第四讲 分离单元的仿真设计(一)

Flash2 两相闪蒸器
进行给定热力学条件下汽-液平 衡或汽-液-液平衡计算，输出一股 汽相和一股液相产物。用于模拟 闪蒸器、蒸发器、气液分离器等
Flash2 —— 连接
Flash2 模块的连接图如下：
Flash2 — 模型参数
液相被带入汽相中的分率
闪蒸设定 选项 液沫夹带
压力 蒸气分率 温度 热负荷
乙醇
正丙醇 水
0.96 : 0.02 : 0.01 : 0.01
0.01 : 0.95 : 0.02 : 0.02 0.01 : 0.02 : 0.03 : 0.94 最后一股不要输入
正丁醇 0.01 : 0.05 : 0.92 : 0.02 求输出物流组成。
Sep2—两出口组份分离器
Sep2 模块可以接受多股输入物流，输出两
Flash2 — 应用示例（2）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.5 MPa 温度为 120℃、含乙醇 70 %w 、水 30 %w的物料绝热闪蒸到 0.15 MPa 。求离开闪蒸器的汽、液两相 的温度、流量和组成。
Flash2 — 应用示例（3）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.2 MPa 温度为20℃ 、含丙酮 30%w、 水 70%w的物料进行部分蒸发回收丙 酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器 温度和热负荷以及汽、液两相的流量 和组成。
Flash3 — 应用示例（3）
在示例（2）中分别设置
乙醇和己烷为关键组份，观察
输出结果有什么变化。
Sep —— 组份分离器
Sep 模块可以接受多股输入物流，输出多股物
流，并把输入混合物中的各个组份分别按照指定的 比例分配到每一股输出物流中去。
Sep —— 连接
Sep 模块的连接图如下：
Sep — 模型参数
Sep2 — 应用示例（2）
同示例（1），如果分离过程是在精 馏塔中实现，塔顶出料是 0.11 MPa 的饱 和蒸汽，塔底出料是 0.13 MPa 的饱和液 体，求输出物流的温度和体积流量。
规定
指定每个组份在各股输 出物流中的分率或流量
Sep — 模型参数
指定输入物流混合后的闪蒸压力和有效相态
进料闪蒸
Sep — 模型参数
指定每一股输出物流的闪蒸压力、温度、气相分率和有效相态
出口闪蒸
估算
Sep — 应用示例（1）
把F=500 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=20 ℃含乙醇 30 %w 、正丙醇 20%w、正丁醇 10%w、水 40 %w的物流分成四 股输出物流，各组份在输出物流中的分配比例为：
Flash3 — 应用示例（2）
F= 500 kg/hr、P= 0.8 MPa、T=100 ℃ 含乙醇 70 %w、水 30 %w的物流与F= 500 kg/hr 、 P= 0.8 MPa 、 T=70 ℃ 含 正 己 烷 60%w、乙醇 40 %w的物流在闪蒸器中混 合并绝热闪蒸到P= 0.11 MPa，求离开闪蒸 器的汽、液、液三相的温度、质量流量和 组成。
液沫夹带
Flash3 — 应用示例（1）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、 含乙醇 30 %w、正己烷 30%w、水 40 %w 的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝 物流的汽/液比（摩尔）=1/9( 0.1,等压)。求 离开冷凝器的汽、液、液三相的温度、质量 流量和组成。
任选 2 个 1个
有效相态 汽-液相 4选 汽-液-液相 汽-液-游离水相 汽-污水
Flash2 — 应用示例（1）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、含乙醇 70 %w、水 30 %w的 饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝， 冷凝物流的汽 /液比（摩尔）=1/3。求 离开冷凝器的汽、液两相的温度和组 成。
Flash3 —— 连接
Flash3 的连接图如下：
Flash3 — 模型参数
闪蒸设定 压力 蒸汽分率 温度 热负荷
选2个
Flash3 — 模型Fra Baidu bibliotek数
1. 指定关键组份后，含关键组份摩尔 分率大的液相作为第二液相。 2. 如未指定关键组份，则密度大的液 相作为第二液相。
Flash3 — 模型参数
Flash3 —
三相闪蒸器
Flash3 模 块 执 行 给 定 热
力学条件下的汽 - 液 - 液平衡计 算，输出一股汽相和两股液相 产物。用于模拟闪蒸器、蒸发 器、液-液分离器、汽-液-液分 离器等。
Flash3 —
三相闪蒸器
Flash3 模块执行给定
热力学条件下的汽 -液 -液平 衡计算，输出一股汽相和 两股液相产物。用于模拟 闪蒸器、蒸发器、液 - 液分 离器、汽-液-液分离器等。
股物流，并把输入混合物中的各个组份分别按 照指定的比例或浓度分配到输出物流中去。
Sep2—两出口组份分离器
设定分配给各输出物流的流量(Flow)/流量分率(Split fraction)、 各个组份的流量/流量分率、以及摩尔分率/质量分率
Sep2 — 应用示例（1）
从F= 500 kg/hr、P= 0.15 MPa、T= 20 ℃、含 乙醇 60 %w、正丙醇 25%w、正丁醇 15 %w 的物 流中回收乙醇，要求： 1. 乙醇浓度达到 98%w 、正丁醇含量不大于 1%w; 2. 乙醇回收率达到 95%。 求输出物流的组成和流量。
第七讲
Simulation Design of Separation Processes
分离单元的仿真设计
(一)
分离单元的仿真设计
分离单元包含两大模块
塔设备模块 简单分离模块
简单分离单元模型
简单分离模块包含五个模块
两相闪蒸器 三相闪蒸器
倾析器
组份分离器 两出口组份分离器
两出口组份分离器 两相闪蒸器 三相闪蒸器 倾析器 组份分离器