ChemCAD.ppt

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1、简单的模拟模块TianjinUniversity主要内容多用途闪蒸器（FLAS）简单换热器模块（HTXR）管壳式换热器设计与核算（CC-THERM）化学计量反应器（REAC）平衡反应器(EREA)吉布斯反应器(GIBS)动力学反应器(KREA)利用液体混合物中各组分(component)挥发性(volatility)差异，以热能为媒介使其部分汽化从而在汽相富集轻组分液相富集重组分而分离的方法。闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀蒸馏(Distillation)蒸馏操作实例：石油炼制中使用的250万吨常减压装置许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物的

2、分离，如石油炼制品切割，有机合成产品提纯，溶剂回收和废液排放前的达标处理等等。分离的方法有多种，工业上最常用的是蒸馏或精馏。蒸馏操作的用途间歇精馏：多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。连续精馏：多用于大批量工业生产中。蒸馏的分类常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。减压蒸馏：常压下物系沸点较高或热敏性物质不能承受高温的情况加压蒸馏：常压下为气体的物系精馏分离，加压提高混合物的沸点.多组分精馏：例如原油的分离。双组分精馏：如乙醇-水体系,苯-甲苯体系等。简单蒸馏或平衡蒸馏：用在分离要求不高的情况下。精馏：分离纯度要求很高时采用。特殊精馏：混合物中组分挥发性相差很小某些

3、特殊手段进行的精馏。平衡蒸馏平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作。生产工艺中溶液的闪蒸分离是平衡蒸馏的典型应用。闪蒸操作流程：一定组成的料液被加热后经节流阀减压进入闪蒸室，液体因沸点下降变为过热而骤然汽化，汽化耗热使得液体温度下降，汽、液两相温度趋于一致，两相组成趋于平衡。由闪蒸室塔顶和塔底引出的汽、液两相即为闪蒸产品。闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀闪蒸过程可通过物料衡算、热量衡算以及相平衡关系求解所需参数。下面以两组分混合液连续稳定闪蒸过程为例给予说明。物料衡算总物料衡算式中：F、D、W——进料流率和出塔汽.液相产物

4、的流率，kmol/s；xF、yD、xW——料液组成以及出塔汽、液相产物的摩尔分数。易挥发组分的物料衡算两式联立可得闪蒸罐D,yD,teyD加热器F,xF,tFW,xW,teQ减压阀xWt0若设液相产物占总加料量的分率为q，即W/F=q，则汽化率为D/F=(1-q)，代入上式整理可得上式表示了汽化率与汽、液相组成的关系。平衡蒸馏过程可认为经部分汽化或部分冷凝后所得的汽液两相呈平衡，即yD~xW符合平衡关系。平衡关系若已知进料组成xF和生产任务所要求的汽化率(1-q)，结合物料衡算式可求得汽液相组成yD、xW。平衡蒸馏料液由进料温度tF升至t0需供给的热量Q为闪蒸

5、后，料液温度由t0降至平衡温度te，若不计热损失，则料液放出的显热全部用于料液的部分汽化所需的潜热，即热量衡算通过以上诸式，在q为已知的条件下，由物料衡算与相平衡关系求得yD、xW后，由温度-组成相图求te，进而求t0。汽化量大，(1-q)值大，闪蒸前料液温度需加热至更高的t0值。由上式可得TianjinUniversity多用途闪蒸器（FLAS）规定屏拓扑结构例题多用途闪蒸器（FLAS）FLAS模块是一个允许各种闪蒸操作，如恒温、绝热、等熵、汽相分离等闪蒸操作的通用闪蒸模块。同时，在包含水和烃化物两种液相的情况下，允许自由水从闪蒸罐中析出。这三个不同图标形式

6、的闪蒸器只是形状不同，数学模型完全一样。规定屏FlashMode（闪蒸模式）拓扑结构FLAS模块可有多个（最多到13个）进料流股，有1～3个输出流股。一个输出流股，则该输出流股总是具有与进料流股相同的组分和流率，但其热状态（温度、压力、蒸汽分率焓等）会依所选择的闪蒸操作的模型而异。两个输出流股，则第一个总是气体，第二个总是液体。如果闪蒸操作全部产生蒸气，则第二输出流（液体）将是一个具有零流率并与第一输出流（蒸汽）具有相同的温度和压力的空流。如果闪蒸产生的都是液体，则第一输出流（蒸汽）是空流，而第二流（液体）将具有与其输入流（进料流股）相同流率和组成。如果选择了

7、与水不互溶的热力学模型，除非像下面描述的规定了三个输出流，否则自由水（如果有的话）应包括在第二个输出流中。三个输出流，并选择与水不互溶模型，第三输出流将包含自由水（如果有的话）。第一输出流将是蒸汽，第二输出流将是含有烃化合物及溶解于其中的水的液体，第三输出为含自由水的液体。使用LLV（所有单元的严格三相闪蒸）选项，第一出口流将包含蒸汽，第二出口流将包含轻液相，第三出口流将包含重液相。例题：利用闪蒸模块，计算泡点温度及混合物热力学性质试计算摩尔组成为苯：0.2，甲苯：0.8的混合物在总压为106.7kPa下的泡点温度及其平衡气相组成（采用SRK状态方程）。简单换

8、热器模块（HTXR）ChemCAD中提