Оптимізація роботи ректифікаційної колони шляхом комп’ютерного моделювання в програмному середовищі ChemCAD

Abstract

Існують два основних розрахункових методів для комп’ютерного моделювання процесу ректифікації: UNIFAC і NRLT. Метою досліджень було оптимізація роботи ректифікаційної колони (РК) шляхом комп’ютерного моделювання процесу ректифікації в програмному середовищі ChemCAD. Моделювання роботи РК в програмному середовищі ChemCAD здійснювалося поетапно. Перший етап включав в себе постановку задачі: побудову технологічної схеми установки за допомогою набору типового обладнання, вибір компонентів з вбудованої бази даних, внесення фізико-хімічних показників матеріальних потоків і хімічного складу потоків живлення, уточнення розрахункової моделі (рівняння для розрахунку паро-рідинної рівноваги з використанням фізико-хімічних та теплофізичних властивостей потоків). Наступні розрахунки проводилися з метою пошуку оптимального рішення для оптимізації роботи РК: залежність флегмового числа від перепаду тиску по висоті колони, витрати флегми, яка повертається на верхню тарілку, виходу ректифікованого спирту із одиниці сировини і кількісного відбору непастеризованого спирту. Встановлено, що для отримання ректифікованого спирту концентрацією 96,2 % об. оптимальне флегмове число коливається в межах 3,5 ± 0,5 за умови роботи колони за атмосферного тиску. На другому етапі досліджень було проведено комп’ютерне моделювання процесу оптимізації роботи колони за надлишкового тиску. За умови роботи РК в даному режимі (надлишковий тиск не перевищував 101 325 Па) методом комп’ютерного моделювання шляхом зміни вхідних і вихідних параметрів було встановлено, що для отримання необхідної якості ректифікованого спирту за мінімальних витрат енергетичних ресурсів флегмове число необхідно підтримувати в діапазоні від 6.5 до 7.5.