2 - 14 Колонна

Полный конденсатор

Вполном конденсаторе имеется два выходных потока:

•Рефлюкс

•Дистиллат

Для такого типа конденсатора возможны несколько конфигураций P-F спецификаций. Спецификацию расхода можно использовать для расхода флегмы, а спецификацию давления – для потока дистиллата. Можно задать две спецификации расхода, однако, рекомендуется, чтобы регулирование давления в конденсаторе осуществлялось путем изменения тепловой нагрузки конденсатора.

Ребойлер

Вребойлере имеется два выходных потока:

•Пар из ребойлера

•Кубовый продукт

Можно задать только одну спецификацию выходного потока. Если где-либо в колонне задано ограничение давления, то здесь нужно задать спецификацию расхода.

2.3 Задание колонны

Перед установкой колонны необходимо решить, какого типа колонну Вы хотите инсталлировать. Тип колонны определяется наличием конденсатора и ребойлера. В ХАЙСИС имеется шесть основных типов колонн.

Основные типы		Описание
колонн
Абсорбер		Только тарельчатая секция
Экстрактор		Только тарельчатая секция
жидкость-жидкость
Абсорбер с		Тарельчатая секция и ребойлер
ребойлером
Абсорбер с		Тарельчатая секция и конденсатор
конденсатором
Ректификационная		Тарельчатая секция, ребойлер и конденсатор
колонна
Трехфазная		Тарельчатая секция, трехфазный конденсатор,
ректификация		ребойлер. Конденсатор может быть

Добавить операцию в расчет можно следующим образом:

1В меню Схема выполните команду Добавить операцию (F12). Откроется окно выбора операции.

2Среди Групп операций выберите Шаблоны колонн.

3Из списка имеющихся колонн выберите нужную.

4Нажмите кнопку Добавить. Откроется окно эксперта ввода колонны.

Подробнее смотрите Раздел 8.3.1 – Эксперт ввода.

ИЛИ

Колонна 2 - 15

1В меню Схема выполните команду Касса объектов (F4).

2Дважды щелкните по соответствующей иконке Сепаратор/3-фазный сепаратор.

Откроется специализированное окно операции Кроме этого имеются готовые шаблоны более сложных колонн:

Шаблон колонны	Описание
Колонна первичной переработки	Тарельчатая секция, конденсатор, 3 боковых
нефти с 3 стриппингами	стриппинга и 3 циркуляционных орошения.
Колонна первичной переработки	Тарельчатая секция, конденсатор, боковой
нефти с 4 стриппингами	стриппинг с ребойлером, 3 боковых стриппинга с
	отпаркой водяным паром и 3 циркуляционных
	орошения.
Основная фракционирующая	Тарельчатая секция, конденсатор, 2
колонна установки	циркуляционных орошения и контур циркуляции
каталитического крекинга в	в нижней части, выполняющий функцию
кипящем слое	закалки. Верхний боковой продукт отбирается
	через стриппинг с отпаркой водяным паром,
	нижний - отбирается непосредственно с
	тарелки.
Вакуумная колонна с водяным	Колонна, имеющая тарельчатую секцию, 2
паром	циркуляционных орошения и зону промывки
	ниже ввода питания. Продукты отбирается
	двумя боковыми отборами.

2.3.1Инспектор ввода

Инспектор ввода - Ваш помощник, который ведет Вас через процедуру инсталляции колонны, обеспечивая правильную последовательность ввода информации. Инспектор ввода имеется для основных типов колонн:

•Абсорбер

•Экстрактор жидкость-жидкость

•Абсорбер с ребойлером

•Абсорбер с конденсатором

•Ректификационная колонна

•Трехфазная ректификация.

Подробное описание необходимой информации для каждого типа колонн приведено в Разделе 2.3.2 – Шаблоны. Инспектор ввода организован таким образом, что Вы должны задать необходимую информацию на текущей странице, только после этого можно будет перейти к следующей странице. Пройдя через все страницы Инспектора ввода, Вы зададите основную информацию, которая требуется для расчета колонны. После Инспектора ввода Вы попадете в специализированное окно колонны, которое дает полный доступ к параметрам колонны.

Обратите внимание, что использование Инспектора ввода не является обязательным. Вы можете включать и выключать использование Инспектора ввода на закладке Расчет в окне Настройки расчета. Если Вы не используете Инспектор ввода, при инсталляции новой колонны Вы попадаете непосредственно в специализированное окно колонны.

Подробнее о настройках расчета смотрите в Главе 12 –

Настройки расчета.

2.3.2Шаблоны

В ХАЙСИС имеется несколько готовых шаблонов колонн, позволяющих непосредственно рассчитывать типовые колонны, обычно применяемые в промышленности. Их наличие упрощает инсталляцию новой колонны.

2 - 16 Колонна

Шаблон колонны содержит модульные операции и потоки, которые необходимы для определения специальной колонны, а также набор принятых по умолчанию спецификаций.

Нажмите <F12>, чтобы вызвать приведенное выше окно, которое позволяет добавить новую колонну. Чтобы увидеть список имеющихся шаблонов колонн, выберите селективную кнопку Шаблоны колонн.

Когда Вы добавляете новую колонны, ХАЙСИС предоставит Вам список имеющихся шаблонов. Просто выберите наиболее подходящий шаблон, задайте необходимую информацию в инспекторе ввода (если он используется) и ХАЙСИС инсталлирует оборудование и потоки в новую подсхему колонны. При этом всем внутренним потокам и оборудованию присваиваются принятые по умолчанию имена, которые затем можно изменить.

Нажав кнопку Доп.оборудование на последней странице Инспектора ввода, Вы попадаете в окно Инспектора ввода дополнительного оборудования, который проведет Вас через процедуру инсталляции боковых отпарных и укрепляющих секций, циркуляционных орошений и паровых байпасов.

В дополнение к базовым шаблонам колонн, которые имеются в ХАЙСИС, Вы можете создать собственные шаблоны колонн.

Основные соглашения

Тарельчатая секция, конденсатор и ребойлер рассматриваются как отдельные модульные операции. Конденсатор и ребойлер не входят в число тарелок, они рассматриваются отдельно от тарельчатой секции.

Ниже приведены соглашения, используемые для определения и описания основных колонн.

Компоненты колонны	Описание
Тарельчатая секция	Представляет собой последовательность равновесных
	тарелок. Тарелки нумеруются от 1 до N.
Тарелки	Тарелки нумеруются сверху вниз или снизу вверх, в
	зависимости от Вашего выбора. При нумерации сверху
	вниз, верхняя тарелка - 1, нижняя - N. Схема нумерации
	тарелок задается на странице Соединения закладки
	Данные специализированного окна колонны.
Верхний паровой	Для абсорбера и абсорбера с ребойлером верхний
продукт	паровой продукт - это пар, покидающий верхнюю тарелку
	тарельчатой секции. Для абсорбера с конденсатором и
	ректификационной колонны верхний паровой продукт - это
	пар, покидающий конденсатор.
Верхний жидкий	Для абсорбера с конденсатором и ректификационной
продукт	колонны верхний жидкий продукт - это дистиллят,
	покидающий конденсатор. У абсорбера и абсорбера с
	ребойлером нет верхнего жидкого продукта.

Колонна 2 - 17

Кубовый продукт	Для абсорбера и абсорбера с конденсатором кубовый
	продукт - это жидкость, покидающая нижнюю тарелку
	тарельчатой секции. Для абсорбера с ребойлером и
	ректификационной колонны кубовый продукт - это
	жидкость, покидающая ребойлер.
Конденсатор	Конденсатор представляет собой объединение
	холодильника и ступени разделения и в ХАЙСИС он не
	рассматривается как тарелка.
Ребойлер	Ребойлер представляет собой объединение нагревателя и
	ступени разделения и в ХАЙСИС он не является тарелкой.

Заменяемые спецификации

Заменяемые спецификации являются величинами, которые алгоритм сходимости должен получить в результате расчета. Когда Вы выбираете шаблон колонны, или при добавлении оборудования ХАЙСИС, выберет переменные, которые примет в качестве спецификаций. Вы можете использовать именно эти спецификации, либо заменить их на другие, более подходящие для Вашей задачи.

Принятые по умолчанию заменяемые спецификации зависят от выбранного типа колонны. Для четырех основных типов колонн эти спецификации представляют собой комбинацию следующих параметров:

•Расход верхнего парового продукта

•Расход дистиллята

•Расход кубового продукта

•Флегмовое число

•Расход флегмы

Заданные спецификации можно использовать как в качестве спецификаций, так и в качестве оценок.

В имеющихся в ХАЙСИС шаблонах колонн имена присвоены только внутренним потокам (т.е. потокам, которые связывают отдельные элементы подсхемы колонны). Например, поток флегмы имеет имя Reflux, он является внутренним потоком, потому что он является продуктом конденсатора и питанием тарельчатой секции.

Давление в тарельчатой секции, конденсаторе и ребойлере можно задать в любое время на странице Давление специализированного окна колонны.

Следующие разделы описывают параметры, принимаемые по умолчанию в качестве спецификаций для каждого типа колонн.

Абсорбер

Шаблон абсорбера содержит только тарельчатую секцию и два продуктовых потока - пар сверху и жидкость снизу.

У абсорбера нет спецификаций. Условия и состав потоков питания, а также давление в колонне, полностью определяют состав и условия продуктов.

Шаблон экстрактора жидкость – жидкость аналогичен шаблону абсорбера.

Остальные шаблоны колонн имеют дополнительное оборудование, и поэтому требуют задания спецификаций.

Подробнее см. раздел

2.4.1 – Закладка Данные, страницы

Монитор и

Спецификации

2 - 18 Колонна

Абсорбер с ребойлером

Шаблон абсорбера с ребойлером состоит из тарельчатой секции и кубового ребойлера. В шаблоне появляются два дополнительных потока, соединяющих ребойлер с тарельчатой секцией.

При инсталляции абсорбера с ребойлером число спецификаций увеличивается на одну по сравнению с абсорбером. По умолчанию в качестве спецификации используется расход пара сверху колонны.

Абсорбер с конденсатором

Шаблон абсорбера с конденсатором состоит из тарельчатой секции и конденсатора (парциального или полного). В шаблоне появляются дополнительные потоки, соединяющие конденсатор с тарельчатой секцией.

При инсталляции абсорбера с парциальным конденсатором число спецификаций увеличивается на две по сравнению с абсорбером. По умолчанию в качестве спецификаций используется расход пара и расход жидкости (дистиллята) из конденсатора. При инсталляции

абсорбера с полным конденсатором, добавляется одна спецификация, поскольку отбора пара из конденсатора нет.

Расход пара или жидкости из конденсатора можно задать равным нулю, это приводит к трем различным комбинациям этих двух спецификаций. Каждая комбинация спецификаций определяет набор рабочих условий. Три возможных конфигурации абсорбера с конденсатором приведены ниже:

•Парциальный конденсатор с отбором пара и без отбора жидкости (дистиллата)

•Парциальный конденсатор с отбором пара и с отбором жидкости (дистиллата)

•Полный конденсатор (с отбором дистиллата и без отбора пара)

Ректификационная колонна

Шаблон ректификационной колонны представляет собой колонну с конденсатором и ребойлером. Оборудование и потоки, появляющиеся в шаблоне ректификационной колонны, являются комбинацией оборудования и потоков из шаблонов абсорбера с ребойлером и абсорбера с конденсатором.

Флегмовое число

При наличии в колонне и конденсатора, и ребойлера необходимо задать три спецификации в случае парциального конденсатора или две - в случае полного конденсатора. По умолчанию третьей спецификацией принимается флегмовое число (в дополнение к отборам жидкости и пара сверху колонны).

Флегмовое число определяется как отношение расхода жидкости, возвращаемой в тарельчатую секцию, к общему расходу парового и жидкого продуктов. Если есть отбор воды сверху, то расход этого потока не учитывается.

Абсорбер конденсатором и ректификационная колонна могут иметь полный или парциальный конденсатор. Выбор парциального конденсатора требует

Колонна 2 - 19

задания трех заменяемых спецификаций, в то время как полный конденсатор требует задания только двух спецификаций.

Давление в колонне, по существу, так же является заменяемой спецификацией, в том смысле, что Вы можете задать давление на любой тарелке.

Обратите внимание, давление не меняется в процессе расчета колонны.

В следующей таблице приводится сводка заменяемых спецификаций, принятых по умолчанию для основных шаблонов колонн.

Шаблоны	Отбор пара	Отбор жидкости		Флегмовое число
Абсорбер с ребойлером	Х
Абсорбер с полным		Х
конденсатором
Абсорбер с парциальным	Х			Х
конденсатором
Ректификационная колонна		Х		Х
с полным конденсатором
Ректификационная колонна
с парциальным
конденсатором	Х	Х		Х

Трехфазная колонна

Выбрав шаблон трехфазной ректификации, Вы получите возможность выбрать один из основных типов колонн, аналогичных двухфазным колоннам: абсорбер, абсорбер с дефлегматором или ребойлером или полную колонну. В основном задание трехфазной колонны совпадает с заданием одного из описанных выше шаблонов.