第3章分离过程模拟练习.pptVIP

分离过程模拟练习 1. Shortcut —应用示例 含乙苯(C8H10)30%、苯乙烯(C8H8)70% 的混合物（F=1000kg/hr、P=0.12MPa、T=30）用精馏塔（塔压 0.02 MPa 分离，要求 99.8% 的乙苯从塔顶排出， 99.9% 的苯乙烯从塔底排出，采用全凝器。 求： (1) Rmin，NTmin ; (2) R=1.5Rmin时的R、NT和NF 添加组分 选择EOS 添加Chort Cut精馏塔 输入进料条件 建立塔流程 输入关键组分及操作压力 查看结果 2 Distillation — 应用示例 (1) 对下列精馏问题规定，计算产物组成、级温、级间汽相液相流量和组成、再沸器热负荷和冷凝器热负荷。 进料（250psia和213.9℉时的泡点液体）： Distillation — 应用示例 (2) 如果上述精馏塔操作改为从由塔底算起的第四级抽出流量为37.0lbmol/h的汽相侧线物流，则操作结果如何？ 3. 吸收—应用示例(1) 摩尔组成 CO2 (12%)、N2 (23%)和H2 (65%) 的混合气体的混合气体（F=1000kg/hr、P=2.9 MPa、T=20℃）用 甲 醇（ F= 60 t/hr、P=2.9MPa、T=-40℃） 吸收脱除 CO2。 吸收塔有 30 块理论板，在2.8 MPa下操作。求出塔气体中的CO2浓度。 NRTL/P-R方程 注意：第一次输入甲醇流量时数值不能太大，否则可能不能收敛 吸收—应用示例(2) 在吸收示例（1）的基础上求使出塔气体中的CO2浓度达到0.5%所需的吸收剂（甲醇）用量。 4. 萃取－应用示例 用甲基异丁基甲酮(CH3COC4H9)从含丙酮45%w 的水溶液中萃取回收丙酮，处理量500 kg/hr。采用逆流连续萃取塔（理论板数为4），在常温、0.12 MPa下操作。求萃取剂用量对萃余相中丙酮浓度的影响。 NRTL方程 作业提交：蒸馏塔设计计算 1、工艺条件 有一泡点物料，P=16.5kg/cm2, F=100kgmol/hr；物料组分和组成如下： 进料组分和组成 2、设计要求 已确定塔的操作压力为16kg/cm2，试设计蒸馏塔，将C3和C4分离；塔顶物料要求butane浓度小于0.1％，塔釜物料要求C3浓度小于0.1％； 试确定塔的理论板数，进料位置，回流比，冷凝器及再沸器热负荷； 3、公用工程条件：冷却水30℃，蒸气4kg/cm2(温度143℃)； 冷凝器设计要求热物料入口温度与水进口温之差大于10℃，水的允许温升为10℃；再沸器冷物料入口温度与蒸气进口温差大于15℃。 4、塔的回流比取最小回流比的1.2倍。模拟计算采用SRK方程； 5、提示：先用简洁法算出相关参数，再用严格法计算准确结果 ① 选组分、流体包 ② 调用Short Cut ③ 输入Short Cut参数 ④ 输入进料参数(C+2) ⑤ 输入实际回流比，看结果 结果：理论板数40；进料位置13 塔顶产品：80；塔底：20 精馏段液体流率88 ⑥ 添加Distillation, Clone 进料 ⑦ 输入Distillation参数 ⑧ 改变设计规定Specs 将设计规定改为：塔顶馏分中C4浓度 塔底馏分中C3浓度 ⑧ 改变设计规定Specs 将设计规定改为：塔顶馏分中C4浓度 塔底馏分中C3浓度 ⑨ 看结果 ⑩ 不收敛的处理 先做好功课，估计塔顶、塔底流量 估算好回流比 ⑩ 不收敛的处理 给出塔内温度分布或气液流率部分估计值 ⑩ 不收敛的处理 给出塔内顶层及底层塔板的气液相组分浓度估计值 中层塔板可通过插值得到 ⑩ 不收敛的处理 更改求解器中的一些参数 公用工程的计算 ① 添加新的组分集Water，NBS Steam流体包 ② 指定换热设备的流体包 ③ 输入数据进料冷水的参数，流量除外 ④ 输入冷却水出口温度 ⑤ 输入加热蒸汽的参数（汽化分率1、压力、组成） ⑥ 输入蒸汽凝结水出再沸器参数（汽化分率0） 所有设备的流动压降均为0 * lbmol/h 组分 5.0 正己烷 35.0 正戊烷 37.0 正丁烷 20.0 丙烷 3.0 乙烷 lbmol/h 组分 塔压：250psia,分凝器和部分再沸器 馏出液流量：23.0lbmol/h,回流量：150lbmol/h 平衡级数（不包括冷凝器和再沸器）= 15,进料在中间级进塔 250psia下的该系统，K值和焓可用Soave-Red