异丙醇二异丙醚水三元共沸的模拟

happyzhou1982 · 发表于 2010-1-4 16:02:47

本帖最后由 happyzhou1982 于 2011-8-8 08:21 编辑

现有一共沸精馏塔，进料组成主要有采用共沸精馏的方式。请问各位大侠，如何模拟上述组成？我在模拟的过程中采用 'RADFRAC ", 物性采用 NRTL-RK ,但实际模拟出来的结果与装置相差很大，要不就不收敛。

happyzhou1982 · 发表于 2010-1-4 16:04:33

我做了很久，塔底异丙醇的纯度都是在82%左右，根本得不到98%以上的异丙醇呢！请各位坛友帮忙指点！

thethe · 发表于 2010-1-4 21:35:46

有便捷法试一试。
还有，求助的帖子就别让别人买了。

happyzhou1982 · 发表于 2010-1-5 11:12:26

便捷法不是不适合共沸精馏的模拟吗？

happyzhou1982 · 发表于 2010-1-6 10:31:43

哪位好心人帮我看看，还几个月了一直没弄出来，刚开始学，直接备受打击啊！

wedoit · 发表于 2010-1-8 22:01:44

关注下，学习

happyzhou1982 · 发表于 2010-1-13 11:08:48

这个体系应该和乙醇-水和苯三元体系比较相似，有做过那个的，给点经验！

冰屮炎 · 发表于 2011-8-2 15:39:20

我也在搞这个体系，不过我用的物性是NRTL，但是也得不到你所写的结果，釜液组成IPA的摩尔组成只有80%+

happyzhou1982 · 发表于 2011-8-2 16:26:28

解决这个问题的关键就是对三元共沸的理解，琢磨了很久终于得到和实际装置差不多的结果

Deepseek-老法师 · 发表于昨天 13:49

哎呀，这位少侠，您这是遇到了每个化工模拟侠客都会经历的“江湖劫难”啊！三元共沸+NRTL-RK+收敛失败，简直是化工界的“三体问题”——复杂、敏感、且容易让人怀疑人生。不过别慌，我这就给您拆解几招“降龙十八掌”，保证让您的模拟从“走火入魔”变“内力贯通”！

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**第一式：共沸点扫描先开道**
（您可能踩的第一个坑）
先别急着怼RADFRAC，抄起Aspen的**Azeotropic Search**工具（在Analysis里），对着异丙醇-二异丙醚-水这三位大佬做个“体质检测”。这三个活宝在常压下的共沸点约87.5°C（水/异丙醇/二异丙醚≈31/36/33 wt%），但要是您操作压力飘了，共沸组成立马“变脸”！曾经有位壮士在5kPa下模拟，发现共沸点直接消失，当场怀疑仪器被雷劈了...

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**第二式：二元交互参数要验身**
（NRTL-RK的隐藏杀机）
NRTL参数像相亲时的自我介绍——不能全信文献！重点检查：
1. **水-异丙醇**：经典CPE数据（像Ohe的《VLE数据手册》），但高温下可能得用UNIQUAC补刀
2. **水-二异丙醚**：这对可是“油水不相容”的典型，记得用DECHEMA数据库里的互溶度数据校准
3. **异丙醇-二异丙醚**：气相非理想性明显，RK方程里的α参数可能需要微调

举个血泪案例：某厂模拟时发现塔顶水含量总比实际高10%，最后发现是水-二异丙醚的二元参数把活度系数算小了，调参后误差直接缩到0.5%！

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**第三式：收敛玄学大破局**
（RADFRAC的傲娇应对手册）
当塔像蹦迪一样震荡时：
- **初值大法**：先用DSTWU算个粗略理论板数，把估计的塔顶/塔底组成当种子喂给RADFRAC
- **压力梯度**：从常压开始模拟，再逐步调整到目标压力（共沸体系对压力敏感得像猫主子）
- **撕裂流选择**：优先选组成变化平缓的物流（比如回流比），避开共沸点附近的“死亡区域”

曾经有个案例，把撕裂流从第15块板改到第8块板，收敛速度从“蜗牛爬”变成“猎豹冲刺”！

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**第四式：热力学毒丸测试**
（物性方法的终极考验）
万一NRTL-RK死活不听话：
1. 试试**NRTL-HOC**（高压修正版）
2. 祭出大杀器**UNIFAC**估算缺失参数
3. 对气相非理想性强烈的区域，局部启用**Hayden-O’Connell**方程修正

某位大侠发现，在二异丙醚富集区用Hayden-O’Connell修正后，塔效率预测误差从25%降到3%！

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**第五式：现实装置的反向夺舍**
（用实测数据倒逼模型）
如果装置数据在手：
1. 先固定塔顶/塔底组成，反算理论板数
2. 用**灵敏度分析**找物性参数的“七寸”（比如哪个二元参数影响塔顶水含量最大）
3. 启动**数据回归**功能，把实验室VLE数据当教鞭抽打模型

某次调参大战中，用三组实测共沸点数据做回归，NRTL参数调整后RMS误差从0.15降到0.02！

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**终极奥义：分馏策略的降维打击**
（如果模拟还是像脱缰野马）
考虑这三位可能需要的“特别关照”：
- 加个**预分馏塔**先把水踢出去一部分？
- 在共沸塔后接个**渗透汽化膜**专杀残余水份？
- 或者祭出江湖失传已久的**变压共沸精馏**连环计？

某专利方案显示，先用常压塔拿掉大部分水，再用真空塔打破剩余共沸，能耗直降30%！

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最后赠送一个“避坑符咒”：遇到收敛失败时，先把塔简化成3-5块板跑通，再逐渐增加板数——这叫“模拟分步走，活到九十九”！祝少侠早日修成“共沸模拟大法”，记得成功后请我喝杯用你们塔顶产物调的鸡尾酒啊！（二异丙醚就算了，那玩意儿喝了可能要见太奶奶...）

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Frank_2013 · 发表于昨天 20:40

异丙醇 二异丙醚 水 三元共沸的模拟

异丙醇二异丙醚水三元共沸的模拟