蒸馏装置的模拟方法

专利名称：蒸馏装置的模拟方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸馏装置的模拟方法。
背景技术：
一直以来，曾有一种由多个蒸馏塔构成的蒸馏装置，利用该装置可以通过蒸馏的方法从含有多种成分的原液中分离出各成分并获得产品。但是，在这种蒸馏装置中，若单独制造蒸馏塔，会使蒸馏装置的占地面积过大。另外，由于在侧塔式的蒸馏装置中，为调整各蒸馏塔内的压力必须要控制各蒸馏塔内的蒸汽分配，因此很难使每个蒸馏塔都能稳定的运转。
于是，又出现了一种在外筒内加装了内筒，能够先让原液流入内筒再进行蒸馏的Petryuk(ペトリユ一ク)式的蒸馏塔，并提供了一种安装了此类蒸馏塔的蒸馏装置。
这种装置中必须对内筒进行支撑，专门配设贯通外筒的管道，或者在内筒上安装进给喷嘴等，但这些会使蒸馏塔的结构过于复杂，增加成本。另外，管道与外筒之间无法完全密封，因此导致蒸馏的效率降低。而且，内筒与外筒是同心设计，回收部和浓缩部具有环形体的结构，因此上述回收部与浓缩部中支架的结构会过于复杂。
因此，我们将提供一种蒸馏装置，该装置仅安装有一个内部被平板状的隔板分化开的结合型蒸馏塔。这里的结合型蒸馏塔包括第1蒸馏部，该第1蒸馏部具有设置在塔侧用来进给原液的入口管、位于该入口管上方的浓缩部、以及位于入口管下方的回收部；第2蒸馏部，该第2蒸馏部具有与第1蒸馏部的上端相连且位于其上方的浓缩部、以及位于其下方且与第1蒸馏部的浓缩部仅相隔一块隔板的回收部；第3蒸馏部，该第3蒸馏部具有与第1蒸馏部的下端相连且位于其下端之上并且与第1蒸馏部的回收部仅相隔一块隔板的浓缩部、以及位于其下端之下的回收部。另外，在上述蒸馏装置中，原液经上述入口管流入塔侧，并且在上述结合型蒸馏塔的塔顶处可以得到蒸馏液，在塔底可以得到残液，在塔侧可以得到侧流(サイドカツト)液。
安装了上述结合型蒸馏塔的蒸馏装置中，不仅占地面积可以大大减小，而且能够稳定地运行蒸馏塔，在降低蒸馏装置成本的同时，还用容易实现的方法完成了填充物或支架的摆设，而且提高了蒸馏的效率。
我们希望在制造蒸馏装置的时候，进行模拟，对模拟结果进行评估，并进行蒸馏装置的设计，但是至今还没有提供一种关于装有结合型蒸馏塔的蒸馏装置的模拟程序。为此，可以考虑使用市场上出售的编入一般蒸馏计算方法的模拟程序。
在各种模拟程序中，有一种用来模拟带有由主塔和侧塔组成的复合塔的蒸馏装置的模拟程序。这种模拟程序是通过单一蒸馏计算模式的适当组合而产生的，在该程序中输入涉及主塔及侧塔的各种数据，并通过使模拟作业完备化，就可以取得在主塔塔顶得到的蒸馏液、在主塔塔底得到的残液、以及在侧塔塔侧得到的侧流液的这三种液体之间的流量平衡，也就是模拟结果。
但是，传统的模拟方法并不是针对带有结合型蒸馏塔的蒸馏装置而开发的。
本发明的目的正是在于解决传统模拟程序中存在的问题，并且，提供一种在模拟带有结合型蒸馏塔的蒸馏装置时，能够提高模拟作业的收敛性(收束性)的蒸馏装置的模拟方法。
另外，把从结合型蒸馏塔的塔顶流下的液体分配到第1室和第2室时所使用的液体分配比率作为各液体流量的液体分配比率输入，该各液体流量是为了从主塔塔顶流下的液体被分成从主塔内的进给方流下的液体和经过上述第1液体通路后被送入侧塔，并沿侧塔内的侧流方流下的液体而被设定；对应上述液体分配比率计算出蒸汽分配比率，蒸汽分配比率用于将从结合型蒸馏塔的塔底升上来的蒸汽分配到第1室和第2室中；为了将从塔底升上来的蒸汽分成沿主塔内的进给方上升的蒸汽和经由上述第2蒸汽通路后进入侧塔并沿侧塔内的侧流方上升的蒸汽，把输入计算出的蒸汽分配比率作为合适的蒸汽流量的蒸汽分配比率输入；进行模拟作业。
在这里，由于结合型蒸馏塔的液体分配比率和蒸汽分配比率被转换成主塔和侧塔的液体分配比率和蒸汽分配比率，所以可以提高模拟工作的收敛性。
本发明中的其它蒸馏装置的模拟方法中，使用具有复合塔的蒸馏装置的模拟程序，对具有结合型蒸馏塔的蒸馏装置进行模拟，该结合型蒸馏塔为塔主体内部被隔板分为第1室与第2室，原液在塔侧处被供给，蒸馏液在塔顶处被排出，残液在塔底处被排出，侧流液从塔侧被排出；该复合塔为设于主塔上方的第1位置与侧塔塔顶是通过第1液体通路和第1蒸汽通路连接，设于主塔下方的第2位置与侧塔塔底是通过第2液体通路和第2蒸汽通路被连接，原液在在主塔的塔侧被供给，蒸馏液从主塔的塔顶处排出，残液在主塔塔底排出，侧流液在侧塔的塔侧被排出。
另外，把从结合型蒸馏塔的塔顶流下的液体被分配到第1室和第2室时所使用的液体分配比率作为各液体流量的液体分配比率，各液体流量是为了从主塔塔顶流下的液体被分成从主塔内的进给方流下的液体和经由上述第1液体通路后被送入侧塔内并沿侧塔内的侧流方流下的液体而被设定；计算出上述结合型蒸馏塔的第1室及第2室各自的等效直径，输入计算出的各等效直径，让它成为主塔和侧塔的各自塔径，进行模拟作业。
在这里，结合型蒸馏塔的液体分配比率及各等效直径被转换成主塔和侧塔的液体分配比率和各塔径，因此可以提高模拟工作的收敛性。
此外，本发明中的其它蒸馏装置的模拟方法中，使用具有复合塔的蒸馏装置的模拟程序，对具有结合型蒸馏塔的蒸馏装置进行模拟，该结合型蒸馏塔为塔主体内部被隔板分为第1室与第2室，原液在塔侧被供给，蒸馏液在塔顶处被排出，残液在塔底处被排出，侧流液从塔侧被排出；该复合塔为设于主塔上方的第1位置与侧塔塔顶是通过第1液体通路和第1蒸汽通路被连接，设于主塔下方的第2位置与侧塔塔底之间是通过第2液体通路和第2蒸汽通路被连接，原液在主塔的塔侧处被供给，蒸馏液在主塔的塔顶处被排出，残液在主塔塔底被排出，侧流液在侧塔的塔侧被排出。
另外，把从结合型蒸馏塔的塔顶流下的液体被分配到第1室和第2室时所使用的液体分配比率作为各液体流量的液体分配比率，各液体流量是为了从主塔塔顶流下的液体被分成从主塔内的进给方流下的液体和经由上述第1液体通路后被送入流入侧塔内并沿侧塔内的侧流方流下的液体而设定；对应上述液体分配比率计算出蒸汽分配比率，蒸汽分配比率用于将从结合型蒸馏塔的塔底升上来的蒸汽分配到第1室和第2室中；为了将从塔底升上来的蒸汽分成沿主塔内的进给方上升的蒸汽和经由上述第2蒸汽通路被送入侧塔并沿侧塔内的侧流方上升的蒸汽，把计算出的蒸汽分配比率作为合适的蒸汽流量的蒸汽分配比率来输入，计算出上述结合型蒸馏塔的第1室与第2室各自的等效直径，输入计算出的各等效直径，使其分别作为主塔和侧塔各自的塔径，进行模拟作业。
对于本发明其它蒸馏装置的模拟方法，还要在上文所述的各种模拟方法中的任意一种的基础上，计算出上述结合型蒸馏塔的第1室与第2室内的压力损失差；把计算出的压力损失差作为上述主塔及侧塔中的压力损失差输入；输入该压力损失差的目标值；输入从上述结合型蒸馏塔的塔底升上来的并被送入第2室的蒸汽的流量，使之作为经由第2蒸汽通路从主塔送入侧塔的蒸汽流量；同时，在上述模拟作业中，为使上述压力损失差达到目标值而计算出上述蒸汽的流量。
附图的简单说明

图1表示按照本发明中的模拟方法来模拟的蒸馏装置中的结合型蒸馏塔的概念图。
图2表示按照本发明所述的模拟方法来模拟的蒸馏装置的概念图。
图3表示本发明实施例所述的模拟方法中使用的模拟程序的对象，即蒸馏装置的示意图。
图4是本发明实施例中涉及的模拟方法的工作原理流程图。
发明的最优实施例下面，参考附图对本发明中的实施例进行详细说明。
图1表示按照本发明所述的模拟方法来模拟的蒸馏装置中的结合型蒸馏塔的概念图，图2表示按照本发明所述的模拟方法来模拟的蒸馏装置的概念图。
图中的10是结合型蒸馏塔，该结合型蒸馏塔10从上到下依次由第1段11、第2段12、第3段13、第4段14、第5段15、第6段16、第7段17、第8段18以及第9段19所组成。
对于该结合型蒸馏塔10的塔体，上述第4段14、第5段15以及第6段16分别被平板状的隔板22～24分隔成为第1室14A～16A与第2室14B～16B，并且第1室14A～16A与第2室14B～16B相互邻接。另外，上述第1室14A～16A形成第1蒸馏部25，上述第1段11、第2段12、第3段13以及第2室14B形成第2蒸馏部26，第2室15B、16B、第7段17、第8段以及第9段19形成第3蒸馏部27。
此外，选用绝热材料来制作分隔板22～24，或将分隔板22～24的内部抽成真空，就可以将分隔板22～24设计成绝热结构。这样，可以减小第1室14A与第2室14B之间、第1室15A与第2室15B之间，以及第1室16A与第2室16B之间的热传递，提高蒸馏的效率。
在结合型蒸馏塔10的大致中央位置处设置有第5段15，塔的旁边分别形成有与第1室15A连通的进给喷嘴41和与第2室15B连通的侧流喷嘴42。在结合型蒸馏塔10的塔顶处设置有第1段11，该第1段11上设有与冷凝器81相连的蒸汽出口43和回流液入口44。在结合型蒸馏塔10的塔底处设置有第9段19，该第9段19上设有与蒸发器82连接的残液出口45及蒸汽出口46。另外，蒸馏装置是由结合型蒸馏塔10、冷凝器81、蒸发器82等构成。
在前述第1蒸馏部25内，浓缩部AR1是由设置在进给喷嘴41上方的第1室14A形成，回收部AR2是由设在进给喷嘴41下方的第1室16A形成。在前述第2蒸馏部26内，浓缩部AR3是由设在上述第1蒸馏部25上端的第2段12形成，回收部AR4是由第2室14B形成。进而，在前述第3蒸馏部27内，浓缩部AR5是由第2室16B形成，回收部AR6是由设置在前述第1蒸馏部25下方的第8段18形成。
这样，第1蒸馏部25的上端就与第2蒸馏部26的大致中央位置处相连接起来，第1蒸馏部25的下端就与第3蒸馏部27的大致中央位置处相连接起来。
具有上述结构的结合型蒸馏塔10中，含有成分A～C的原液M是通过上述进给喷嘴41进入。在这里，成分A比成分B的沸点低，成分B比成分C沸点低。在上述回收部AR2中，经进给喷嘴41进入的原液M下降，使处于上方富含大量A和B成分的蒸汽随着不断下降产生出含有大量B和C成分的液体，富含成分B和C的液体从第1蒸馏部25下端进入第3蒸馏部27。
该富含B和C成分的液体在第3蒸馏部27内被加热并转变成富含B和C成分的蒸汽，此蒸汽在上述回收部AR2内部上升的过程中与原液M发生接触，使原液M中产生出富含A和B成分的蒸汽。
接着，该富含A和B成分的蒸汽在浓缩部AR1内上升，从前述第1蒸馏部25上端进入第2蒸馏部26，在第2蒸馏部26内被冷却下来，变成富含A和B成分的液体。另外，富含A和B成分的液体中的一部分将回流到浓缩部AR1中并与在浓缩部AR1内上升的富含A和B成分的蒸汽发生接触。这样，富含A和B成分的蒸汽就从第1蒸馏部25的上端被供给第2蒸馏部26。
在前述回收部AR6中，富含B和C成分的液体下降，使处于上方的富含B成分的蒸汽在不断下降的过程中产生出富含C成分的液体。这样，富含C成分的液体就会以残液的方式从残液出口45排出来。
从残液出口45排出的残液，一部分被送入蒸发器82，并被蒸发器82加热变成富含C成分的蒸汽。富含C成分的蒸汽从蒸汽入口46进入第9段19，在第9段19内和前述回收部AR6内上升的过程中，与富含B和C成分的液体发生接触，使富含B和C成分的液体中产生出含有大量B成分的蒸汽。
接着，富含该B成分的蒸汽中有一部分会在浓缩部AR5内上升，并在第3蒸馏部27的上端与来自第2蒸馏部26的富含B成分的液体接触，并转变成富含B成分的液体。这样一来，在第3蒸馏部27的上端处获得的富含B成分的液体。这样，其作为侧流液从侧流喷嘴42中排出。
另一方面，富含A和B成分的液体在第2蒸馏部26的回收部AR4内下降，在上方富含A成分的蒸汽随着下降产生富含成分B的液体。这样一来，在前述第2蒸馏部26的下端得到的富含B成分的液体，作为侧流液从侧流喷嘴42被排出。此外，富含A成分的蒸汽在浓缩部AR3内上升，并从前述蒸汽出口43排出后进入冷凝器81，在冷凝器81内冷凝后形成富含A成分的液体，富含A成分的液体作为蒸馏液排出。
这样，富含A和B成分的蒸汽在前述第2蒸馏部26中被分离成富含A成分的蒸汽与富含B成分的液体，富含A成分的蒸汽从塔顶被排出并转变成富含A成分的液体，富含A成分的液体作为蒸馏液被排出。另一方面，富含B成分的液体作为侧流液从侧流喷嘴42处排出。另外，富含B和C成分的液体在第3蒸馏部27中被分离成富含B成分的液体与富含C成分的液体，然后富含B成分的液体作为侧流液从侧流喷嘴42处排出，而富含C成分的液体在塔底作为残液被排出。
另外，为了提高成分A的蒸馏效率，把冷凝器81排出的一部分蒸馏液当作回流液，使其从回流液入口44回流到第1段11中，并与在前述浓缩部AR3内上升的富含A成分的蒸汽发生接触。
在上述结合型蒸馏塔10中，上述各浓缩部AR1、AR3、AR5及各回收部AR2、AR4、AR6是由一节填充物所形成，但是根据进行蒸馏的各成分之间的挥发度的比，有时为了确保蒸馏中所需的理论段数，也可按照所使用的填充物的不同特性，由多节填充物来形成上述各部。各节之间也可以设置分配器(デイストリビユ一タ)。另外，进给喷嘴41及侧流喷嘴42不一定设置成相同的高度。
这样，不需要使用多个蒸馏塔就可以将原液M分解成A～C成分。在上述的几个蒸馏塔内无须重复进行加热和冷却，因此冷凝器、蒸发器、泵等测量装置没有必要重复设置。这样，不仅减小了占地面积，而且实用的使用量和能量消耗减小，蒸馏装置的成本降低。
另外，设结合型蒸馏塔10整体的理论段数约为30～100段，并且分别分配给第4段14和第6段16大约5-～0段的程度，这种情况将是最理想的。
第3段13上设有集合器54和通道型分配器61，集合器54收集到的液体将被分配器61按照一定的分配比分配到第1室14A与第2室14B中。
第1室15A中的进给喷嘴41的正上方设有集合器62，进给喷嘴的正下方设有管状的分配器63，集合器62收集到的液体与经喷嘴41进来的原液M一起再经过分配器63进入第1室16A。
另一方面，第2室15B中的侧流喷嘴42的正上方设有烟囱型的收集器65，正下方设有管状的分配器66，收集器收集到的一部分液体65作为侧流液从侧流喷嘴42中排出，剩下的液体通过分配器66进入第2室16B。
第7段17中设有集合器67以及管状分配器68，在第6段16中降下的液体在集合器67中被收集起来后再通过分配器68进入第8段18中。
在上述结合型蒸馏塔10中，从第2段12下降到第3段13中的液体被分配器61分配到第1室14A和第2室14B中，这里的分配比将根据原液M成分的种类、原液M成分的组成、结合型蒸馏塔10的理论段数、产品要求的纯度(品质)等蒸馏条件预先进行设定。
为此，上述分配器61中安装了使液体流方向与隔板22垂直的分配部(图中略)，通过该分配部的作用使进入第1室14A的液体的量与进入第2室14B的液体的量互不相同。此外，由于前述侧流(サイドカツト)液从侧流喷嘴42中排出，这样便会导致进入第2室14B中的液体的量比进入第1室14A中液体的量要多。
为了在蒸馏装置中得到2种以上的产品，在必须改变蒸馏条件的情况下，必须根据蒸馏条件的变化改变前述分配比。因此要设置多个分配部，使每个分配部具有不同的分配比。为此，从第2段12降下来的液体将被收集器54收集，并经切换阀83、84后选择性地进入分配器61中。
也就是说，只要通过配设分配部的方法就能以最佳分配比来对液体进行分配，因此不仅无须安装用来分配液体的检测器、流量控制器、流量控制阀、电位传感器等等很多计装部件，而且也不用再进行各计装部件的复杂操作。因此，蒸馏装置的外型不但变小，而且成本大大降低。
在制造蒸馏装置的过程中，希望进行模拟，并对模拟结果进行评估，进行蒸馏装置设计，但事实上并没有关于安装着结合型蒸馏塔的蒸馏装置的模拟程序。因此，将使用一种模拟程序，该程序是通过单一的蒸馏计算模式组合而成，且该程序是将装有由主塔和侧塔组成的复合塔的蒸馏装置作为对象。
图3表示在本发明实施例所述的模拟方法中使用的模拟程序的对象，即蒸馏装置的示意图。
图中31是主塔，32是侧塔，33是主塔31的塔体，34是侧塔的塔体，35是冷凝器，36是蒸发器。主塔31从上到下依次是由第1段101、第2段102、作为第1位置的第3段103、第4段104、第5段105、第6段106、作为第2位置的第7段107、第8段108以及第9段109组成。侧塔32从上到下依次是由第10段110、第11段111、第12段112、第13段113以及第14段114组成。
而且，在主塔31的塔体两侧分别形成有与第5段105连通的进给喷嘴71、与第3段103连通的液体出口91以及蒸汽入口94、与第7段107连通的蒸汽出口95以及液体出口98。另外，在主塔31的塔顶处形成有与第1段101连通的蒸汽出口73以及回流液入口74，在主塔31的塔底处形成有与第9段109连通的残液出口75及蒸汽入口76。另外，侧塔32的塔侧形成有与第12段112连通的侧流喷嘴72，侧塔32的塔顶处形成有与第10段110连通的液体入口92以及蒸汽出口93，在侧塔32的塔底处形成有与第14段114连通的蒸汽入口96以及液体出口97。
在上述蒸馏装置中，第4段104构成了浓缩部AR11，第6段106构成了回收部AR12，第2段102构成了浓缩部AR13，第11段111构成了回收部AR14，第13段113构成了浓缩部AR15，第8段108构成了回收部AR16。
所以，当原液M通过前述进给喷嘴71进入主塔31的一侧，含有大量A成分的蒸汽(下文成为富含A成分的蒸汽，其它同)就会从蒸汽出口73排出，而富含A成分的蒸汽被送入凝缩器35，发生冷凝后变成富含A成分的液体，该液体作为蒸馏液从凝缩器35中排出。一部分蒸馏液作为回流液被迫回流到回流液入口，而剩余的蒸馏液则进入蒸馏液收纳部(图中略)。另外，富含C成分的液体作为残液从残液出口75排出后，一部分残液被送到蒸发器36，蒸发后变成富含C成分的蒸汽，然后该蒸汽被送到蒸汽入口76，从蒸汽入口76进入第9部分109，而另一部分剩余残液则被送入残液收纳部(图略)。而且，含有大量A和B成分的液体从液体出口91排出，经第1液体通路L1进入液体入口92，富含A成分的蒸汽从蒸汽出口93排出后经第1蒸汽通路L2进入蒸汽入口94。另外，含有大量B和C成分的蒸汽从蒸汽出口95排出后经第2蒸汽通路L4进入蒸汽入口96，富含C成分的液体从液体出口97排出后经第2液体通路L3进入液体入口98。另外，富含B成分的液体从侧流喷嘴72排出。
第1段101以及第2段102形成了密封区域P1，第4段104、第5段105以及第6段106形成密封区域P2，第8段108以及第9段109形成密封区域P3，第11段111、第12段112以及第13段113形成密封区域P4。
下面，使用以装有图3所示的主塔31和侧塔32的蒸馏装置当作对象的模拟程序，说明在模拟带有图1所示的结合型蒸馏塔10的蒸馏装置时所用的模拟方法。
图4表示本发明实施例中的模拟方法的工作流程图。
本发明中的模拟方法将使用在市场上普遍出售的将一般蒸馏计算方法编入程序的模拟程序。该模拟程序是由单一的蒸馏计算模式适当进行组合而成，把装有主塔和侧塔组成的复合塔的蒸馏装置作为对象。
首先，操作者对输入装置的操作面板(图中略)进行操作，针对以下几方面对计算条件进行设定经进给喷嘴41(图1)进入结合型蒸馏塔10的作为原料的原液M的流量，即进给流量；原液M中各成分A-C的组成，即原料成分；作为产品的侧流液中的成分B的组成，即产品组成；主塔31(图3)及侧塔32内的压力，即操作压力；结合型蒸馏塔10的理论段数，即塔理论段数等等。
接着，操作者操作上述的操作面板，向输入控制器输入模拟条件。也就是说，操作者首先要输入液体分配比率η。在上述模拟程序中，对于从回流液入口74回流入塔体并在塔体33内部从塔顶流下的液体，准备将沿进给方(塔体33内)流下的液体的流量设为Q1，并将经过第1液体通路L1后进入侧塔32并沿侧流方(塔体34内)流下的液体的流量设为Q2，此时进给方与侧流方的液体分配比率η按下式表示η＝Q1/Q2。
因此，操作者将输入使液体在结合型蒸馏塔中通过分配器61分配后进入第1室14A及第2室14B的液体分配比率，让该比率作为上文所述的液体分配比率η。而且，使各流量Q1、Q2的分配比值相加起来为10，比如，Q1∶Q2＝3∶7这种情况下，液体分配比率η＝0.42857。
此外，可以任意地设定各个流量Q1、Q2的分配比以及液体分配比率η。
上述的模拟程序中，从塔体33的塔底处开始上升的液体中，将沿着进给方(塔体33内)上升的蒸汽的流量设为Q3，并将经第2蒸汽通路L4进入侧塔32并沿着侧流方(塔体34内)上升的蒸汽的流量设为Q4，那么进给方与侧流方中蒸汽的分配比率ρ可表示为ρ＝Q3/Q4。
因此，操作者将根据上述液体分配比率η算出并输入在结合型蒸馏塔10的第7段17中经过分配后进入第1室16A和第2室16B的蒸汽分配比率ρ。
接下来，操作者将针对进气方与侧流方的液体流输入下面的数据表示主塔31及侧塔32内的(液体)流的数据；表示液体出口91以及液体入口92配设位置，即表示段数的数据；代表在进给方和侧流方流动的是液体的数据等等。
然后，操作者对上述面板进行操作，对照着主塔31及侧塔32中的填充物数据和塔径，输入结合型蒸馏塔10中的填充物数据及塔径。这样，结合型蒸馏塔10中的浓缩部AR1及回收部AR2与主塔31中的浓缩部AR11以及回收部AR12相对应，结合型蒸馏塔10中的浓缩部AR3与主塔31中的浓缩部AR13相对应，结合型蒸馏塔10中的回收部AR4以及浓缩部AR5分别与侧塔32中的回收部AR14以及浓缩部AR15相对应，结合型蒸馏塔10中的回收部AR6与主塔31中的回收部AR16相对应。
上述填充物数据是由下面的几种数据组成用来判断数据输入的对象，即塔到底属于主塔31还是侧塔32的数据；表示填充物上端位置的填充起始段数据；表示填充物下端位置的填充终止段数据；表示填充物形式的数据；表示填充物详细情况的数据等等。另外，表示填充物详细情况的数据是由表示填充物尺寸的尺寸数据、表示填充物高度的高度数据组成。此外，在没有填充物数据的情况下，操作者将使用预定的程序预先算出填充物数据。
关于塔直径的情况，计算出结合型蒸馏塔10中的第1室14A-16A和第2室14B-16B的各个实际直径，也就是等效直径δ1、δ2，并且输入等效直径δ1让其作为主塔31的塔径D1，输入等效直径δ2让其作为侧塔32的塔径D2。另外，此时还要输入构成各填充物的单板的厚度。
设结合型蒸馏塔10的塔体直径为d，设第1室14A-16A的截面积为S1，第2室14B-16B的截面积为S2，在截面积S1、S2相等的情况下，就有S1＝S2＝(πd2/4)/2＝πδ12/4＝πδ22/4。因此，等效直径δ1、δ2之间有δ1=δ2]]>=d/(2).]]>例如，若结合型蒸馏塔10的塔体直径d为1.7000(m)，等效直径δ1、δ2就等于1.202(m)。另外，等效直径δ1、δ2是模拟中的设定值，设计上适当的直径d将再次得到修正。
为了使第1室14A-16A中的压力损失与第2室14B-16B中的压力损失均等，必须要计算出第1室14A-16A中的压力损失与第2室14B-16B中的压力损失间的差值，即压力损失差。
为此，操作者对操作面板进行操作，将第1室14A-16A中的压力损失设为主塔31内的第4段104-第6段106中的压力损失DPM，将第2室14B-16B中的压力损失设为侧塔32内的第11段111-第13段113中的压力损失DPS，并输入计算压力损失差DPP用的公式，即DPP＝|DPM-DPS|×104。
接着，操作者对操作面板进行操作，输入压力损失差DPP的目标值。这里，将目标值设为零(0)，交叉(交差)设为0.05。
接下来，操作者对操作面板进行操作，输入从结合型蒸馏塔10塔底开始上升然后进入第2室16B中的蒸汽的流量值，也就是蒸汽流量的初始值，将该值设为从主塔31经第2蒸汽通路L4进入侧塔32的蒸汽的流量值，即蒸汽流量q的初始值。
操作者对操作面板进行操作，针对进气方和侧流方蒸汽流的情况输入下面的数据代表主塔31和侧塔32内气流的数据；表示蒸汽出口95以及蒸汽入口96的配设位置，即表示是第几段的数据；能够确定进气方以及侧流方均为蒸汽在流动的数据。
然后，操作者对操作面板进行操作，输入蒸汽流量的上限值和下限值，并以此值作为变化范围。
这样，一旦输入模拟条件，控制装置(图略)就开始进行模拟作业。在模拟作业的过程中，为了使压力损失差DPP回零，应通过重复计算获得蒸汽流量q的值，另外，作为模拟的结果，可以得到以下几种液体之间的平衡，它们分别是在主塔31的塔顶处得到的蒸馏液、在主塔31的塔底得到的残液、以及在侧塔32的塔侧得到的侧流液。另外，为了输出模拟结果，还配设有输出装置，即显示器、打印机。
在这里，与结合型蒸馏塔10相关的液体分配比率以及各等效直、径δ1、δ2将被变换成主塔31及侧塔32的液体分配比率η及各自的塔径D1、D2，因此模拟工作的收敛性可以大大提高。
下面说明流程图。
步骤S1设定计算条件。
步骤S2输入液体分配比率η。
步骤S3算出并输入蒸汽分配比率ρ。
步骤S4输入填充物数据以及等效直径δ1、δ2。
步骤S5输入压力损失差DPP的计算式。
步骤S6输入压力损失差DPP的目标值。
步骤S7输入进入第2室16B中的蒸汽流量的初始值。
步骤S8输入进入第2室16B中的蒸汽流量的变化范围。
步骤S9进行模拟工作，结束处理。
另外，本发明并不一定只局限于上文讲述的实施例，根据本发明的主旨可以产生出各种变形例，变形例也属于本发明的范围之内。
产业上的利用本发明可以使用于具有结合型蒸馏塔的蒸馏装置中。
权利要求
1.一种蒸馏装置的模拟方法，其特征在于本模拟方法使用具有复合塔的蒸馏装置的模拟程序，对具有结合型蒸馏塔的蒸馏装置进行模拟，该结合型蒸馏塔为塔主体内部被隔板分为第1室与第2室，向塔侧供给原液，蒸馏液在塔顶处被排出，残液在塔底处被排出，在塔侧侧流液被排出；该复合塔为设于主塔上方的第1位置与侧塔的塔顶是通过第1液体通路和第1蒸汽通路被连接，、设于主塔下方的第2位置与侧塔的塔底是通过第2液体通路和第2蒸汽通路被连接，原液在主塔的塔侧被供给，蒸馏液在主塔的塔顶处被排出，残液在主塔塔底被排出，侧流液在侧塔的塔侧被排出，在本模拟方法中，(a)把从结合型蒸馏塔的塔顶流下的液体分配到第1室和第2室时所使用的液体分配比率作为各液体流量的液体分配比率输入，该各液体流量是为了从主塔塔顶流下的液体被分成从主塔内的进给方流下的液体和经过上述第1液体通路后被送入侧塔，并沿侧塔内的侧流方流下的液体而被设定；(b)对应上述液体分配比率计算出蒸汽分配比率，蒸汽分配比率用于将从结合型蒸馏塔的塔底升上来的蒸汽分配到第1室和第2室中；(c)为了将从塔底升上来的蒸汽分成沿主塔内的进给方上升的蒸汽和经由上述第2蒸汽通路后进入侧塔并沿侧塔内的侧流方上升的蒸汽，把输入计算出的蒸汽分配比率作为合适的蒸汽流量的蒸汽分配比率输入；(d)进行模拟作业。
2.一种蒸馏装置的模拟方法，其特征在于本模拟方法使用具有复合塔的蒸馏装置的模拟程序，对具有结合型蒸馏塔的蒸馏装置进行模拟，该结合型蒸馏塔为塔主体内部被隔板分为第1室与第2室，原液在塔侧处被供给，蒸馏液在塔顶处被排出，残液在塔底处被排出，侧流液从塔侧被排出；该复合塔为设于主塔上方的第1位置与侧塔塔顶是通过第1液体通路和第1蒸汽通路连接，设于主塔下方的第2位置与侧塔塔底是通过第2液体通路和第2蒸汽通路被连接，原液在在主塔的塔侧被供给，蒸馏液从主塔的塔顶处排出，残液在主塔塔底排出，侧流液在侧塔的塔侧被排出， 在本模拟方法中，(a)把从结合型蒸馏塔的塔顶流下的液体被分配到第1室和第2室时所使用的液体分配比率作为各液体流量的液体分配比率，各液体流量是为了从主塔塔顶流下的液体被分成从主塔内的进给方流下的液体和经由上述第1液体通路后被送入侧塔内并沿侧塔内的侧流方流下的液体而被设定；(b)计算出上述结合型蒸馏塔的第1室及第2室各自的等效直径，(c)输入计算出的各等效直径，让它成为主塔和侧塔的各自塔径，(d)进行模拟作业。
3.一种蒸馏装置的模拟方法，其特征在于本模拟方法使用具有复合塔的蒸馏装置的模拟程序，对具有结合型蒸馏塔的蒸馏装置进行模拟，该结合型蒸馏塔为塔主体内部被隔板分为第1室与第2室，原液在塔侧被供给，蒸馏液在塔顶处被排出，残液在塔底处被排出，侧流液从塔侧被排出；该复合塔为设于主塔上方的第1位置与侧塔塔顶是通过第1液体通路和第1蒸汽通路被连接，设于主塔下方的第2位置与侧塔塔底之间是通过第2液体通路和第2蒸汽通路被连接，原液在主塔的塔侧处被供给，蒸馏液在主塔的塔顶处被排出，残液在主塔塔底被排出，侧流液在侧塔的塔侧被排出， 在本模拟方法中，(a)把从结合型蒸馏塔的塔顶流下的液体被分配到第1室和第2室时所使用的液体分配比率作为各液体流量的液体分配比率，各液体流量是为了从主塔塔顶流下的液体被分成从主塔内的进给方流下的液体和经由上述第1液体通路后被送入流入侧塔内并沿侧塔内的侧流方流下的液体而设定；(b)对应上述液体分配比率计算出蒸汽分配比率，蒸汽分配比率用于将从结合型蒸馏塔的塔底升上来的蒸汽分配到第1室和第2室中；(c)为了将从塔底升上来的蒸汽分成沿主塔内的进给方上升的蒸汽和经由上述第2蒸汽通路被送入侧塔并沿侧塔内的侧流方上升的蒸汽，把计算出的蒸汽分配比率作为合适的蒸汽流量的蒸汽分配比率来输入，(d)计算出上述结合型蒸馏塔的第1室与第2室各自的等效直径，(e)输入计算出的各等效直径，使其分别作为主塔和侧塔各自的塔径，(f)进行模拟作业。
4.一种如权利要求1-3中的任一项记述的蒸馏装置的模拟方法，其特征在于(a)计算出上述结合型蒸馏塔的第1室与第2室内的压力损失差；(b)把计算出的压力损失差作为上述主塔及侧塔中的压力损失差输入；(c)输入该压力损失差的目标值；(d)输入从上述结合型蒸馏塔的塔底升上来的并被送入第2室的蒸汽的流量，使之作为经由第2蒸汽通路从主塔送入侧塔的蒸汽流量；同时(e)在上述模拟作业中，为使上述压力损失差达到目标值而计算出上述蒸汽的流量。
全文摘要
本发明目的在于提供一种在对安装有结合型蒸馏塔(10)的蒸馏装置进行模拟的过程中，能够使模拟作业的收敛性提高的蒸馏装置模拟方法。将使用带有主塔(31)和侧塔(32)的蒸馏装置的模拟程序对安装有结合型蒸馏塔(10)的蒸馏装置进行模拟。输入结合型蒸馏塔(10)的液体分配比率，让它作为将从主塔(31)的塔顶流下的液体分成沿进给方流下的液体和沿侧流方流下的液体时所使用的各液体流量的分配比率，并对照着该液体分配比率计算出结合型蒸馏塔(10)的蒸汽分配比率，用于将从塔底升上来的蒸汽分成沿进给方上升的蒸汽和沿侧流方上升的蒸汽，然后进行模拟。
文档编号B01D3/26GK1473063SQ01818407
公开日2004年2月4日 申请日期2001年11月1日 优先权日2000年11月1日
发明者绿静男, 吏江, 大熊由吏江, 典, 田村胜典, 一, 原田阳一 申请人:住友重机械工业株式会社