分離單元的仿真設(shè)計(jì)三

分離單元的仿真設(shè)計(jì)三第一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日塔設(shè)備單元模型—分類(lèi)DSTWUDistlRadFracExtract塔設(shè)備(Columns)單元共有9種模塊：MultiFracSCFracPetroFracRateFracBatchFrac第二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac——塔板設(shè)計(jì)

塔板設(shè)計(jì)(Traysizing)計(jì)算給定板間距下的塔徑?？蓪⑺殖啥鄠€(gè)塔段分別設(shè)計(jì)合適的塔板。在Specification表單中輸入該塔段(Trayedsection)的起始塔板(Startingstage)和結(jié)束塔板(Endingstage)序號(hào)，塔板類(lèi)型(Traytype)，塔板流型程數(shù)(Numberofpasses)，以及板間距(Trayspacing)等幾何結(jié)構(gòu)(Geometry)參數(shù)。第三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（2）第四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（2）塔板類(lèi)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)第五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（3）第六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（4）

結(jié)果(Results)表單中給出計(jì)算得到的塔內(nèi)徑(Columndiameter)、對(duì)應(yīng)最大塔內(nèi)徑的塔板序號(hào)(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(zhǎng)(Sideweirlength)。第七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（5）第八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（6）

剖形(Profiles)表單中給出每一塊塔板對(duì)應(yīng)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)

。第九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板設(shè)計(jì)（7）第十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac——塔板核算

塔板核算（Trayrating）計(jì)算給定結(jié)構(gòu)參數(shù)的塔板的負(fù)荷情況，可供選用的塔板類(lèi)型與“塔板設(shè)計(jì)”中相同?！八逶O(shè)計(jì)”與“塔板核算”配合使用，可以完成塔板選型和工藝參數(shù)設(shè)計(jì)。第十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（2）“塔板核算”的輸入?yún)?shù)除了從“塔板設(shè)計(jì)”帶來(lái)的之外，還應(yīng)補(bǔ)充塔盤(pán)厚度(Deckthickness)和溢流堰高度(Weirheights)，多流型塔板應(yīng)對(duì)每一種塔盤(pán)都輸入堰高。第十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（3）第十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（4）在塔板布置(Layout)表單中輸入：浮閥的類(lèi)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(kāi)孔率(Sieveholeareatoactiveareafraction)。第十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（5）第十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（6）第十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（7）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)

。第十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（8）第十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（9）

塔板核算結(jié)果在結(jié)果(Results)表單中列出，有三個(gè)參數(shù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注：1、最大液泛因子(Maximumfloodingfactor)

，應(yīng)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(yīng)該在

0.25~0.5之間。第十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—塔板核算（10）第二十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—

應(yīng)用示例(5)在示例（4）的基礎(chǔ)上進(jìn)行塔板設(shè)計(jì)和塔板核算，分別選用浮閥塔板和彈性浮閥塔板計(jì)算后對(duì)比結(jié)果。第二十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac——填料設(shè)計(jì)

填料設(shè)計(jì)(Packsizing)計(jì)算選用某種填料時(shí)的塔內(nèi)徑。在Specification表單中輸入填料類(lèi)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)。第二十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—填料設(shè)計(jì)（2）第二十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—填料設(shè)計(jì)（3）

填料類(lèi)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(jí)環(huán)（SUPERRING）第二十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—填料設(shè)計(jì)（4）

填料類(lèi)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）第二十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—填料設(shè)計(jì)（5）第二十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—填料設(shè)計(jì)（6）

結(jié)果(Results)表單中給出計(jì)算塔內(nèi)徑(Columndiameter)、最大負(fù)荷分率(Maximumfractionalcapacity)、最大負(fù)荷因子(Maximumcapacityfractor)、塔段壓降(Sectionpressuredrop)、比表面積(Surfacearea)

等參數(shù)。第二十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac——填料核算

填料核算（Packrating）計(jì)算給定結(jié)構(gòu)參數(shù)的填料的負(fù)荷情況，可供選用的填料類(lèi)型與“填料設(shè)計(jì)”中相同。“填料設(shè)計(jì)”與“填料核算”配合使用，可以完成填料選型和工藝參數(shù)設(shè)計(jì)。第二十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—填料核算（2）第二十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—

應(yīng)用示例(6)在示例（2）的基礎(chǔ)上進(jìn)行填料設(shè)計(jì)和填料核算，分別選用MELLPAK和RALU-PAK計(jì)算后對(duì)比結(jié)果。第三十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—吸收計(jì)算RadFrac模塊用于吸收計(jì)算時(shí)，

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

2）在Streams表單中將塔底氣體進(jìn)料板位置設(shè)為塔板總數(shù)加1，并將加料規(guī)則(Convention)設(shè)為“Above-Stage”；第三十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—吸收計(jì)算(2)第三十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—吸收計(jì)算(3)第三十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—吸收計(jì)算(4)在收斂（Convergence）項(xiàng)目中將1、基本(Basic)

表單里的算法(algorithm)設(shè)置為“Standard”，并將最大迭代次數(shù)(maximumiterations)設(shè)置為200;2、將高級(jí)(Advance)表單里的第一欄吸收器(Absorber)設(shè)置為“yes”。第三十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—吸收計(jì)算(5)第三十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac—吸收計(jì)算(6)第三十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日摩爾組成為CO2(

12%)、N2(

23%)和H2(

65%)的混合氣體（F=1000kg/hr、P=2.9MPa、T=20C）用甲醇（F=60t/hr、P=2.9MPa、T=-40C）吸收脫除CO2。吸收塔有30塊理論板，在2.8MPa

下操作。求出塔氣體中的CO2濃度。RadFrac—吸收示例(1)第三十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日在吸收示例（1）的基礎(chǔ)上求使出塔氣體中的CO2濃度達(dá)到0.5%所需的吸收劑（甲醇）用量。RadFrac—吸收示例(2)第三十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日在吸收示例（2）的基礎(chǔ)上求使出塔氣體中的CO2濃度達(dá)到0.5%所需的吸收劑（甲醇）用量與理論板數(shù)的關(guān)系。RadFrac—吸收示例(3)第三十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日選用10塊理論板，求使出塔氣體中的CO2濃度達(dá)到0.5%所需的吸收劑（甲醇）用量以及采用典型塔板和填料時(shí)的塔徑。RadFrac—吸收示例(4)第四十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日RadFrac——脫吸計(jì)算脫吸是吸收的逆過(guò)程，脫吸計(jì)算與吸收計(jì)算的模型參數(shù)設(shè)置相同，只是物料初始組成不同。第四十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日將吸收示例（4）所得到的吸收富液減壓到0.15MPa進(jìn)行閃蒸，低壓液體再進(jìn)入脫吸塔在0.12MPa下用氮?dú)膺M(jìn)行氣提脫吸，要求出塔貧液中的CO2濃度達(dá)到0.1%。求合理的理論板數(shù)、所需氮?dú)饬髁?、采用不同塔板和填料時(shí)的脫吸塔尺寸、壓降和負(fù)荷情況。RadFrac—脫吸示例（1）第四十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—連續(xù)萃取塔

Extract

模塊用逐級(jí)計(jì)算法精確計(jì)算連續(xù)逆流萃取過(guò)程的操作結(jié)果。第四十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—連續(xù)萃取塔（2）第四十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract——

連接

Extract模塊的連接圖如下：第四十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日1、塔設(shè)定(Specs)表單

1)

塔板數(shù)(Numberofstages)

2)

熱狀態(tài)選項(xiàng)(Thermaloptions)(1)

絕熱(Adiabatic)(2)

指定溫度剖形(Specifytemperature…)

(3)指定熱負(fù)荷剖形(Specifyheatduty…)Extract—

模型參數(shù)Extract模塊有四組基本模型參數(shù)：第四十六頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—

模型參數(shù)（2）第四十七頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日2、關(guān)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)（3）第四十八頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—

模型參數(shù)（4）第四十九頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—

模型參數(shù)（5）3、物流(Streams)表單塔頂和塔底必須各有一股進(jìn)料和出料物流。如果還有側(cè)線物流，則在此表單中設(shè)置側(cè)線進(jìn)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。第五十頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—

模型參數(shù)（6）第五十一頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—

模型參數(shù)（7）4、壓強(qiáng)(Pressure)表單設(shè)置塔內(nèi)的壓強(qiáng)剖形。至少指定一塊板的壓強(qiáng)。未指定板的壓強(qiáng)通過(guò)內(nèi)插或外推決定。第五十二頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract—

模型參數(shù)（8）第五十三頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract——

級(jí)效率1、選項(xiàng)(Options)表單選擇使用通用級(jí)效率(Specifystageefficiencies)還是為每一個(gè)組分分別指定級(jí)效率(Specifyefficienciesforindividualcomponents)。Extract模塊采用級(jí)效率來(lái)處理兩液相組成未達(dá)到平衡的真實(shí)過(guò)程，缺省的級(jí)效率為1（平衡級(jí)）。第五十四頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract——

級(jí)效率（2）第五十五頁(yè)，共六十二頁(yè)，2022年，8月28日Extract——

級(jí)