《简单模拟模块精馏》课件

简单模拟模块精馏精馏过程简介分离混合物精馏塔利用不同组分沸点差异，将混合物分离成不同纯度的组分精馏操作的核心设备，包含塔体、塔板、回流管等结构简单模拟的基本假设恒定状态理想气体假设精馏过程处于稳定状态，各参数在时间上保持不变假设混合气体为理想气体，遵循理想气体状态方程等摩尔汽化平衡级假设进料中各组分的摩尔汽化率相等，即进料的汽液比为假设塔内各级均达到相平衡，即气液两相的组分组成相同1目标和假设的合理性目标假设合理性123简单模拟精馏的目的是为了快速为了简化模拟过程，我们做了一这些假设虽然会带来一些误差，了解精馏过程的基本原理和操作些合理的假设，例如理想气体模但在实际操作中，误差是可以接方法，并为实际操作提供参考型、恒定热容、等摩尔汽液平衡受的，并可以用于指导实际生产等等过程的优化单塔连续式精馏模型单塔连续式精馏模型是模拟精馏过程的常用模型它将精馏塔分为多个理论板，每个理论板代表一个平衡阶段，并在各板之间进行物料和热量传递该模型主要考虑物料平衡、热量平衡和相平衡关系，并通过数值计算求解各板的组分和温度模型中的主要参数进料组成进料流量进料温度回流比指进料中各组分的摩尔分影响塔顶和塔底产品的流影响塔顶和塔底产品的温影响塔顶产品纯度和塔底数或质量分数，影响塔顶量，以及操作条件的稳定度，以及塔内传热过程产品浓度，以及分离效果和塔底产品组成，以及分性离效果参数对精馏过程的影响参数影响回流比回流比越高，塔顶产品纯度越高，但能耗也越高进料组成进料中目标组分的含量越高，精馏效率越高进料温度进料温度越高，精馏过程的能耗越低塔压塔压越高，精馏过程的能耗越高理论板数理论板数越多，精馏效率越高，但塔高也越高热量平衡方程的建立输入热量1包括进料热量、加热器热量、冷凝器热量等输出热量2包括产品热量、冷凝水热量、排放热量等能量损失3包括热量损失到环境、设备壁面热损失等物料平衡方程的建立进料1进料量和组成分馏出液2馏出液量和组成分釜残液3釜残液量和组成分基于进料、馏出液和釜残液的物料平衡，建立一套方程组，用于描述精馏塔内各个组分的流动和分配情况速率方程的建立传质速率确定液相和气相之间物质传递的速度，影响精馏效率化学反应速率如果精馏过程中存在化学反应，需要考虑反应速率对分离的影响热传递速率热量在塔内传递的速度，影响塔内温度分布和分离效果相平衡关系的确定利用气液相平衡数据，确定不同组采用合适的相平衡模型，例如分在不同温度和压力下的平衡浓度定律或模型，来描述Raoult Wilson相平衡关系进行相平衡计算，得到不同组分在不同塔板上的平衡浓度数值计算的方法和步骤初始化1设置初始条件和参数迭代计算2根据模型方程进行迭代求解收敛判断3判断迭代结果是否收敛结果输出4输出精馏过程的模拟结果模拟结果的分析和解释模型验证参数敏感性分析优化设计通过比较模拟结果与实际数据，验证模考察不同参数对精馏过程的影响，找出根据模拟结果，优化精馏塔的设计参数型的准确性关键参数，提高效率产品指标与控制指标产品纯度产品产量12满足市场需求，提高产品附加值确保生产目标的实现物料消耗能耗指标34控制生产成本，提高经济效益降低能源消耗，节约成本，保护环境模拟精馏过程的调控回流比蒸汽流量进料温度进料组成回流比是指回流到塔顶的蒸汽流量是指进入精馏塔进料温度是指进入精馏塔进料组成是指进入精馏塔液流与塔顶产物的流量之的蒸汽流量蒸汽流量越的进料温度进料温度越的进料的组成进料组成比回流比越高，塔顶产高，塔底产品的纯度越高高，塔顶产品的纯度越高越复杂，塔的操作难度越品纯度越高，但能耗也越，但能耗也越高，但能耗也越高大，能耗也越高高开车前的准备工作检查设备准备物料确保设备完好无损，所有阀门按照生产计划准备好所需的原、仪表、管道等都处于正常状料、辅料，并对物料进行质量态，并进行必要的调试和维护检验，确保符合生产要求安全检查环境检查确认操作人员已经熟悉操作规检查生产环境是否符合要求，程，并进行安全教育，确保操排放是否达标，并准备好相关作过程中安全生产的环保措施开车时的关键参数监测温度监测压力监测塔顶、塔釜温度，回流比，进料温塔顶压力，塔釜压力，进料压力度流量监测进料流量，回流流量，产品流量常见故障的诊断与处理压力波动温度异常流量不稳定压力传感器故障或控制系统问题导致压温度传感器故障或加热冷却系统问题导流量计故障或进料出料系统问题导致流//力异常致温度偏离设定值量波动工艺过程中的安全因素安全操作规程消防安全严格执行安全操作规程，杜绝违章配备齐全的消防设施，定期进行消操作防演练个人防护操作人员佩戴相应的防护用品，确保安全环保因素的考虑废气排放废水排放噪声控制精馏过程中产生的废气要经过处理，废水要进行预处理，减少污染物排放对设备进行降噪处理，减少对周围环减少有害气体排放境的影响生产成本的计算12原料成本能源成本原料价格、消耗量蒸汽、电力消耗34人工成本折旧成本操作人员、维护人员工资设备、设施折旧经济效益分析模拟结果实际结果模拟结果与实际结果对比分析，体现模拟精馏模型的应用价值本课件的主要内容总结精馏过程概述简单模拟的基本假设介绍了精馏过程的基本原理和简化了精馏过程的模型，方便应用领域进行数值计算单塔连续式精馏模型模拟结果分析建立了模型，描述了精馏过程分析了模拟结果，评估了模型的物料和热量平衡的准确性和可靠性本课件的学习重点精馏基本原理模拟模块应用模型建立与求解123理解精馏的基本概念、操作原理掌握简单模拟模块在精馏过程中熟悉精馏过程模型的建立、参数和重要参数的应用方法设置和数值求解方法本课件的应用前景工业应用教学研究帮助工程师更好地理解和设计精馏过程，提高生产效率和产为高校师生提供精馏过程模拟的教学和研究工具，促进化学品质量，降低生产成本工程学科的发展课程总结与展望理论与实践模拟与实验应用与发展本课程涵盖了简单模拟模块精馏的理论通过课程学习，学生可以利用模拟软件精馏技术在化工、医药、食品等领域有基础和实际应用，帮助学生掌握精馏过进行精馏过程的设计和优化，并结合实着广泛的应用，未来将会继续发展，提程的基本原理和操作方法验验证模拟结果高效率和环保性能问题讨论与交流本课程结束后，欢迎大家就精馏模拟过程中遇到的问题进行讨论和交流我们可以一起探讨精馏模拟的实际应用场景，并分享各自的经验和见解此外，也欢迎大家提出关于精馏模拟的相关问题，我们将会尽力解答。