第六章 分离设备一一塔

DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU模型计算选项 (Calculation Options)
1、生成回流比——理论板数关系表 ( Reflux ratio vs. Number of
theoretical stages )
Distl 简捷精馏（操作）
Distl流程连接
Distl简捷精馏—模型参数
Distl输入表单
在Specification表单中设定以下参数：
理论板数 Number of stages
加料板位置 Feed stage
回流比
Reflux ratio
馏出物/进料摩尔比
Distillate to feed mole ratio 冷凝器类型 Condenser type 冷凝器压强 Condenser pressure 再沸器压强 Reboiler pressure
Distl简捷精馏—模型参数
Distl输入表单
Distl简捷精馏—计算结果
计算结果给出以下模块信息
冷凝器热负荷 再沸器热负荷 进料板温度 塔顶温度 塔釜温度 进料热状态q值
Distl —— 应用示例 (1)
含 水 30%w 、 甲 醇 70%w 的 混 合 物 (F= 1000 kg/hr 、 P=0.12 MPa 、 T=20 C) 用精馏塔 (塔压0.12MPa) 分离，采用全凝 器，22块理论塔板，加料板在第15块，摩 尔 回 流 比 0.56775 ， 馏 出 物 / 加 料 摩 尔 比 0.641。核算分离效果，再沸器热负荷。
注意：当有多股出料时，上述值指塔顶馏出料/进料比
9、冷凝器热负荷（Condenser Duty) 10、再沸器热负荷（Reboiler Duty)
RadFrac——模型设定
操作条件规定(Operating Specifacation)
RadFrac——模型设定
操作条件规定(Operating Specifacation)
>0, 实际回流比； <-1, 绝对值=实际回流比/最小回流比
DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU的输入规定（Input Specifications）
2、关键组分回收率( Key component recoveries ) （1）轻关键组分在馏出物中的回收率
RadFrac——模型设定
流股表单设定
指定每股加料的位置
指定每股产品的出料位置及产量
RadFrac——模型设定
加料板位置规定—板上(On Stage) 或板上方(Above Stage)
RadFrac——模型设定
板上方(Above-Stage)进料时，Radfrac 在相邻的板间引入一股物流，液体部分 流到规定的板，气体部分流到上一块板。
再沸器表单设置
热虹吸式再沸器 1 再沸器流量 2 再沸器出口条件 3 流量和出口条件
RadFrac—结果查看
RadFrac 的计算结果从三部分查看： 1、结果简汇（Results summary） 2、分布曲线（Profiles） 3、流股结果（Stream results）
板上(On-Stage)进料时，进料的 汽相、液体都流到规定的板上。
RadFrac——模型设定
压力表单设定
RadFrac——模型设定
压力表单设定
压力表单有三种方式(View)设置
1、塔顶/塔底（Top/Bottom） 指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降。
2、压力变化曲线（Pressure Profile） 指定每一块塔板压力。
2、计算等板高度
( Calculate HETP )
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU模型计算选项
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU模型计算选项
1、生成回流比——理论板数关系表 在实际回流比对理论板数栏目中输入我们想分析的理论板数
的 最 小 值 (Initial number of stages) 、 最 大 值 (Final number of stages) 和 增 量 值 (Increment size for number of stages)或不同理论板值的个数(Number of Values in table)，计算完成后的结果中会包括回流比剖 形(Reflux ratio profile), 据此可以绘制回流比——理论 板数曲线。
绘制理论板与回流比曲线
回流比与理论板数 关系曲线 回 流 比
理论板数
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU模型计算结果
合理的回 流比
DSTWU — 应用示例 (1)
含 乙 苯 30%w 、 苯 乙 烯 70%w 的 混 合 物 （F=1000kg/hr 、P=0.12MPa、T=30 C）用精馏 塔（塔压0.02MPa ）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：
RadFrac——模型设定
操作条件规定(Operating Specifacation)
6、上升蒸汽比（Boilup Ratio) (Boilup rate/bottom rate)
7、上升蒸汽/进料比（Boilup to Feed Ratio) 8、馏出物/进料比（Distillate to Feed Ratio)
4、冷凝器设定 ( Condenser specifications) （1） 全凝器 ( Total condenser) （2） 带（整体）汽相馏出物的部分冷凝器
( Partial condenser with all vapor distillate) （3） 带汽、液相馏出物的部分冷凝器
( Partial condenser with vapor and liquid distillate)
配置表单（Configuration）设定
蒸出速率 回流比
计算类型Equlibrium/rate-based
操作规定
塔板数 冷凝器设定 再沸器设定 有效相态 收敛方法
RadFrac——模型设定
配置表单（Configuration）设定
冷凝器配置从四个选项中选择一种： 1、全凝器（Total） 2、部分冷凝-汽相馏出物 （Partial-Vapor） 3、部分冷凝-汽相和液相馏出物 （Partial-Vapor-Liquid） 4、无冷凝器 (None)
3、塔段压降（Section Pressure Drop） 指定每一塔段的压降。
RadFrac——模型设定
压力表单设定
View的三种选择
RadFrac——模型设定
冷凝器表单设置
部分冷凝器设定：
1温度 2汽相分率
全凝器设定： 过冷度 1回流与蒸出都过冷 2仅回流过冷
2006版新增， 公用工程规定
RadFrac——模型设定
RadFrac 精密分离模块
RadFrac 模块同时联解物料平衡、 能量平衡和相平衡关系，用逐板计 算方法求解给定塔设备的操作结果。 RadFrac 模块用于精确计算精馏塔、 吸收塔（板式塔或填料塔）的分离 能力和设备参数。
RadFrac 精密分离模块
RadFrac流程连接
RadFrac——模型设定
分离设备—塔
塔器分类Βιβλιοθήκη 塔设备(Columns)单元共有9种模块：
1. DSTWU 2. Distl 3. RadFrac 4. Extract
5. MultiFrac 6. SCFrac 7. PetroFrac 8. RateFrac 9. BatchFrac
塔设备单元9种模块
塔设备单元9种模块
DSTWU--简捷法精馏设计
绘制理论板与回流比曲线
4 点击菜单的绘图 (Plot)中的X轴变量 (X-Axis varible)
3 点击理论板 数据栏
DSTWU--简捷法精馏设计
绘制理论板与回流比曲线
5 点击菜单的绘图(Plot) 中的显示图线(Display Plot)
DSTWU--简捷法精馏设计
RadFrac——模型设定
收敛方法(convergence)
RadFrac——模型设定
操作条件规定(Operating Specifacation)
1、回流比（Reflux Ratio） 2、回流速率（Reflux Rate） 3、馏出物速率（Distillate Rate) 4、塔底物速率（Bottoms Rate) 5、上升蒸汽速率（Boilup Rate)
RadFrac——模型设定
冷凝器配置
RadFrac——模型设定
配置表单（Configuration）设定 再沸器配置从三个选项中选择一种：
1、釜式再沸器（Kettle） 2、热虹吸式再沸器（Thermosyphon） 3、无再沸器 (None)
RadFrac——模型设定
再沸器配置
RadFrac——模型设定
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU 的流程连接
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU的输入规定（Input Specifications）
4组规定
DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
1、塔设定 ( Column specifications) （1）塔板数 ( Number of stages) （2）回流比 ( Reflux ratio)
Rmin，NTmin，R=1.5 Rmin 时的R、NT和NF(进
料板位置) 。
DSTWU — 应用示例 (2)
绘制示例（1）的NT - R关系图， 根据该图选取合理的R值，求取 相应的 NT、NF、冷凝器和再沸器 的温度和热负荷。
Distl 简捷精馏（操作）
Distl 模块用 Edmister 方法计算给 定精馏塔的操作结果。
3、压力 ( Pressure) （1） 冷凝器 ( Condenser) （2） 再沸器 ( Reboiler)
DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
馏出物中的轻关键组分/进料中的轻关键组分 （2）重关键组分在馏出物中的回收率 馏出物中(塔顶)的重关键组分/进料中的重关键组分
DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
指塔顶的馏出率
DSTWU--简捷法精馏设计
▪ DSTWU的输入规定（Input Specifications）
RadFrac 模型具有以下设定表单： 1、配置（Configuration） 2、流股（Streams） 3、压强（Pressure） 4、冷凝器（Condenser） 5、再沸器（Reboiler） 6、三相（3-Phase）
RadFrac——模型设定
RadFrac 模型具有以下设定表单：
RadFrac——模型设定
简捷蒸馏 DSTWU Distl (使用Edmister简捷法) SCFrac(石油馏分简捷蒸馏)
严格蒸馏 RadFrac MultiFrac(严格法多塔) PetroFrac RateFrac(基于不平衡计算)
液-液萃取 Extract
间歇精馏 BatchFrac
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU 模块用Winn-Underwood-Gilliland 捷算法进行精馏塔的设计，根据给定的加料条件 和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、给 定回流比下的理论板数和加料板位置。
对选取合理的理论板数很有参考价值!
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU模型计算选项
默认值为1
DSTWU--简捷法精馏设计
DSTWU模型计算结果—回流比与理论板曲线
DSTWU--简捷法精馏设计
绘制理论板与回流比曲线
2 点击菜单的绘图 (Plot)中的Y轴变量 (Y-Axis varible)
1点击回流比 数据栏
有效相态设定
2006版新 增
RadFrac——模型设定
收敛方法(convergence)
1、标准方法（Standard） 2、石油/宽沸程（Petroleum/Wide-Boiling） 3、强非理想液相（Strongly Non-ideal Liquid） 4、共沸体系（Azeotropic） 5、深度冷冻体系（Cryogenic） 6、用户定义（Custom）