化工设计
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3 RadFrac——配置（4收敛方法） 收敛方法从六个选项中选择一种： 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）
1、釜式再沸器（Kettle）
2、热虹吸式再沸器（Thermosyphon）
3、无再沸器 (None)
化工设计
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3 RadFrac——配置（4有效相态） 有效相态从四个选项中选择一种： 1、汽-液（Vapor-Liquid） 2、汽-液-液（Vapor-Liquid -Liquid ） 3、汽-液- 冷凝器游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor） 4、汽-液- 任意塔板游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage）
化工设计
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3 RadFrac——压强（2）
冷凝器压力
PN2塔顶压力
全塔压降= 塔底-塔顶
化工设计
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3 RadFrac——冷凝器（1）
冷凝器设定有两组参数：
1、冷凝器指标（Condenser Specification）
仅仅应用于部分冷凝器。只需指定冷凝温 度（Temperature）和蒸汽分率（Vapor Fraction）两个参数之一。
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
冷凝器类型 冷凝器压强 再沸器压强
Distillate to feed mole Condenser type Condenser pressure Reboiler pressure
化工设计
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3 RadFrac——配置（2冷凝器） 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)
化工设计
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3 RadFrac——配置（3再沸器） 再沸器配置从三个选项中选择一种：
化工设计
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3 RadFrac——精密分离模块（2）
化工设计
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3 RadFrac——连接
RadFrac 模块的连接图如下：
化工设计
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3 RadFrac——模型设定
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）
化工设计
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应用示例 (3)
在例7.1简捷设计的基础上，对乙苯-苯乙烯精馏塔进行严格
校核和设计计算。进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器
压力、产品纯度要求与例7.1相同，塔顶压力6.7kPa，再沸器采用 釜式再沸器，物性方法采用PENG-ROB。求: （1）根据例7.1的设计结果，利用RadFrac模块计算塔顶及 塔底产品的质量纯度； （2）求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以 及冷凝器和再沸器的热负荷；
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。
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（计算选项3）
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（结果4）
求: NT -- R。
合理的理论板数应在曲线斜制塔内温度分布曲线、
塔内液相质量组成分布曲线； （4）在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板 数变化对再沸器热负荷的影响；
化工设计
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3 RadFrac——配置（1） 配置表单包含以下项目： 1、塔板数（Number of Stages） 2、冷凝器（Condenser） 3、再沸器（Reboiler） 4、有效相态（Valid Phase） 5、收敛方法 （Convergence) 6、操作设定 （Operation Specifications)
化工设计
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3 RadFrac——压强（1）
在压强表单中设置以下参数：
从三种方式（View）中选择一种
1、塔顶/塔底（Top/Bottom） 指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降。 2、压力剖型（Pressure Profile） 指定每一块塔板压力。 3、塔段压降（Section Pressure Drop） 指定每一塔段的压降。
1.2 关键组分回收率（Key component recoveries）
1.3 压力（Pressure ）
1.4 冷凝器设定（Condenser specifications）
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（参数2）
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（结果1）
求: Rmin、R 、NTmin、N、NF以及FD / FF、NT--R。 DSTWU 模块的模拟结果
化工设计
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2 Distl——模型参数（2）
化工设计
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2 Distl——计算结果（1）
计算给出以下模块信息：
冷凝器热负荷 再沸器热负荷 进料板温度 塔顶温度 塔底温度 进料 q 值
Condenser duty Reboiler duty Feed stage temperature Top stage temperature Bottom stage temperature Feed quality
DSTWU Distl RadFrac Extract
5. 6. 7. 8. 9.
MultiFrac SCFrac PetroFrac RateFrac BatchFrac
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（功能） 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： 功能： （Winn，Fenske） Nmin （Underwood） Rmin （Gilliland） R+N（操作）
化工设计
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3 RadFrac——配置（6）
化工设计
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3 RadFrac——流股（1）
在流股表单中设置以下参数：
1、进料流股（Feed Streams） 指定每一股进料的加料板位置。 2、产品流股（Product Streams） 指定每一股侧线产品的出料板位 置及产量。
化工设计
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3 RadFrac——流股（2）
最小回流比 实际回流比 最小理论板数 实际理论板数 进料位置 进料位置以上实际塔板数 冷凝器负荷 再沸器负荷 流出物温度 塔釜温度 流出物/进料的比值 等板高度
化工设计
9
1 DSTWU——简捷精馏（结果2）
求: Rmin、R、NT、N、NF以及FD / FF、NT--R。
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（计算选项1） DSTWU模型有两个计算选项： (1) 生成回流比——理论板数关系表 ( Generate table of reflux ratio vs. number of theoretical stages ) (2) 计算等板高度 ( Calculate HETP )
化工设计
3
1 DSTWU——简捷精馏（连接）
Heat (Optional) 1 2 Feed N-1
Heat (Optional)
Distillate
Water (Optional)
N Heat (Optional)
Bottoms Heat (Optional)
化工设计
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应用示例 (1) 例1
简捷法设计乙苯-苯乙烯精馏塔。冷凝器压力为6kPa，再 沸器压力为14kPa，进料量为12500kg/hr，温度45℃，压力 101.325kPa，质量组成为乙苯0.5843，苯乙烯0.415，焦油 0.0007（本题采用正十七烷表示焦油），塔顶为全凝器，回 流比为最小回流比的1.2倍，要求塔顶产品中乙苯含量不低于 99%（w），塔底产品中苯乙烯含量不低于99.7%（w），用 PENG-ROB物性方法。
3、同时指定流量和出口条件
（Specify both flow and outlet condition ）
化工设计
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1 DSTWU——简捷精馏（计算选项2）
“生成回流比——理论板数关系表”对选取
合理的理论板数很有参考价值。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)
增量值(Increment size for number of stages)
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3 RadFrac——配置（5操作设定2）
操作设定从十个选项中选择：
6、上升蒸汽比（Boilup Ratio) 7、上升蒸汽/进料比（Boilup to Feed Ratio) 8、馏出物/进料比（Distillate to Feed Ratio) 9、冷凝器热负荷（Condenser Duty) 10、再沸器热负荷（Reboiler Duty)
Xi’an University of Science & Technology
第四章 设备工艺设计 （二） ASPEN Plus 设计精馏塔 汪广恒
化学与化工学院