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

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

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)

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.

Dist preheater – melegítő (heater) Inlet: Liq products Outlet: To distill Energy: Preheat duty Az áram hőmérséklete legyen 160 °C, nyomása 1000 kPa! (Worksheet, vagy közvetlenül)

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.

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)

Dist col – desztilláló oszlop (distillation coloumn) Sok mindent kell beállítani, nem kell megijedni Tányérszám beállítása az oszlop rajz közepén: n = 20 Inlet: To distill; 15_Main TS (azaz a 15.tányérra) Condenser: Partial Condenser energy: Cond duty Ovhd outlets: Uncondensed (felső), Methanol (alsó)

Reboiler energy: Reboiler duty Bottoms outlet: Water Most tudsz Next-et nyomni Condenser pressure: 1000 kPa Reboiler pressure: 1100 kPa Next, Next, Done Meg lehetne adni közvetlenül az üzemelési körülményeket, de most azt szeretnénk, hogy a megadott kikötéseink szerint számoltassanak ki.

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

Egyből Active-ra tette a rendszer Draw: Methanol@COL1 (Fontos! Itt csak név a metanol, a rendszer még nem tudja, hogy tényleg a metanolra gondoltunk) Spec value 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

Második kikötés Column component fraction (egy komponens aránya mekkora legyen egy bizonyos helyen) Alapvetően tányérra van állítva, de mi most a termékben néznénk, így alul állítsuk át Stage-ről Stream-re! Name: Water in prod Draw: Methanol@COL1 Basis: Mass fraction

Spec value: 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.

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

Column draw rate (mennyi az összes elvétel egy áramban) Name: Uncondensed Draw: Uncondensed@COL1 Flow basis: Molar Spec value: 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.

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

Kitárolási hőmérséklet A (mellék)termékeknek kezelhető nyomáson és hőmérsékleten kell elhagyniuk az üzemet. Legyen ez most légköri nyomás (100 kPa) és 25 °C! Ezekkel majd a projektmunka során is törődni kell annak ellenére, hogy nem ez adja a költség jelentős részét.

MeOH cooler – hűtő (cooler) Inlet: Methanol Outlet: To MeOH tank Energy: MeOH cooling Az áram hőmérséklete legyen 25 °C, nyomása 100 kPa! (Worksheet, vagy közvetlenül)

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

Ezt csináltuk ma

Ez pedig a teljes üzemmodell

Köszönöm az együttműködéseteket! Elkészültünk! Köszönöm az együttműködéseteket!