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流股組分參考江蘇索普（集團(tuán))有限公司工業(yè)粗醋酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（Q/321100 ZH013——2021）

設(shè)計(jì)大賽對(duì)于塔的要求如下

物性NRTL-HOC，年處理20萬噸，初始流股如下

可先選擇簡(jiǎn)捷塔(DSTWU)進(jìn)行初步分析，回流比-1.2~-2（最小回流比的倍數(shù)）內(nèi)即可，壓降0.2bar，乙酸要求回收率99%，重組分99%（1-1%）

如果選擇初始點(diǎn)和最終點(diǎn)可以按自己需求觀察塔板與回流比關(guān)系，在此按默認(rèn)

結(jié)果如下

得到的數(shù)據(jù)可以輸入進(jìn)RadFrac，也可自行選定適合的塔板進(jìn)行嚴(yán)格模塊的分析，在此直接按計(jì)算結(jié)果輸入（也可以直接RadFrac模塊，選擇一個(gè)比較高的塔板數(shù)，適宜的采出，較大的回流比，運(yùn)行一般都沒問題，再直接靈敏度對(duì)所有參數(shù)進(jìn)行分析）

此時(shí)純度可達(dá)99%

靈敏度分析進(jìn)料板和回流比（因?yàn)椴沙霭催M(jìn)料來計(jì)算的，正好是0.6，實(shí)際在比賽中肯定要精細(xì)優(yōu)化）

進(jìn)料板分析塔頂乙酸和塔釜丙酸純度，顯然某區(qū)間內(nèi)均可，在此選擇31

回流比分析

顯然W丙酸純度比乙酸低一點(diǎn)，回流比約在4.75出達(dá)到99.9%的規(guī)定純度

通過使用設(shè)計(jì)規(guī)范將出口流股調(diào)至99.9%，此時(shí)一般使用塔模塊本身具有的設(shè)計(jì)規(guī)范，不使用全局的

此時(shí)標(biāo)紅是因?yàn)樗ǖ幕亓鞅葹?，已經(jīng)小于了下限

此時(shí)更改即可

運(yùn)行結(jié)果如下（回流比為4.74772264）

在塔優(yōu)化換熱的時(shí)候經(jīng)常需要將塔拆分，根據(jù)化工原理

此時(shí)經(jīng)過塔變化、加入模塊，拆分如下，對(duì)于多出的四個(gè)部件的參數(shù)選定均來自于嚴(yán)格模塊的計(jì)算結(jié)果

設(shè)定如下，壓力為0表示無壓降

1/（4.74772264+1）=0.173995573

而對(duì)于此時(shí)塔計(jì)算不能與冷凝器和再沸器合并計(jì)算

運(yùn)行結(jié)果如下（因?yàn)樯舷聝刹糠盅h(huán)迭代都經(jīng)由塔，因此為一個(gè)收斂循環(huán)），顯然有錯(cuò)誤，不過誤差是在減小的

在檢查參數(shù)的輸入都沒有問題后，首先加大收斂次數(shù)

顯然循環(huán)已經(jīng)收斂

但仍有報(bào)錯(cuò)

顯然報(bào)錯(cuò)都是在運(yùn)行開始時(shí)，即無初始流股

調(diào)和流股（即將計(jì)算結(jié)果變?yōu)樵O(shè)定的輸入值）

此時(shí)無誤

可以看看拆分前后，流股分布有無差異

對(duì)于塔詳細(xì)設(shè)計(jì)而言（一般只對(duì)一個(gè)好設(shè)計(jì)的塔進(jìn)行處理），比賽還要求

加入塔內(nèi)件

選擇自動(dòng)分段，軟件會(huì)給出一個(gè)參考值

此時(shí)運(yùn)行一般都不會(huì)報(bào)錯(cuò)

再次基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般直徑<1m選擇填料，一般塔徑相同，最終一定要選擇核算模式。對(duì)參數(shù)圓整如下

此時(shí)結(jié)果如下

根據(jù)大賽要求液泛率在60%~85%、降液管液位高度/板間距（指降液管持液量(充氣)）在20%~50%、降液管液體停留時(shí)間（指?jìng)?cè)壁降液管停留時(shí)間）>4s。（Aspen會(huì)在液泛率>80%時(shí)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)

INFORMATION WHILE GENERATING REPORT FOR UNIT OPERATIONS BLOCK: "B2"

? ? ? (MODEL: "RADFRAC")

? ? ? ? ?81.19%? JET FLOOD IN COLUMN B2? ? ? , OPTION INT-1? ?,

? ? ? SECTION CS-2? ? ?EXCEEDS 80%.）

顯然提餾段的側(cè)壁降液管停留時(shí)間不滿足要求

可通過更改塔板間距和塔板尺寸（最終按照設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行圓整）進(jìn)行優(yōu)化。（可以通過靈敏度分析查看，不同變量對(duì)要求的參數(shù)正負(fù)影響，在此不做分析）

更改后符合要求

整個(gè)填料層的能力因子(Fractional Capacity)指液泛率 （常數(shù)L/V）在40%~80%

塔內(nèi)件在設(shè)計(jì)時(shí)，一般都可以根據(jù)流股參數(shù)創(chuàng)新，比如分為三段；填料、塔板分別在塔上下部分；新型分布器等等，不要局限于本文。

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