Chem CAD在乙炔冷卻工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

凌林

（蕪湖融匯化工有限公司技術(shù)開發(fā)中心，安徽蕪湖241022）

Chem CAD是一個(gè)功能較強(qiáng)的化工計(jì)算機(jī)模擬軟件，可通過(guò)運(yùn)算模擬裝置的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)運(yùn)行，為工藝開發(fā)、工程設(shè)計(jì)以及優(yōu)化操作和技術(shù)改造提供理論指導(dǎo)。

化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)需進(jìn)行大量的物料衡算和能量衡算，它們是化工工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。手工計(jì)算計(jì)算量大，所需物性參數(shù)多，耗時(shí)長(zhǎng)，而采用Chem CAD對(duì)乙炔冷卻塔冷卻過(guò)程進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬，可快速、準(zhǔn)確地獲得所需相關(guān)物料和能量衡算的數(shù)據(jù)，為工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供了可靠的依據(jù)。

1 工藝流程和工藝參數(shù)

7000Nm3/h乙炔裝置中，從乙炔發(fā)生器出來(lái)的乙炔氣體溫度在87℃左右，為保證其在進(jìn)入乙炔壓縮機(jī)前溫度降至30℃以下，需通過(guò)在填料冷卻塔內(nèi)使其和水進(jìn)行直接逆流接觸來(lái)降溫冷卻。所需水的量，不僅會(huì)影響填料塔的管口設(shè)計(jì)，還會(huì)牽涉到冷卻塔泵的選型。

2 熱力學(xué)模型和模擬結(jié)果

選擇的數(shù)學(xué)模型是否恰當(dāng)，將直接影響所計(jì)算物性的準(zhǔn)確程度，進(jìn)而影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

工藝流程模擬所選用熱力學(xué)模型“Ideal Vapor Pressure”，焓值的計(jì)算方法為“SRK”模型方程。

采用 Chem CAD中的“SCDS”(嚴(yán)格精餾塔)模塊，進(jìn)入塔內(nèi)的水量分別為120m3/h、150m3/h，模擬運(yùn)行后，比較水出塔后的溫度。經(jīng)Chem CAD化工模擬軟件對(duì)乙炔冷卻塔冷卻過(guò)程穩(wěn)態(tài)模擬，工藝流程圖如圖1。

圖1 穩(wěn)態(tài)模擬工藝流程圖

模擬的結(jié)果如表1。

表1 穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果

3 結(jié)論

分析模擬結(jié)果可知：進(jìn)入塔內(nèi)的水量分別為120m3/h、150m3/h時(shí)，水出塔時(shí)的溫度分別為59.6℃、53℃。為減輕出塔廢水后序冷卻換熱的負(fù)擔(dān)（再利用），在該裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)冷卻水流量至少應(yīng)在150m3/h時(shí)比較合適，此時(shí)廢水溫度在53℃以下?！?/p>