2.4. Выбор термодинамических моделей

Термодинамические свойства потоков определяются заданием любых двух параметров из следующих: температура, давление, доля пара и энталь-пия. Чтобы получить точные результаты расчетов, необходимо выбрать метод, наиболее подходящий для данной химической системы. Выбор термодинамических моделей сводится преимущественно к выбору пригод-ных методов расчета констант фазового равновесия, энтальпии, энтропии, плотности, а в ряде задач и вязкости, теплопроводности и поверхностного натяжения содержимого потока. ChemCad содержит примерно 40 методов расчета констант фазового равновесия с различными вариантами и около 12 способов расчета энтальпии. Для выбора термодинамических методов используются команды меню ThermoPhisical (Термофизика): K-Value (Константа фазового равновесия, рисунок 8) и Enthalpy (Энтальпия, рисунок 9), доступные в режиме Mode: Simulation (Режим: Моделирование).

Рисунок 8 – Установка параметров расчета константы равновесия

Рисунок 9 – Установка параметров расчета энтальпии

В данном расчете выбирается термодинамический метод расчета, константы фазового равновесия и энтальпии – SRK.

2.5. Построение технологической схемы

В соответствии с заданием в состав технологической схемы входят три теплообменных аппарата (испаритель питания, охладитель потока дистил-лята и охладитель потока кубового продукта) и простая тарельчатая ректи-фикационная колонна (кипятильник и дефлегматор входят в состав). Входящие и выходящие потоки обозначаются специальными стрелками. Технологическая схема процесса представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 – Технологическая схема процесса

В данном проекте используются теплообменные аппараты типа «Heat Exchanger #5» и колонный аппарат типа «Shortcut Column».

Перечень потоков:

1 – исходная смесь;

2 – исходная смесь при температуре кипения;

3 – дистиллят;

4 – кубовый продукт;

5 – охлажденный дистиллят;

6 – охлажденный кубовый продукт;

7 – греющий пар;

8 – конденсат греющего пара;

9, 11 ­– охлаждающая вода;

10, 12 – стоки воды.

2.6. Задание параметров потоков питания

Термодинамическое состояние потока определяется любыми двумя параметрами из трех следующих: температуры, давления и долей пара; обычно задаются температура и давление. При задании всех трех параметров ChemCad выводит сообщение об избыточном определении потока. Для каждого потока питания нужно задать расход по всем веществам, включенным в список компонентов, либо задаться суммарным расходом компонентов и их концентрациями.

Если в схеме присутствуют рецикловые (разрываемые) потоки, то для расчета схемы используется итерационный процесс. В этом случае задание начальных приближений параметров разрываемых потоков не обязательно, программа принимает в их качестве нулевые значения. Однако удачный под-бор отличных от нуля начальных приближений может ускорить сходимость. Задание параметров потока можно выполнить следующими способами: дважды щелкнуть левой клавишей мыши на интересующем потоке; исполь-зовать команду контекстного меню Edit Unit Op Streams (Редактирование потоков единицы оборудования) для задания параметров потоков выбранной единицы оборудования; с помощью команд меню Specifications (Спецификации). Задание параметров потоков выполняется в режиме Mode: Simulation в окне Edit Streams

Команда Select Streams меню Specifications (Выбор потоков) позволяет выбирать интересующие потоки технологической схемы. После выполнения команды на экран выводится окно Select Streams для ввода ID номера потока. Этот номер можно либо непосредственно ввести в поле, либо щелкнуть левой клавишей мыши на нужном потоке, и его номер появится в поле окна. После нажатия кнопки ОК на экран выводится окно Edit Streams (Редактирования потоков). Данные можно редактировать и удалять. Кнопка Flash (Испарение) используется для расчета испарения параметров состава, температуры и давления. Кнопка CompList (Список компонентов) выводит на экран текущий список компонентов. Окно Edit Streams может охватывать все выбранные на технологической схеме потоки. После определения всех параметров потока нажимается кнопка ОК.

Все последующие команды меню Specifications, относящиеся к зада-нию параметров потоков, выполняются аналогично команде SelectStreams и позволяют:

– Feed Streams (Потоки питания) автоматически выбратъ все потоки питания технологической схемы;

– Cut Streams (Разрываемые потоки) редактировать разрываемые потоки технологической схемы;

– Сорy Stream (Копирование потока) копировать все данные, относящиеся к одному потоку, в другой поток. Для этого надо в окне Copy Stream (Копируемый поток) в полях Copy Stream to (Копировать поток в) ввести, соответственно, номера исходного потока и потока, в который будут копироваться данные;

– Select Cut Streams (Выбрать разрываемые потоки) переопределить разрыва-емые потоки технологической схемы;

– Reset Cut Streams (Восстановить исходные разрываемые потоки) восста-новить исходные номера и состояние разрываемых потоков.

Для ввода параметров, указанных в задании следует воспользоваться командой Feed Streams (Потоки питания) (рисунок 11) и заполнить форму, как показано на рисунке 12.

Рисунок 11 – Вызов окна ввода параметров входящих потоков

Рисунок 12 – Задание параметров входящих потоков