ProMax软件教程:常用模块(shape)之塔器模块

本章ProMax软件教程主要介绍塔器模块及功能。

  • 塔器模块/ProMax Distillation Columns

塔单元可以模拟任何蒸馏和侧线抽提的过程,还可以模拟气液平衡(VLE)、 液液平衡(LLE)、气液液平衡(VLLE)三种平衡过程。

一般塔设定包含以下几方面内容:1)连接方式;2)过程参数;3)塔板参数;4)规定;5) 收敛方式。

1) 连接方式(Connections)

在连接选项卡下,可以显示塔的连接同时可以通过右击塔板虚线处,在弹出 的选项中选择添加或删除塔板。Outlet Phase  是当有侧线抽出时,选择抽出相态。

Promax塔器

2)过程数据(Process Data)

ProMax Process Data

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自由度 Degrees of Freedom  在一个未约束的动力或其他系统中,为了完全确定该系统在给定时刻的状态所需要的独立变量的个数称为自由度。也就是需要设定的 规范参数个数。每添加一个冷凝器、再沸器或测线抽出时,自由度增加 1。只有 为 0 时,塔能执行计算。

降低自由度的途径有两种, 一种 是通过 设 置规定参数的方法 。点击“Specifications”选项卡下的“添加”按钮来选择适当的参数。例如,某再生塔 含一个冷凝器,那么其自由度是 1,要想降为 0,可添加回流比或者回流温度, 我们以设置回流温度为 48℃为例,作简要介绍:

(1) 点击“Specifications”选项卡下的“添加”按钮,在弹出的如下窗口中选择 “Phase Property”相属性参数;

(2)   在弹出的窗口中,修改更具有描述性的名称:“回流温度”,塔板选择为“冷凝器”,相态为“总体”,属性为“温度”,目标值设置为 48℃。如下图:promax软件教程

(3) 在上图窗口左下角,有“激活”和“估计”两个复选框,如果只勾选激活, 则该参数为指定值,即在迭代计算结束后,其计算值与指定值的差必须在系统公 差范围内;如果同时勾选激活和估计,那么该参数为估计值,即该值只作为一个 初始估计;如果只勾选估计或都不勾选,则该参数只可在计算完成之后,点击查 看计算结果。因此,本例题中应只勾选激活。

(4)   点击 OK。返回规范参数选项卡,此时自由度降为 0。

降低自由度的另一种方法是直接在冷凝器或再沸器设备上设置相应的参数, 例如:塔底含有再沸器,此时,自由度为 1,要使自由度降为 0,双击再沸器的 能量流股,指定其“Energy Rate”为 5000KW;或者利用水蒸气冷却来提供能量, 只要指定添加一个换热器,在进料流股输入水的压力(如 4.5bar)、组成(100% 水)、气相分率 100%、蒸汽流量(工业上一般为 0.12~0.18kg(蒸汽)/kg(胺液 循环量),出口流股设置气相分率为 0%即可。promax软件教程

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蒸汽(间接)供热

3)塔板参数

在塔板参数选项卡下,Summary 分组中,可设置压降,或指定塔顶和塔 底的压力。

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塔板参数——Summary

(1) 在塔板参数选项卡下,Hardware 分组中,设置塔板硬件结构。一般当选 择了 TSWEET K inetic 模型后自动激活。需要设置的参数有:

塔类型:板式塔填料塔

直径或泛点百分数:通常是设定泛点百分数为 70%到 80%,计算直径,然后 圆整到适当值,在重新校核泛点百分数。

实际板/理论版:板式塔为 3,填料塔为 1。

系统因子:即系统体系的发泡因子。ProMax 对各系统的发泡因子(0.7~0.8)。

2,2,3,2

Hardware

此外,对于板式塔,需要设置塔板间隔、溢流堰高度、塔盘有效面积分数、 孔板尺寸等。如图所示。

2.2.3.3

板式塔塔盘设置

对于填料塔,需要选择填料类型。

乱堆填料包含各种材质和尺寸的 Berl Saddles、Cascade Mini-Rings、IMTP、Intalox Saddles、Nutter Rings™  、Pall Rings、Raschig Rings、Raschig Rings (1/16 inch wall)、 Raschig Rings (1/32 inch wall)、Super Intalox Saddles、Tellerettes。

(2) 相属性 在相属性分组中,可以查看所选相态在各个塔板上的温度、压力、 流量等属性,如图所示。

2.2.3.4

相属性

(3) K 值 在 K 值分组中可查看各组分在每块塔板上的平衡常数。如图所示。

K值

K 值

4)规定 Specifications

在规定选项卡下,可以添加参数规定,使精馏塔热量平衡和物料平衡,即自 由度为 0,满足计算要求。

当添加冷凝器时,可对其做出以下规定:回流比、回流量、热负荷(正值)、 精馏产品的温度、流量或平均分子量等相属性、精馏产品中某一组分的流量或组 成、某一组分的回收率、某两个组分的摩尔流量比等。

当添加再沸器时,可对其作出以下规定:再沸比、热负荷(负值)、塔底产 品的温度、流量或平均分子质量等相属性、塔底产品中某一组分的流量或组成、 某一组分的回收率、某两个组分的摩尔流量比等。

5)收敛方式

焓模型(Enthalpy Model)有 Boston-Britt 和 Composition-Dependent 两个选 项,默认为 Boston-Britt 模型,收敛速度快。而 Composition-Dependent 适用于不 稳定或难收敛的体系,如胺液解析塔,或组分间具有极宽或极窄沸点的塔;收敛 速度慢。

内循环模型(Inner Loop model)有 Boston-Sullivan 和 Boston-Sullivan Nonideal 两种,默认为 Boston-Sullivan 模型,收敛速度快。Boston-Sullivan Nonideal 应用 在不稳定或不容易收敛的塔,例如酸气负荷很高的胺液吸收塔,或解析塔在最小 回流比附近操作;Nonideal model  必须和 Composition-Dependent Enthalpy model 一起使用。

当收敛困难时,选择 Composition-Dependent 和 Boston-Sullivan Nonideal 组 合模型,可促进收敛。

“Delete Last Solution”可删除之前计算的结果,恢复原始设置数据。

2.2.5

收敛方式

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天然气工程丛书全八册气藏工程凝析气田开发矿场集输
中国石油天然气集团公司油气地球化学重点实验室文集(第4集)(2005-2006年)油气地球化学重点实验室学术委员
油藏模拟历史拟合及预测现货[美]詹姆斯R.吉尔曼,切特厄兹根著;程国建,张国强,陈军斌译
新疆火山岩油藏开发研究伍友佳,戴勇,雷家华等石油工业出版社9787502196103

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