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气体分馏装置工艺模拟与优化研究596.50KB
气体分馏装置工艺模拟与优化研究
——丙烯的分析与回收
一.题目要求
1、工艺初始数据
进料温度40℃,压力2100kPa,流量25000kg/h(流量也可以自己设定)。
组成(摩尔分数):乙烷0.001,丙烯0.395,丙烷0051,异丁烯0.121,1-丁烯0.084,顺丁烯0.078,反丁烯0.099,异丁烷0.120,正丁烷0.039,异戊烷0.011。
2、进料条件
T=30℃,P=1500kPa,F=35000kg/h
1、完成题目要求的流程设计,给出模拟过程(教程,过程图片、详细使用教程),完成一张PFD图纸,pidcad图纸。
设计参考条件
1、各塔参考操作条件
表1 各塔参考操作条件
脱乙烷塔 脱丙烷塔 脱丙烯塔 回流比 28 3 20 塔板数 33 32 133 进料板位置 12 17 89 塔顶压力kPa 3100 1450 1460 冷凝器压降kPa 50 50 10 全塔压降kPa 50 50 100
2、其他辅助设备操作条件
脱乙烷塔进料泵:出口参考压力为3500kPa,效率为60%。
脱丙烯塔进料泵:出口参考压力为2300kPa,效率为60%。
换热器:压降为50kPa。
二.设计流程图如下
1、在桌面上找到CHEMCAD 5.6.0图标,双击打开,出现下图所示对话框,单击确定。单击file中的new job,出现新建文件,命名,便打开一个新建CHEMCAD文件。
2、在工具栏中选择Flowsheet状态,点击画图工具,画出如下图所示流程。
3、选择工程单位 打开Format菜单,选择Engineering unit选项,会出现工程单位选择的对话框,在此例中选择SI,单击对话框底部的SI按钮,各个量的单位就会换成国际单位制。打开对话框中的压力单位的下拉菜单,将压力的单位改为kPa,质量单位改为kg,能量单位改为KJ,粘度单位改为cp。完成之后的界面如图所示,完成之后点击OK保存。
4 在Thermophysical菜单中选择component list,弹出如下面,选择组分序号3、4,23、5、6、24、25、27、26、7。热力学方程选择PR方程。
5、双击进料物流线,弹出如下界面,选择单位,输入相关数据温度、压力、组成如下。
6、双击泵和换热器,在其弹出的对话框中分别输入如下数据,单击确定。
7、双击第一个塔,在General和Specification中填入如下数据,单击ok。
8、点击run下拉菜单中的convergence,弹出对话框,点击左下角框图中打钩。
9、单击run菜单中的run all,开始运行。出现如下对话框时点击yes,go.
10、若数据不收敛,则调整相关数据,直至收敛;若数据收敛,则依照上述步骤,切换到flowsheet,继续画出后续流程图,输入相关正确数据。
11.第二个塔、第三个塔操作同第一个塔一样,按照表中数据,一次填写、运行,每个塔单独运行后,run all,不断调整优化数据,塔一、塔二、塔三的最终优化数据如下
最终结果如下:
塔顶丙烯产品,纯度为99.67%,回收率为82.9%。
添加TP box:选择PFD模式,打开Format菜单,单击Add TP Box选项。
13、生成报告。打开Output菜单,选择Report按钮,就会出现一个报告菜单对话框,如图所示:
点击各种需要的报告数据,最后点击calculate and give results,生成报告
用Pidcad绘图工具简单模拟图如下:
生成的Autocad模拟图如下:
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