой нагрузки куба
(положительная величина);
− Reflux mole (Расход флегмы в мольных единицах) – расхода
флегмы в мольных единицах;
− Reflux mass (Расход флегмы в массовых единицах) – расхода
флегмы в массовых единицах;
− Reflux ratio (Флегмовое число) – флегмового числа.
На вкладках C
стоимости) представлены опции для оценки стоимости ряда
конструктивных элементов тарельчатых и насадочных колонн,
конденсатора, кипятильника.
В списке Column type (Тип колонны) Cost Estimation 1 вкладки
выбирается тип колонны – тарелочная (Tray), либо насадочная
(Packed).
Модуль SCDS column (SCDS) имеет больше возможностей
моделирования процессов разделения по сравнению с модулем Tower.
Окно ввода параметров модуля имеет 5 вкладок (см. рис. 3.16).
ost Estimation 1 и Cost Estimation 2 (Оценки
77
Рис. 3.16. Окно модуля SCDS column. Вкладка General
Вкладка General (Общие) содержит General Model Parameters
(Общие параметры модели) где находятся списки и поля аналогичные
таким же в модуле TOWR Distillation Column (п. 2.14.4):
− Condenser type (Тип конденсатора);
− Subcooled temp. (Температура переохлаждения);
− Top pressure (Давление вверху);
− Cond pressure drop (Перепад давления в конденсаторе);
− Colm pressure drop (Перепад давления в колонне);
− No. of stages (Число тарелок);
− F
eed stages: (Тарелки питания:).
Также как и в модуле TOWR Distillation Column на этой вкладке
присутствуют опции области A
внешней средой): Heat transfer area/stage (Площадь теплообмена на
mbient heat transfer (Теплообмен с
78
тарелку), Heat transfer coeff. (U) (Коэффициент теплопередачи);
Ambient temperature (Температура внешней среды).
Кроме перечисленных опций на вкладке General расположены:
Список Simulation model (Модель), который позволяет выбрать
модель расчета ректификации:
− Regular VLE model (Обычная модель парожидкостного
равновесия);
− Packed column mass transfer (Модель массопереноса насадочной
колонны) модель насадочной колонны с расчетом диффузии и общих
коэффициентов массопереноса;
− Tray column mass transfer (Модель массопереноса тарелочной
колонны) модель тарелочной колонны с расчетом диффузии и общих
коэффициентов массопереноса.
Опция C
heck here for reactive distillation (Отметить для
дистилляции с химической реакцией) используется для моделирования
ректификации, осложненной химической реакцией. При задании этой
опции по окончании работы с окном колонны будут открыты окно для
формирования информации о протекающих реакциях, где нужно будет
указать число реакций, фаза протекания реакции, каков тип задания
информации о реакции, информация о параметрах каждой реакции.
Область Optional three phase control (Учитывать наличие трех фаз)
служит для учета наличия трех фаз на отдельных стадиях разделения:
− Use local three phase model (Использовать локальную трехфазную
модель);
− Three phase stage from (Начальная тарелка с тремя фазами);
− Three phase stage to (Конечная тарелка с тремя фазами).
Вкладка Specifications содержит настройки (рис. 3.17) для расчета
теплового и материального баланса.
79
Рис. 3.17. Окно модуля SCDS column. Вкладка Specifications
Список Condenser mode: (Выбор режима конденсатора:) служит
для выбора режима работы конденсатора. Он содержит режимы с
номерами от 0 до 9, аналогичные режимам модуля TOWR Distillation
Column, остальные режимы:
− 10 Volume flow rate (crude flowrate) (Объемный расход
дистиллята);
− 11 Distillate comp. mass flowrate (Массовый расход компонента в
дистилляте);
− 12 Distillate comp. mass fraction (Массовая доля компонента в
дистилляте);
− 13 Distillate std liquid volume rate (Объемный расход жидкости в
дистилляте при стандартных условиях);
− 1
− 1
4 Reflux mole flowrate (Мольный расход флегмы);
5 Reflux mass flowrate (Массовый расход флегмы);
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]