DSTWU简捷塔模拟没问题,为啥到Radfrac严格塔模拟就不行了呢?

对于初学者而言,当我们进行精馏塔的模拟时,因为对精馏塔各操作参数没有什么经验,所以通常会先使用DSWTU模块进行简捷塔的模拟以获取大概的操作参数。那么DSTWU的原理是什么呢?为什么对于某些体系而言,简捷塔模拟完全达标的参数放到严格塔模拟的时候就不行了呢?这一期就来简单讲一讲。

学习化工流程模拟软件,最关键的就是搞清楚原理,DSTWU简捷塔模拟之所以叫简捷塔,那就是因为它模拟使用的是经验关联式,我们通过DSTWU获取到的参数,主要是理论板数,进料位置,回流比等参数,这些参数主要通过Winn-Underwood-Gilliland捷算法计算,其中,Winn方程计算最小理论板数(之后Fenske对winn方程进行了进一步完善),Underwood(恩德伍德)方程计算最小回流比(实际回流比取最小回流比的1.3~2倍)。

Winn方程(大概看一下就行)

Underwood方程(大概看一下就行)

最后通过Gilliland(吉利兰)关联图,在确定实际回流比的情况下估算实际理论板数,或者在确定实际理论板数的情况下估算实际回流比。

Gilliland关联图

Gilliland关联式

以上方程很多都有假设条件或者经验估算,比如winn/fenske方程的条件是理想物系全回流操作(所谓理想物系是指气相和液相应符合以下条件:①气相为理想气体,遵循道尔顿分压定律。②液相为理想溶液,遵循拉乌尔定律。);Underwood方程的假设是:①塔内汽、液相为恒摩尔流,②各组分的相对挥发度为常数;而Gilliland关联图更是用8个物系,逐板计算得到的结果绘制出来的经验图。

因此DSTWU简捷塔模拟得到的数值只是一个参考值,总的来说,物系越接近理想物系,DSTWU模拟的结果输入Radfrac模拟后就越接近我们的目标。但实际与理想物系相近的体系并不多,偏离越大,切换成严格塔后模拟效果就越差,共沸等强非理想的情况就更不适合用DSTWU模块来估计参数了,没有任何意义。

对于熟练使用Aspen Plus的人而言,一般是不使用DSTWU模块的,直接就上Radfrac严格塔,初步参数通过经验进行输入,参数的优化通过灵敏度分析等来完成。

相信在熟练使用了Aspen Plus之后大家也可以直接上严格塔模块。化工设计竞赛也明确了在全流程当中一定要使用Radfrac严格塔而不能使用DSTWU模块来模拟精馏塔。

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