闪蒸罐计算
高压凝液闪蒸罐计算
mm
低液位设计
100 mm mm
（设定值：
以
50
mm 圆整
HL
H1 H2 HS 圆整后增量：
0
H3 ） 31 0
以 3 ≤ L/D ≤
5 为合理标准
恢复默认 隐
完整性： 合理性1： 合理性2：类源自：设计分析：分析1：
分析 2：
3段
流 量
密度 尺寸
kg/h
m3/h kg/m3 mm
1508 mm
4、 筒体长度
L'
2719 mm
↓
圆 整 5、 长径比
L L／D
2750 4.6
m m
L/D合理
QV＝ ρV＝
1208.1 m3/h 2.4 kg/m3
蓝色 为输
L＝ 2750 mm NOTE
TYP. 管 口
物 料
设 计
进
N1
混合-气相 混合-液相
停留时间
UVDsn＝
85 %×UVmax
AVmin＝QV／UVmax
Dmin＝（4×AVmin／π）0.5
以AV＝（15π0Dm圆2／m整4） UV＝QV／AV 约为
61% UVmax 分离良好
设定
QLB＝QL×tB
QLC＝（π／12）×
0.5 ×D3
高HL液＝位（设QL计B－QLC）／AVmin
值L'＝：五段高度
2、 气相流通面积 Avmin 0.204 m2
筒体直径
Dmin
510 mm
↓
圆 整
D
实际流通面积 AV
600 0.283 m2
m m
实际气相流速 UV
1.187 m/s
闪蒸过程计算课件
随着计算机技术和人工智能的 不断发展，闪蒸过程计算技术 将更加智能化和自动化。
闪蒸过程计算技术将与工业互 联网、大数据等技术相结合， 实现更加精细化的生产控制和 管理。
技术发展展望
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重 基础理论研究，推动技术的创新和发 展。
未来，闪蒸过程计算技术将更加注重 与实际生产相结合，提高生产效率和 经济效益。
模型验证
实验数据采集
通过实验手段获取实际闪蒸过程 的各项数据，用于验证模型的准
确性。
模型验证方法
选择合适的验证方法，如对比法、 回归分析法等，对模型进行验证。
结果评估
对比模型计算结果与实验数据， 评估模型的准确性和可靠性。
04
闪蒸过程计算实例
实例一：简单闪蒸罐的计算
总结词
单级闪蒸的计算
详细描述
闪蒸过程计算课件
目 录
• 闪蒸过程简介 • 闪蒸过程计算基础 • 闪蒸过程计算模型 • 闪蒸过程计算实例 • 闪蒸过程计算软件介绍 • 闪蒸过程计算的发展趋势与展望
01
闪蒸过程简介
闪蒸过程的定义
• 闪蒸过程的定义：闪蒸过程是指高温高压的水在瞬间减压 至常压或较低压力时，部分水蒸气闪蒸成气体的过程。
实时数据采集
软件能够实时采集现场数据，包括温度、 压力、流量等参数，确保数据的准确性和 实时性。
计算模型
软件内置多种计算模型，如闪蒸计算模型、 热力学计算模型等，可根据实际需求选择 合适的模型进行计算。
数据处理与可视化
报告生成
软件能够对采集的数据进行实时处理，并 以图表、曲线等形式展示数据，便于用户 分析和理解。
02
闪蒸过程计算基础
热力学基础
01
闪蒸过程的计算-分离工程
汽化率的迭代：
设初值，计算f()：
（2-71）
可采用Newton-Raphson法迭代 ：
（2-72）
P60例［2-8］
2.3.1 等温闪蒸
二、汽液平衡常数与组成有关
根据x，y与是分步迭代还是同时迭代，给出了两种 普遍化算法。 （自学：p63图2-9 ）
2.3.2 绝热闪蒸
规定： p 、Q＝0
根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：
表2-4 闪蒸计算类型
规定变量 p,T
闪蒸形式
输出变量 Q, V, L, yi, xi
√* 等温
绝热√
非绝热 部分冷凝 部分汽化
p,Q=0
p,Q≠0 p,L(或ψ) p(或T),V(或ψ)
T, V, L, yi, xi
T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q,T(或p),L,yi,xi
闪蒸过程的计算方程（MESH）
（1）物料衡算—M方程： C个
（2）相平衡—E方程：
C个
（3）摩尔分率加和式—S方程：
2个
2C＋3
（4）热量平衡式— H方程：
1个
变量数：
3C+8个
方程总数：2C+3个
（F,TF ,pF ,T,p ,V,L,Q，zi ,yi ,xi） 需规定变量数：C＋5个 其中进料变量数： C+3个 （F,TF ,pF ,zi ）
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
B、Margules Equ
C、Wilson Equ.
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
三元溶液的活度系数 A、Margules Equ.
3-2 闪蒸计算
3 闪蒸分离模拟
1 第1页
ASPEN Plus单元操作模型
按照用途分为
混合器/分流器（mixer/splitter） 分离器(separators) 换热器(heat exchangers） 塔(columns) 反应器(reactor) 压力变换器(pressure changers) 控制器(Manipulators） 固体(solids) 用户模型(user models)及泄压（pres relief）
闪蒸分离模拟例题2
6 进入BLOCK设置
完成Specification设置后在Entrainment中设置
第29页
第30页
5
闪蒸分离模拟例题2
7 计算结果
2014/5/30
Flash习题1
• 图中所示混合物被部分冷凝并分离为两相V和 L。分别计算V和L的量（摩尔）及摩尔组成。 (采用PENG-R方程计算热力学性质)
第31页
苯 环己烷
第32页
Flash习题2
• 图示为一精馏塔的塔顶采出系统。精馏塔总的采 出组成如图所示，其中10mol%以气相形式采出。 若回流罐的温度为100℉，试计算回流罐压力。
气态馏出物
总馏出物 组分 的摩尔分数
液态馏出物
第33页
Flash习题3
• 150kmol/h的饱和液相流股在758kPa下自精馏塔第一块
第45页
第46页
例题3 绘制闪蒸的热力学曲线
X,Y被赋值后，在PLOT下拉菜单中选择Display Plot，绘制气相分率随温度变化的曲线图。
例题3 绘制闪蒸的热力学曲线
第47页
第48页
8
2014/5/30
蒸发冷凝液闪蒸罐计算
压力 MPaG 0.4温度 ℃151.9液相密度 kg/m3914.9气相密度 kg/m3 2.675气相流量 m3/h 液相质量 t/h 313.95气相质量 t/h 14.07其中：2.5738193.2343.15680取整为(m) 2.6设备长度（m）8.45.3066m20.06取整(mm)0.110.2863001.36171531m20.316607870.3520.91529000.68085765m20.44491180.453 1.177812000.68085765m20.573215730.561.45615001.36171531m20.82982360.7722.00722100入口接管直径计算其中：0.3197322一、卧式重力分离器计算最低液位（LL）、低液位报警（LA)、正常液位（NL)、高报警（HA）、最高液位（HL）之间的间隔 min 按化工装置工艺系统工程设计规定（二）P303 试算直径公式D T =(（2.12*V L *t)/(C*A))1/3t——停留时间；minA——可变的液体面积（以百分率计）；A TOT ——总横截面积；%A a ——气体部分横截面积；%D T ——设备的直径；m L T ——设备长度；mC=L T /D T =2~4（推荐值是2.5）V L ——液体的体积流量；m3/h 液位最低时横截面积A b /A TOT =查图2.5.1-5，得h LL /D T =液体停留2min时的横截面积为：A LA /A TOT =A b ——液位最低时液体占横截面积；%初始设置为A=80% Aa=14% Ab=6%A=A TOT -A a -A b容器的总横截为A TOT =查图2.5.1-4，得a=500≥300液体停留1min时的横截面积为：A HA /A TOT =查图2.5.1-5，得h HA /D T =液体停留2min时的横截面积为：查图2.5.1-5，得h LA /D T =液体停留1min时的横截面积为：A NL /A TOT =查图2.5.1-5，得h NL /D T =A HL /A TOT =查图2.5.1-5，得h HL /D T =D P >3.34×10-3(V G +V L )0.5ρG 0.25D P ——接管直径；m液相密度 kg/m3914.9气相密度 kg/m3 2.675气相质量 t/h 14.07气相流量 m3/h 5259.813084液相流量 m3/h1.537872992其中：1.975936其中：0.9699661圆整取值1.2m高度计算其中：0.13604686V L ——液体体积流量；m3/hH L =V L t/(47.1D 2)H L ——液体高度；m t——停留时间；min D——容器直径；m二、立式丝网分离器计算按化工装置工艺系统工程设计规定（二）P318 计算方法一公式V L 、V G ——液体和气体流量；m3/h ρG ——气体密度；kg/m3近似取气相质量的10%D G =0.0188(V G /u G )0.5D G ——丝网直径；m V G ——液相流量；m3/h容器直径至少比丝网直径大100mm以上u G =K G (（ρL -ρG )/ρG )1/2u G ——与丝网自由横截面积相关的气体流速；m/s ρL 、ρG ——液体和气体密度；kg/m3K G ——常数，通常取0.1075259.813082112 00。
闪蒸过程的计算-分离工程
2.3.1 等温闪蒸
规定： p 、T 计算：Q, V, L, yi, xi
一、汽液平衡常数与组成无关 已知闪蒸温度和压力，Ki值容易确定，所以联立求解上述 （2C+3）个方程比较简单。 具体步骤如下：
将E－方程：
代入M-方程：
消去yi ,得到：
将 L= F -V 代入上式： =
令：
汽化率
代入(2-66)式，得到：
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
B、Margules Equ
C、Wilson Equ.
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
三元溶液的活度系数 A、Margules Equ.
1 2 3
B、Wilson Equation
汽 液 相 平 衡 及 其 计 算
自学例题2-1,2-2
根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：
表2-4 闪蒸计算类型
规定变量 p,T
闪蒸形式
输出变量 Q, V, L, yi, xi
√* 等温
绝热√
非绝热 部分冷凝 部分汽化
p,Q=0
p,Q≠0 p,L(或ψ) p(或T),V(或ψ)
T, V, L, yi, xi
T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q,T(或p),L,yi,xi
14、曾健，胡文励，一种新的泡点计算方法， 天然气化工，1995，（1）：52
15、曾健，胡文励，露点计算的一种改进[J]. 天然气化工(C1化学与化工),1999,(5)
16、汪萍，项曙光，一种改进的泡露点计算方 法.化工时刊, 2004年 05期
17、李谦,魏奇业,华贲，基于神经网络的多组 分混合物泡露点.计算机及应用.化学工程 ,2004,
2-2 闪蒸计算
Feed
FEED
Flash2 Model
LIQ1
P = 1 atm
T = 1000 F Heater P = 550 psi Model 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
Q=0 FL2 Flash2
Model
第11页
【例1】-- 输入化学组分信息-组分添加步骤
1) Components /specifications 2) Find 3) 依提示输入组 分 4) 以“苯”为例 氢气: 405 lbmol/hr 甲烷: 95 lbmol/hr 苯 : 95 lbmol/hr 甲苯: 5 lbmol/hr
第19页
【例1】-- 运行模拟过程
第20页
【例1】-- 运行模拟过程—换热器的热负荷
第21页
【例1】-- 运行模拟过程-闪蒸器2的温度
第22页
闪蒸模拟练习例题2
已知一进料，温度为400oF，压力为21psi， 组成为氢气（30.0lbmol/h）， 氮气 （1 5.0lbmol/h ）、甲烷（43.0lbmol/h ）、环 己烷（144.2lbmol/h ）、苯（0.2lbmol/h ） 。在闪蒸器中进行分离。闪蒸器在120 oF下 操作，压力降为0，分离后气相中夹带的液 相分率为0.012.请确定气相的组成和流率。 • 物性方法用RK-SOAVE
第 2页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
分离器(Separators)又分为
• Flash（闪蒸罐）
• Decanter（液-液倾析器） • Sep（组分分离器）
第 3页
Aspen中的单元操作模型 -- Separators
2-2 闪蒸计算
闪蒸器, 蒸发器, 分离罐, 单级分 离罐
Flash3
三股出料闪 蒸
确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相的单级分 离罐
Decanter 液-液倾析器 确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相无汽相的 单级分离罐
Sep
组分分离器
把入口物流组分分离到 出口物流
组分分离操作，例如，当分离的 详细资料不知道或不重要时的蒸 馏和吸收
第19页
【例1】-- 运行模拟过程
第20页
【例1】-- 运行模拟过程—换热器的热负荷
第21页
【例1】-- 运行模拟过程-闪蒸器2的温度
第22页
闪蒸模拟练习例题2
已知一进料，温度为400oF，压力为21psi， 组成为氢气（30.0lbmol/h）， 氮气 （1 5.0lbmol/h ）、甲烷（43.0lbmol/h ）、环 己烷（144.2lbmol/h ）、苯（0.2lbmol/h ） 。在闪蒸器中进行分离。闪蒸器在120 oF下 操作，压力降为0，分离后气相中夹带的液 相分率为0.012.轻确定气相的组成和流率。
第5页
Separators- Flash（闪蒸罐）
✓闪蒸模型决定了具有一个或多个入口物流的混
合物的热状态和相态。可以生成这些模型的冷 热曲线表。
✓允许各种闪蒸操作，这些模型根据规定进行相
平衡闪蒸计算。可进行绝热、等温、恒温、恒 压、露点和泡点闪蒸计算。
✓平衡蒸馏过程计算所用的基本关系是物料衡算
、热量衡算以及气液平衡关系。
流股2 F=1000kg/h， P=2atm, T=90C, 含乙醇40 wt %和水 60 wt %
两股物流在闪蒸罐中绝热闪蒸至1.5atm, • 1) 忽略气相中的液沫夹带，求离开闪蒸罐的气
06化工分离工程-闪蒸计算
C
(T , P ) (T , P )
纯组分摩尔焓
2.3.3 等温闪蒸
一、K 与组成无关的计算
首先需判断闪蒸过程是否可行
方法一：已知P
对Z i 进行泡点计算： f (TB ) K i Z i 1 0 试差泡点TB
i 1 C
对Z i 进行露点计算： C Z f (TD ) （ i） 1 0 试差露点TD i 1 K i
K i Zi 1 Zi 若 同时成立，闪蒸问题有解。 K 1 i
例 液体混合物的汽化（烃类物系）
丙烷30 %，正丁烷10%，正戊烷15 %，正己 烷及45 %的混合物（摩尔百分数） 1000kmol/h，在50℃，200kPa下闪蒸的汽 液相组成及流率
例5 解：1.核实问题是否成立
对汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算
对 , x i , yi 分层迭代：
开始 给定F，Z，P，T 估计初值x，y 由(2—57),(5—58) 计算x，y 比较 x，y的估计值和 计算值 不 收 敛 收敛 输出
如果不直接 迭代，重新 估计x，y值
计算 K i k i (T , P , x i , yi )
V 令汽相分率： F 有： VV 有： F F L (1 )F i 1, 2 , C FZ i L (1 ) F 试差 (1 ) Fx FK x FZ i i i i (1 ) Fx FK x 使 xi 1及 yi 1
c
( k 1) ( k )
f ( ( k ) ) f ( ( k ) )
Q 的计算
Q FH F VHV LH L
Q—吸热为正，移热为负 H—混合物的摩尔焓 对于理想混合：
闪蒸过程计算
闪蒸形式 等温 绝热 非绝热
部分冷凝 部分汽化
输出变量 Q, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q, T(或p), L, yi, xi
大家有疑问的，可以询问和交流
窄沸程绝热闪蒸得序贯迭代法
对窄沸程绝热闪蒸过程,与等温闪蒸一样采用 Rachord-Rice 方程,迭代T:
T ( k 1)
T (k)
G(T (k ) ) G ' (T (k ) )
其中
G(T (k ) ) H v (1 )H L H F
G(T (k ) ) T
dHV dT
(1 ) dH L
xi
zi
1 (Ki
1)
yi
zi Ki
1 (Ki
1)
(k1) (k)
f ( (k) ) f ' ( (k) )
xi
zi
1 (Ki
1)
yi
zi Ki
1 (Ki
1)
闪蒸计算举例
由乙烷(1)、丙烷(2)、正丁烷(3)和正戊烷(4) 组成得料液以500kmol/h得流率加入闪蒸室。 闪蒸室得压力为1、38MPa(13、6atm),温度为 82、5℃。料液得组成为:
闪蒸过程计算
主要内容
闪蒸过程简介 闪蒸过程类型 闪蒸过程计算方程 等温闪蒸过程计算 绝热闪蒸过程计算
闪蒸( Flash Vaporization)
闪蒸过程实质就是一种连续单级蒸馏:液体进料流 过阀门等装置,由于压力得突然降低而引起急剧蒸发,产 生部分汽化,形成互成平衡得汽液两相,(也可以通过汽 相部分冷凝或液相得部分汽化产生平衡得两相)。
4.闪蒸计算
精馏
闪蒸计算
开始 输入T，P，F，Z 计算泡点Tb Tb>T?
F
等温闪蒸计算框图
G (e) =
r +1
∑
r
( K i − 1) z i ( K i − 1) e + 1
T低于泡点温度
e
Gr =e − G ′( r )
= −∑
i c
计算露点Td T高于露点温度
2
G′
(r )
zi ( K i − 1) 2 ⎡( K i − 1) e + 1⎤ ⎣ ⎦
r
Td<T?
e =(T −T )/(Td −T ) b b
F
计算xi，yi并归一（2-97，98） 计算Ki (2-85) 计算G (2-99)
G < ε ?(ε = 0.001)
T
切线法求e (2-100,101)
打印
8
结束
精馏
闪蒸计算
( Ki − 1) zi G(e) = ∑ ( yi − xi ) = ∑ ( Ki − 1)e + 1
(1) e = 0.5
T − Tb (2) e = Td − TB
5
精馏
闪蒸计算
闪蒸计算能否成立的判断
所设温度必须满足： 温度 ∑zi／Ki＞1 和 ∑zi×Ki＞1 若∑zi／Ki≤1 所指定的温度高于露点温度； 若∑zi×Ki≤1 所指定的温度低于泡点温度。 则所指定的温度下不可能实现闪蒸。
6
T、P 已知: z , F ⎯⎯⎯ x , y , L,V →
2
精馏
闪蒸计算
1）基本方程 相平衡关系 组分物料衡算 归一方程 相平衡常数式 2）变量分析 变量数： F,V,L,T,P,xi,yi,zi,Ki 方程数： 一般取 （4C+5） （3C+3） 自由度=变量数-方程数= C+2 F, T, P, zi (i=1,…,C-1)
闪蒸过程的计算
a
6
3、闪蒸过程数学模型
3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程
混合物在压力P，温度T下进 行部分冷凝，或绝热闪蒸； 求液化率，气、液相量及组 成或闪蒸后温度； 进料：F， Zi 出 料：V， Yi； L，Xi
a
10
a
11
The end
a
12
p,Q=0 p,Q≠0 p,L(或 ψ) p(或 T),V(或 ψ)
闪蒸形式 等温 绝热
非绝热 部分冷凝 部分汽化
a
输出变量 Q, V, L, yi, xi T, , T, V, yi, xi Q, T(或 p), L, yi, xi
4
2、闪蒸过程计算
a
7
a
8
a
9
闪蒸计算能否成立的判断
（1）分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压力下进 料混合物的泡点温度和露点温度，然后核实闪蒸温度 是否处于泡露点温度之间； （2）假设闪蒸温度为进料组成的泡点温度，则∑(Kizi) 应等于1。若∑(Kizi)＞1，说明TB＜T；再假设闪蒸温度 为进料组成的露点温度，则∑(zi/Ki)应等于1。若∑(zi/Ki) ＞1，说明TD＞T。综合两种结果，当TB＜T＜TD 。才 构成闪蒸问题。
2.2 等温闪蒸计算（Isothermal flash） 中文名称：冷凝和气化。即计算一定温度和压力 下的闪蒸过程； 已知条件：进料温度、压力、流量及组成；
闪蒸的温度和压力； 计算结果：闪蒸后气、液相的流量、组成；
闪蒸所需的热负荷；
a
5
2.3 绝热闪蒸计算（adiabatic flash） 中文又称等焓节流。即计算物料节流到一定压力 下的闪蒸过程； 已知条件：进料温度、压力、流量及组成；
第三节 闪蒸过程的计算
第三节 闪蒸过程的计算2.3 等温闪蒸和部分冷凝过程流程示意图：闪蒸过程的计算方程（MESH ） ⑴物料衡算----M 方程： C 个⑵相平衡--------E 方程： C 个⑶摩尔分率加和式---S 方程： 2个⑷热量平衡式-------H 方程： 1个变量数：3C+8个 (F, F T ,F P ,T,P,V ,L,Q,i i i x y z ,,)方程总数：2C+3个 需规定变量数：C+5个其中进料变量数：C+3个（F, F T ,F P ,i z ）根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：11=∑=Ci ix11=∑=Ci iy,...C,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=Ci x K y i i i ,...2,1 ==LV F LH VH Q FH +=+表2-4闪蒸计算类型2.3.1 等温闪蒸规定：p 、T计算：Q, V , L,i i x y ,一、汽液平衡常数与组成无关 ()P T f K i ,=已知闪蒸温度和压力，i K 值容易确定，所以联立求解上述（2C+3）个方程比较简单。
具体步骤如下： 1. 输出变量求解将E---方程：代入M —方程： 消去i y ，得到： 将L=F-V 代入上式：汽化率 代入（2-66）式，得到：Ci V K V F Fz x iii ,...2,1 =+-=(2-66))1(1-+=i ii K z x ψ（2-67）（2-68）)1(1-+==i ii i i i K z K x K y ψCi x K y i i i ,...2,1 ==,...C ,i Vy Lx Fz i i i 21 =+=C i x VK Lx Fz i i i i ,...2,1 =+=FV /=ψ将（2-67）和（2-68）式代入S---方程，得到：两式相减，得：0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ--------------------------闪蒸方程0)1(1)1()(=-+-=∑i ii K z K f ψψ （2-71）)1(1-+=i ii K z x ψ i i i x K y = F=V+L L V F LH VH Q FH +=+通过闪蒸方程（2-71）求出汽化率ψ后，由（2-67）和（2-68）式可分别求出i i y x 和，进而由总物料衡算式（2-64）可求出V 和L,由热量衡算式（2-65）可求出Q汽化率ψ的迭代： 设ψ初值，计算:)(ψf可采用Newton-Raphson 法迭代ψ：2. Q 的计算L V F LH VH Q FH +=+1)1(11=-+∑=Ci i iK z ψ（2-69）（2-70）1)1(11=-+∑=Ci i ii K z K ψ0)1(1)1()(1=-+-=∑=Ci i ii K z K f ψψ（2-71）Q-----吸热为正，移热为负H-----混合物的摩尔焓对于理想混合：3. 判断闪蒸过程是否可行的方法 方法一：已知T 、P对i Z 进行泡点计算：∑==-=Ci i i B Z K T f 101)( 试差泡点B T对i Z 进行露点计算：∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-=Ci i i D K Z T f 101)( 试差露点D T 判断：若D B T T T 闪蒸问题成立方法二：对i Z 在T 、P 下进行露点计算：对i Z 在T 、P 下进行泡点计算：判断：若 同时成立，闪蒸问题有解闪蒸过程计算框图：—i Ci P T Li iL Ci P T Vi iV H Hx H Hy H ∑∑====1),(1),(纯组分摩尔焓开始打印 BD BT T T T --=ψ输入T,P,F,Z ()()∑-+-=)1(11i i i k k Z f ψψ计算计算泡点B T []打印，结束−→−<Y F εψ)(计算露点D T []22)1(1)1()('-+-∑-=i i i k k Z f ψψ)(')(1ψψψψf f k k -=+汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算 对i i y x ,,ψ分层迭代：开始给定F,Z,P,T估计初值x,y ψ计算()i i i i y x P T k K ,,,=如果不直接迭代，重新估计x,y 值 由Rachford-Rice 方程迭代()1+k ψ思考题),(p T F k i =打印过冷液体−→−>YB T T 过热蒸汽−→−<YD T T 不收敛 由（2-67），（2-68）计算x,y归一化i i y x ,比较：估计和归一化值 比较：k k ψψ和)1(+收敛输出1、相平衡关系可用几种方法来表达。
闪蒸过程计算
闪蒸形式 等温 绝热 非绝热
部分冷凝 部分汽化
输出变量 Q, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q, T(或p), L, yi, xi
闪蒸计算类型的异同点
相同点：
都是气化过程，说明可按气化公式计算
气液两相平衡
相当于一块理论板
i 1
露点验证：
4 zi 0.0 80.2 20.5 30.1 71.3＞ 017
i 1K i 4.8 1.960.8 0.33
可见两者都大于1，说明料液的泡点Tb<82.5℃，露点Td>82.5 ℃， 因此在给定温度和压力下，料液将分成汽、液两相，属于闪蒸计算
问题。
③ 迭代计算料液的汽化率ψ ： 先设定一个ψ值，代入下式分别计算出ｆ和ｆ’
在混合物的T-X相图上，闪蒸的状态位于混合物的 泡点线和露点线之间。
通过闪蒸过程可以使易挥发组分在汽相中的浓度提高、 难挥发组分在液相中的浓度相应提高，从而达到分离提浓 的目的。
除非混合物的相对挥发度很大，闪蒸过程获得的分离 程度不高，因此，在工业生产实践中，闪蒸通常是作为进 一步分离的辅助操作。
宽沸程绝热闪蒸过程计算
所谓宽沸程混合物指的是构成混合物各组分的挥发度相 差悬殊，其中一些很容易挥发，而另一些很难挥发，它的 特点就是离开闪蒸罐时各相的量几乎完全决定于相平衡常 数。
对这类体系，在很宽的温度范围内，易挥发组分主
要集中在汽相中，而液相中则主要集中了难挥发组分。进
料焓值的增加将使温度提高，但是对汽液两相的流率的影
宽沸程绝热闪蒸过程计算框图
选择T初值
选择ψ初值
计算 函数 f(ψ)
手把手教你用aspenplus作各种类型的闪蒸计算
手把手教你用aspenplus作各种类型的闪蒸计算闪蒸是化工行业比较常见的单元操作，闪蒸类型很多，最常见的是绝热闪蒸和等温闪蒸，也可以指定温度或压力算，只需指定duty的数值，或指定气体分数为0－1之间某个数值的计算。
闪蒸操作的自由度为C(组分数)+4，可以从闪蒸罐温度，压力，气体分数，热负荷这四项中选任意两个。
[本帖最后由 lsrwan 于 2009-4-14 21:39 编辑]c1.JPG(6.4 KB, 下载次数: 70)建立流程，然后点data－>setupc2.JPG(12.34 KB, 下载次数: 33)老规矩，输入帐号c2.5.JPG(15.66 KB, 下载次数: 31)选取组分选取热力学方法c4.JPG(26.64 KB, 下载次数: 28)这是NRTL的参数，不必理会直接nextc5.JPG(26.45 KB, 下载次数: 33)输入流体的参数，此时该流体处于气液平衡状态等温闪蒸，罐的压力温度与流体相同，这是理想状体，实际很难完全实现c7.JPG(39.31 KB, 下载次数: 35)等温闪蒸结果，可以看出进行了分离绝热闪蒸设置，duty为0c9.JPG(38.14 KB, 下载次数: 35)绝热闪蒸结果，可以看出流体1的焓为流体2 3之和c10.JPG(13.75 KB, 下载次数: 32)这是泡点压力计算的设置c11.JPG(33.65 KB, 下载次数: 29)通过计算可以知道与用aspen properties结果是一样一样的c12.JPG(13.51 KB, 下载次数: 31)这是露点压力计算的设置c13.JPG(34.21 KB, 下载次数: 33)它与用aspen properties结果也是一样一样的c14.JPG(13.83 KB, 下载次数: 29)泡点温度计算的设置c15.JPG(34.03 KB, 下载次数: 29)泡点温度计算的结果c16.JPG(13.69 KB, 下载次数: 26)露点温度计算的设置c17.JPG(34.83 KB, 下载次数: 29)露点温度计算的结果附图是我做用aspen propertires的进料组成下的80F,15Psia条件下的泡点与露点的温度及压力，可以看出泡点因此进料也是80F），那么压力就必须设在泡点压力与露点压力之间，如果我设的闪蒸罐的压力比泡点压力还要的闪蒸罐的压力比露点压力还要低，那么进入闪蒸罐的流体将全部气化而从罐顶流出，也起不到分离的作用，这计算露点与泡点时，为什么把压力设为15psia，是这样的，当你进行露点温度与泡点温度计算的时候，计算的度与泡点温度，我设为15psia比一个大气压稍大一点，这样的压力比较常见，因此我选的是15psia。
高压凝液闪蒸罐计算
UVDsn＝
85 %×UVmax
AVmin＝QV／UVmax
Dmin＝（4×AVmin／π）0.5
以AV＝（15π0Dm圆2／m整4） UV＝QV／AV 约为
61% UVmax 分离良好
设定
QLB＝QL×tB
QLC＝（π／12）×
0.5 ×D3
高HL液＝位（设QL计B－QLC）／AVmin
值L'＝：五段高度
◆约 为设计6量1%适 中,
允许气速 分离良好
D＝
HL＝ 600 mm
N3
1508
m m
液相
调试
计算过程
气－液分离：
1、 分离因子
KS
0.2068
分离常数
KV
0.3479
设计分离常数 KVDsn 0.3479
最大气相流速 UVmax 1.939 m/s
设计气相流速 UVDsn 1.648 m/s
出
N2 气相 N3 液相
流 量 kg/h 2899.4 10982.6
2899.4 10982.6
进料量为
操 作
进
N1
混合-气相 混合-液相
停留时间
QL＝ ρL＝
13.6 m3/h 805.0 kg/m3
── 设计参数及细节调整（操作分析时输入无效）─
KS＝（WL／WV）×（ρV／ρL）0.5
设或UKVV计＝ma取xe＝x计pK（算V×A值（＋（BKρ0LS.－＋40ρCV，者K）S两取2／＋ρDVK）S03.＋5 EKS4＋FKS5）
2899.4 10982.6
2.4 150 805.0
2 min
2899.4 1208.1 2.4 150
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设定
2 9.709993 m 垂直放置 3 14.56499 m
热水回收泵选型 闪蒸罐回收热水泵流量 闪蒸T2