精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?

我們所知道的,Aspen Plus在模擬的時候流股只有三條(僅對于簡單精餾塔而言),一進兩出。正常模擬的過程當中,我們一般只看進料出料的組成和流量。
精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?的圖1
但是,當我們進入到精餾塔機械設計部分時,光有這些數據其實是不夠的,精餾塔設計的機械設計包括,筒體、封頭、塔內件、裙座、平臺人孔等塔附件以及為數眾多的接管。接管尺寸的大小就不僅僅涉及到進料和出料的流股數據了。


精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?的圖2
塔頂(左)與塔底(右)接管
 
塔頂蒸汽需要通過塔頂的接管去往塔頂冷凝器冷凝,回流液相需要通過側面的接管返回塔內,同樣塔底的液相通過接管去往再沸器,再沸的氣相通過接管返回塔內。那么這些接管的尺寸就需要我們知道這些流股的體積流量數值(一般會有流速的經驗值,這樣通過體積流量與流速便可計算出接管的尺寸,根據標準圓整后即可得到接管最終尺寸)。那么這些流股的體積流量如何得到呢?


傳統方法

如果使用傳統方法,想要獲取到全部的這些數據,需要首先完成水力學分析(塔內件設計)。完成之后,我們可以發現在塔模塊→分布(Profiles)當中,水力學頁面由灰色變為有數據的激活狀態。其中就會顯示每一塊塔板的氣液相體積流量。

精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?的圖3

剩下的,就是非常關鍵的了,需要你對Aspen的精餾塔模塊以及塔設備運行非常熟悉。Aspen Plus塔模塊當中,塔頂冷凝器(如果有的話)被標注為第一塊塔板,塔釜再沸器(如果有的話)被標注為最后一塊塔板。只有知道這個你才能選出準確的體積流量數值。
就拿上面這張圖的數據為例,如果我們想要獲取前往塔頂冷凝器的塔頂蒸汽接管尺寸,就必須獲取到塔頂蒸汽流量,而這個流量是哪個數值呢?這股蒸汽在真實的精餾塔當中是第一塊塔板的氣相流量,由第一塊塔板到達冷凝器。上圖表格當中注明的是“氣相體積流量,到達”,也就是到達該塔板的氣相體積流量,而前面說了,Aspen當中冷凝器就是第塊塔板,所以也就是到達第一塊塔板的氣相流量,也即64893 cum/hr。而液相回流的數據呢?根據上圖,第一塊板(也即冷凝器)產生了液相體積為86.0991cum/hr,這些液相有兩個去向(對于全凝器而言),一部分直接出料,剩余部分回流。因此回流體積流量就是86.0991減去出料體積流量。
 
精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?的圖4

而塔底的出料接管以及再沸氣相回流也類似進行分析,第25塊塔板是再沸器,塔底出料接管的液相是來自上一塊塔板,也即第24塊塔板,所以體積流量就是93.3341cum/hr;而再沸的蒸汽返塔流量呢?這股氣相返塔后達到的是第24塊塔板,所以也就是到達第24塊板的氣相流量,也即56095.1 cum/hr
獲取這些數據最關鍵的就是你得知道它是來自哪一塊塔板,又是去往哪一塊塔板(對于實際的塔板數和Aspen的塔板編號要重點注意區分)。
 

虛擬流股(Pseudo stream)

這是獲取塔內部數據的終極辦法,也是非常簡便的辦法,我們在推送的次條轉載了“化工設計Club”對于該方法的詳細介紹。這個辦法與上面的傳統辦法是有區別的,Profiles水力學表格當中的氣液相數據一個是來自該塔板的液相數據,一個是到達該塔板的氣相數據。而虛擬流股采出的氣液相數據都是“來自該塔板的數據”,也就是氣相數據的理解會有區別。比如塔頂蒸汽出料流量,蒸汽是來自于真實塔板的第一塊塔板,也就是Aspen當中的第二塊塔板,所以我們使用虛擬流股獲取數據時,需要選定為“第二塊塔板的氣相數據”。

精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?的圖5
精餾塔設計:再沸、回流的流股體積流量數據如何獲取?的圖6

具體的使用方法可以查看次條文章,或者直接點擊文字跳轉即可。大家在學習的過程當中,可以兩種方法都用,互相對照。需要注意的是,液相回流的數據對于全凝器的精餾塔而言兩種辦法都是不能直接得到的,需要進行簡單的減法(液相總量減去塔頂產品出料)或者乘法運算(塔頂產品出料乘以回流比)。

來源:網絡

由化工707編輯整理

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