塔的简捷法和严格法计算

塔的简化法和严格法计算1、工艺条件有一泡点物料，F=100kgmol/hr；物料组分和组成如下：进料组分和组成组分C2H6C3H8C4H10C5H12组成（mol%）1791282、设计要求试设计蒸馏塔，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propane浓度小于0.1％；试确定该物料的进塔压力；塔的操作压力，理论板数，进料位置，回流比，冷凝器及再沸器热负荷；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℃。塔的回流比取最小回流比的1.2倍。模拟计算采用SRK方程；3、简化计算说明（1）须根据公用工程条件确定操作压力，即塔顶冷凝器须采用冷却水冷却，故塔顶上升气相温度应不低于40℃；塔釜再沸器采用蒸气加热，进再沸器物料温度不得高于128℃。操作压力可以采用简化法试算，即先假设一操作压力，若温度未满足要求则调整压力，直至温度要求满足为止。

（2）采用简化法，求理论塔板数和回流比建立流程简捷塔的参数设定计算结果表明塔顶、塔釜温度分别为16℃和80.36℃，均不满足要求，故须提高塔的操作压力。进料条件：压力8kg/cm2Bubblepoint简化计算结果塔顶、塔釜温度分别为44.23℃和114.94℃，均满足要求，故设定压力合适。进料条件：压力16kg/cm2BubblepointViewresultsMINIMUMREFLUXRATIO0.98011FEEDCONDITIONQ1.00000FENSKEMINIMUMTRAYS15.67777OPERATINGREFLUXRATIO1.20*R-MINIMUMTOTALFEEDR/R-MINM/M-MINREFLUXDUTY,M*KCAL/HRTRAYSTRAYRATIOCONDENSERREBOILER-------------------------------------------------4016.291.1002.5211.078-5.221E-015.531E-013715.341.1502.3691.127-5.344E-015.654E-01

3614.711.2002.2691.176-5.468E-015.777E-01

3414.151.2502.1801.225-5.591E-015.900E-013313.661.3002.1011.274-5.714E-016.023E-01简化法计算给出围绕规定的操作回流比和最小回流比的倍数（本例1.2）共5个工况的计算结果，供用户选择。可取操作压力16kg/cm2，理论板36块，进料位置15块，回流比1.176，作为严格计算的条件4、严格法计算说明（1）计算条件 严格法条件和简化法略有不同，兹简述如下： 塔顶压力设为16kg/cm2，冷凝器压力15.8kg/cm2,全塔压降0.2kg/cm2; 进料压力设为16.5kg/cm2； 设计规定1：回流比1.176; 设计规定2：塔顶采出量80kgmol/hr; 其余参数采用简化法计算结果。 （2）建立流程严格塔的参数设定进料条件：压力16kg/cm2Bubblepoint（3）GenerateTextReportREFLUXRATIOS--------REFLUXRATIOS--------MOLARWEIGHTSTDLVOL---------------------------REFLUX/FEEDSTREAMS10.90560.83310.8689REFLUX/VAPORDISTILLATE1.13161.13461.1320由于规定了塔顶、塔釜的分离要求，从计算结果可以看出塔顶butane和塔釜propane的浓度均达到0.001。而回流比只有1.1316，比简化法计算所得的1.176略小。（4）进料位置分析塔的工艺条件全面满足后，还须分析进料位置是否恰当，是否是最佳进料位置。在蒸馏塔设计中进料板位置分析十分重要，绝对不能忽视。可以采用优化器或其它多种方法来确定最佳进料板位置。

Optimizer'OP1'**BESTOBJECTIVEFUNCTION=1.01577E+00ATCYCLENUMBER3...略...OPTIMIZERHISTORY----VALUES----CYCLE12BEST-34------------------------------------------------------VARY11.5000E+011.9500E+012.0172E+011.9965E+01OBJECTIVE1.1316E+001.0211E+001.0158E+001.0161E+00优化器迭代3次即得到最优解，计算的最佳进料板位置为20.17块，板数出现小数是由于计算机迭代自动选取步长的缘故，如规定步长为整数，则不会出现这一问题。简化法与严格法比较从上述两种方法的计算结果可以看出以下问题：（1）进料板位置两种方法存在较大差异简化法求出进料板位置为15板；严格法通过灵敏度分析求得最佳进料板位置为20板；（2）回流比及热负荷的不同简化法与严格法计算所得回流比和热负荷均存在一定差别，若进行进料板位置优化后，可以获得较大的节能效果。工况简化法严格法 （15板