Ismerkedés az UniSim-mel (2)

1. Ismerkedés az UniSim-mel (2) Gyakorlatot tartja Kunovszki Péter thekanz@freemail.hu

2. Hol tartunk eddig? • Remélem, mindenki megtalálta a múlt órán készített fájlját. • Metanolüzemet modellezünk, elhelyeztük a reaktort, elkészítettük a termék-reaktáns szétválasztást, bekötöttük az elreagálatlan reaktánsokrecirkulációját. • Szerencsénk van, a termék elválasztás nem fog visszahatni a reaktorra. (Ez nem mindig van így.)

3. Tekintsük meg, mit kell feldolgozni! • Liq Products • Temperature: 40 °C • Pressure: 2850 kPa • Molar flow: 32,91 kmol/h • Composition: • Methanol: 49,6 n/n% • H2O: 49,8 n/n% • CO2; H2 <1n/n% (Ettől még el kell majd bánni velük)

4. Mi jön most? • Az áramunk metanolt és vizet tartalmaz, csak desztillációval választhatjuk őket szét. • A desztilláló oszlopba nem célszerű jóval a forrpont alatti folyadékot bevezetni, ezért elő kell melegíteni az áramunkat.

5. Distpreheater– melegítő (heater) • Inlet: Liqproducts • Outlet: Todistill • Energy: Preheatduty • Az áram hőmérséklete legyen 160 °C, nyomása 1000 kPa! (Worksheet, vagy közvetlenül)

6. A desztilláció tervezése nem egyszerű feladat • Hány szabad változónk van? (És így még csak a kimenetekkel foglalkoztunk) • Hány egyenlet teremt ezek között kapcsolatot? • anyagmérleg: • komponensmérleg: • Tehát két szabadsági fokunk maradt.

7. A szabadsági fokok lekötése • A termék metanol max. 1 m/m% vizet tartalmazhat • A gyártott metanol minimum 96 %-át nyerjük ki a termékben. • Ez a két feltétel független egymástól, tehát több megkötéssel nem élhetünk. • (Még nem foglalkoztunk a tányérszám-refluxarány kérdéssel)

8. Dist col – desztilláló oszlop(distillationcoloumn) • Sok mindent kell beállítani, nem kell megijedni • Tányérszám beállítása az oszlop rajz közepén: n = 20 • Inlet: Todistill; 15_Main TS (azaz a 15.tányérra) • Condenser: Partial • Condenserenergy: Condduty • Ovhdoutlets: Uncondensed (felső), Methanol (alsó)

9. Reboilerenergy: Reboilerduty • Bottomsoutlet: Water • Most tudsz Next-et nyomni • Condenserpressure: 1000 kPa • Reboilerpressure: 1100 kPa • Next, Next, Done • Meg lehetne adni közvetlenül az üzemelési körülményeket, de most azt szeretnénk, hogy a megadott kikötéseink szerint számoltassanak ki.

10. Kikötések megadása • Oldalt – monitor: • Először is az Active-okat kapcsoljuk ki • Új kikötést az Add spec gombbal adunk meg • Columncomponentrecovery (egy bizonyos komponens mekkora része jöjjön ki a fej vagy fenéktermékben) • Name: MeOHrec (ezekkel egy ideig el fogunk bíbelődni, szóval nem árt, ha jól beazonosítható nevet adsz neki)

11. Draw: Methanol@COL1 (Fontos! Itt csak név a metanol, a rendszer még nem tudja, hogy tényleg a metanolra gondoltunk) • Specvalue 0,96 (ez felel meg a 96%-nak) • Components: Methanol • Figyelem! Tényleg följebb adod meg, hogy mennyit, és csak alatta, hogy miből. Erre figyelj nagyon, mert később szerintem nem egy csapatnak lesz ebből gondja. • Egyből Active-ra tette a rendszer

12. Második kikötés • Columncomponentfraction (egy komponens aránya mekkora legyen egy bizonyos helyen) • Alapvetően tányérra van állítva, de mi most a termékben néznénk, így alul állítsuk át Stage-rőlStream-re! • Name: Waterinprod • Draw: Methanol@COL1 • Basis: Massfraction

13. Specvalue: 0,01 • Components: Water • Ezzel ez is Active lett. • Ha most megnézzük az ablak jobb alsó sarkát, még mindig maradt 1 szabadsági fokunk. • Persze, mert a nem kondenzálódó gázok elvezetése miatt plusz egy kivezetést kötöttünk be. • Ezt kell még megoldanunk.

14. Nem kondenzálódó gázok elvezetése • Nézzük meg, mennyi ilyen gáz megy be az oszlopba! • Todistill áram – Composition (oldalt) • Basis gomb – átállítjuk, hogy a móltörtek helyett moláramokat mutasson: Moleflows • Összesen kb 0,17 kmol/h nem kondenzálódó gázunk van. • Lépjünk vissza a desztilláló oszlopba!

15. Columndrawrate (mennyi az összes elvétel egy áramban) • Name: Uncondensed • Draw: Uncondensed@COL1 • Flow basis: Molar • Specvalue: 0,17 • Ezzel az értékkel lehet kicsit játszadozni, a cél az, hogy a kondenzátor hőmérséklete ne legyen irreálisan alacsony, és persze a metanol jó része ne jusson az Uncondensed-be.

16. A desztilláció számolása • Eddig az oszlop számítása le volt állítva. • Ha az összes szabadsági fokot lekötöttük, akkor nyomjuk meg a Run gombot az ablak alján. • Remélhetőleg konvergált. • Methanol: • 478 kg/h, 97,9 n/n%-os

17. Kitárolási hőmérséklet • A (mellék)termékeknek kezelhető nyomáson és hőmérsékleten kell elhagyniuk az üzemet. • Legyen ez most légköri nyomás (100 kPa) és25 °C! • Ezekkel majd a projektmunka során is törődni kell annak ellenére, hogy nem ez adja a költség jelentős részét.

18. MeOHcooler – hűtő (cooler) • Inlet: Methanol • Outlet: ToMeOH tank • Energy: MeOHcooling • Az áram hőmérséklete legyen 25 °C, nyomása 100 kPa! (Worksheet, vagy közvetlenül)

19. WW cooler – hűtő (cooler) • Inlet: Water • Outlet: WasteW • Energy: WW cooling • Az áram hőmérséklete legyen 25 °C, nyomása 100 kPa! (Worksheet, vagy közvetlenül)

20. Ezt csináltuk ma

21. Ez pedig a teljes üzemmodell

22. Elkészültünk! Köszönöm az együttműködéseteket!