11.08
热力学方法的选择至关重要，介绍最基本概念从应用角度讲；后面讲一些单元过程：闪蒸过程（包括一些基本概念，特殊的像逆向冷凝( 温度越高气相量越少，有两个泡点)和逆向汽化）和蒸馏过程（一些基本概念和节能方法）；流程迭代和收敛方法；特殊的流程模拟计算过程。
一、 热力学方法讲座。
低温甲醇洗系统：体系极性物质比较多，pro/ii 没有合适的热力学方法，与实际的设计相差太远，像有一个塔的塔釜温度；需要特殊的软件包才行。
一些极性强的物系通用模拟软件很难计算的很准。
需要把计算的数据与实际数据去比较看是否正确。
1、 热力学方法概述。
分离过程计算。
换热器设计和核算要求焓值和其他性质计算。
压缩机膨胀机设计要求熵值及其他性质计算。
塔水力学计算、管线阻力降、直径计算。
2、热力学方法应用步骤。
1 确定物系的性质：极性或非极性物质。
水、醇、酸、酮、醛、酯等都是极性物质。
2 选择适合物系的正确热力学模型。
非极性-状态方程法或通用关联式法。
极性物质-活度系数法。
确定该物系的关键二元对。
核实该关键二元对的相互作用参数。
估算缺少的其他二元对的相互作用参数：自己找数据或用缺省的（不准），pro/ii 现在可以通过自己的实验数据（相平衡数据等）来回归，有这个功能。
什么是相平衡常熟？
定义： k=yi/xi 是温度压力的函数。
状态方程：pv=rt
参考： 低压（绝压小于2atm）轻烃类混合物的气象可以认为是理想气体；中压（15-20），-的气象可以认为是理想溶液，但不是理想气体；高压下非理想。
对于实际体系，需采用逸度、逸度系数等。
实际体系相平衡常熟计算的三类方法。
1、非极性物质：
状态方程法 ki=yi/xi= 用来算逸度系数。
srk方程对于氢气误差很大，pr方程，比srk还要准确；这两个是烃系统计算比较好的方程。
2、极性物质：
液体活度系数模型。
液相：活度系数模型；气相：状态方程。
液体活度系数模型：
margules(1895)
van laar(1910)
wilson(1964)(现仍在使用，只能用于气-液系统)
non-random two-liquid (nrtl)(1968)（可用于气-液-液）
regular solution(1975)(准确性不高)
uniquac(1975)(准确性也不很好)
unifac(1975)(基团贡献法，应用较多，不需要任何的二元交互作用参数)
有一本书：气体和液体的性质，英文版，比较好。
首选nrtl方程，其次可以选择wilson方程，再不行用unifac方程。
nrtl优点：
有效的关联化学品系统在低压下的性质。
容易使用无限稀释活度系数数据。
可根据基团贡献进行**。
许多物系的二元相互作用参数可从dechema丛书（有四十几册）中查出。dechema出了光盘版，总共需六七十万欧元，可购买部分数据库。
局限性：只能用于液相；
可用的温度压力范围很窄（常压附近，实验数据的温度，一定注意）；
对超临界组分许采用亨利常数。
无法计算紧接或在临界点时的k
计算其他热力学性质时无一致性。
unifac 不使用多官能团和分子量大于400的物质以及无法**异构化的影响。
活度系数模型需要实验数据模型，用来确定二元交互作用参数。
超临界组分采用亨利定律处理。
当选择亨利定律后，对于组分t《400k，会自动使用亨利定律，用户可以定义溶质组分。
rro/ii 包括了 nrtl和 uniquac方程的大量二元相互作用参数的数据库，是从dechema数据库回归而得。应注意适用的温度压力范围。
rro/ii 包括了衡沸物质的数据库，他可以采用“fill-in” 功能，产生缺少的二元交互作用参数；（准确性不一定好）
除unifac和regular solution 外，所有其他方法均须二元参数。
推荐： 非理想体系 nrtl， with fill=azeotrope，unifac
含离子系统 electrolytes
强酸 nrtl
3、通用关联式模型 （非极性物质）
2023年以前。
kdatabk10(1960) 常减压系统用的比较多，催化分馏塔也可以。
chao-seader(1961) 在六十年代很有名，在某些炼油装置中模拟结果与实际很符合，如fcc系统等。
chao-seader-erbar-extension 用的人不多。
grayson-street（1963）
grayson-street-erbar-extension
improved grayson-street
水的处理。严格的vlle 气液液三相计算几乎是不可能的。
特殊的数据包，要注意1、适用的压力、温度范围；2、浓度范围3、组分的要求。
低温系统 bwr 8参数方程。
pro/ii 只对于气液平衡分离过程做的比较好，对于气固、液固分离算得不好，对于反应系统也不很好。
iec英文期刊：气液平衡数据。
单元过程。闪蒸： dew point ** isentropic 等熵过程。
duty=0 为绝热闪蒸，相当于节流阀，一般物料进塔前经过节流阀减压至塔压进塔（等焓节流）
逆向冷凝、逆向气化两种特殊现象。
蒸馏塔类型。
常规蒸馏塔。
复杂塔 吸收塔。
蒸出塔，解吸塔 stripper
再沸吸收塔 reboiled absorber
萃取蒸馏塔。
恒沸蒸馏塔。
塔的通用平衡级和模型方程组。
塔模型的独立方程数和独立变量数。
对于一般的塔模型，模型方程组里面有两个q，计算之前很难给出，所以之前就要用变量替换的方法给出两个specifications，来替换两个q。
在算法里面，如果用 inside-out 不收敛，可以先换一下 sure 法，看能否收敛。
如果是极性比较强的， 萃取、恒沸精馏等，不容易收敛的，可以用chemdist试试。
ratefrac 是基于速率的方法，包含了塔的类型。
塔的初始参数很重要，给的不好就会很难收敛。
当采用 i-o 和 sure 没有收敛时，可以调整convergence data 里面的参数。damping factor 不要小于0.6，否则计算很慢也不见得收敛。
塔工艺参数的相互影响。
当进料位置不当时，回流比增加，冷凝器、再沸器负荷增加，分离精度下降。
工艺规定的收敛难易：
易：回流比+ 采出量。
回流比+温度。
不易：温度+采出量。
温度+分离要求。
采出量+分离要求。
两个分离要求。
如果实际塔内某一层板出现干板，则可在规定时，规定这一块板的流量（可以稍微规定的大一些），强制塔在此收敛。
塔板效率的计算。
murphree效率（实验研究用的比较多，设计计算用的比较少）
实际塔板上物料进出口浓度差与达到平衡时浓度差之比：
全塔效率： 在一定回流比和要求之下，所需理论板数与实际板数之比。
1、 drickaner-bradford 法。
e0=0.17-0.616log（u）
2、 o‘connell方法 （用的最多）
e0= 49-0.25
u-塔顶底平均温度下进料的黏度。
a—轻重关键组分的平均相对挥发度。
3、其他方法。
aiche方法（1958）
winckle方法 （1963）
吸收塔的效率最低，大约只有10-30%；解吸塔和吸收蒸出塔在30-45之间；一般的塔在60—90%之间。由于物系的非理想性，有些情况下效率大于100%,一般按60-90%考虑，也就是说每块实际板相当于一块多理论版。
说明书页有常压塔不同段效率表。
精馏段和提馏段的划分。
原则：塔内气液相流量相减，若塔段具有净的向上的流量，则为精馏段；若塔段具有净的向下的流量，则为提馏段。（来自国外一些教科书、参考书）
最佳进料板位置的选择：
如果进料板以下出现一段恒浓区，则表明提馏段过多了，进料板需要下移。
选中print option---plot column rusult—separation factor-profiles
可看出进料板附近又没有恒浓区。（粗略看一下是否合适）
灵敏度分析和工况研究可以分析出最佳进料板位置：input---case study parameter（工况研究）
塔板水力学的计算。
flooding factor 液泛因子。
蒸馏塔的节能方法。
1、 进料板位置，回流比的选择。
2、 进料状态：对于塔顶产品占主要比例的蒸馏塔，尽可能采用全气相进料；对于塔釜产品占主要比例的蒸馏塔，气相进料并不节能。
3、 中间再沸器和中间冷凝器。 中间冷凝器一般放在精馏段，中间再沸器放在提馏段。加热介质和冷剂品味的降低，会节能、降低成本。中间再沸器在乙烯装置中应用很多。
4、 热泵蒸馏。近些年应用不多，应用场合受到限制，分离介质要求较高。
5、 热耦蒸馏：可以用来分离三元组分，比常规塔节能30%
6、 无冷凝器和再沸器的蒸馏塔。精馏段在提馏段内部，精馏段加压，通过塔壁传热，节能60%。目前日本已经中试成功。
流程的迭代及收敛问题。
循环系统，如果返回物料超过进料量的两倍则要提前给初值，否则很难收敛。
反馈控制器。
控制参数的数值必须控制。
控制目标的数值不得固定。
软件例题中有丙烯精馏塔的例题 p1_c3_splitter
换热器计算
计算器。中间变量 v数组。
r数组为希望打印出来的。
虚拟物流不做物料平衡，可用来进行泵、换热器等的计算。
优化器的计算。
石油馏分的计算。
5%点和95点比较准，初馏点和终馏点拟合不准。
轻组分一般也要给出，这样计算比较准确。c6和比它低的都按轻组分处理。
数据回归： input—regress data
轻组分一般也要给出，这样计算比较准确。c6和比它低的都按轻组分处理。
fcc吸收稳定系统与气分装置联合优化技术开发。
1、 取消气体分馏装置中的脱乙烷塔。
2、 丙烯**率提高到98%以上。
3、 优化催化装置，吸收稳定系统中丙烯浓度低于1%
4、 广石化两套气分装置改造后年经济效益净增800万元。两套32万吨气分。
培训班高分笔记
1 礼记 学记 是故学然后知不足，教然后知困。知不足然后能自反也，知困然后能自强也。故曰教学相长也。孔子的教育主张包括 bce a 兼爱b 学而不思则罔，思而不学则殆 c 有教无类d 教学相长e 不愤不启，不悱不发。解析 教学相长 是 学记 提出的。兼爱 是墨家思想，2杨贤江写的 新教育大纲 是我国...
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6月25日 27日，按照单位安排，参加了山东省企业培训考试中心举办的高级企业培训师培训班。说心里话，参加这个班对我是有压力的，毕竟我不是专职从事培训工作的人员，参加这样的高级培训班，有些担忧对理论领悟不好，对技能学习不到位。我带着这样的忧虑开始了三天的学习。开班伊始，培训中心的张珍主任首先将中心的情...
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