在進行一個塔的設計時,如果我們沒有查詢到相關的操作參數,那麼就可以通過DSTWU進行參數的估計。雖然說DSTWU參數估計的準確性是隨著物系偏離理想物系的程度而降低的,尤其是對於強非理想物系。但是對於目前尚不熟悉化工原理等專業知識的人而言,暫且不管準確度,DSTWU好歹是一個能獲取到數據的工具。而在DSTWU數據輸入的時候,有四個非常關鍵的空,那就是輕關鍵組分的選擇及其回收率以及重關鍵組分的選擇及其回收率。
首先是輕關鍵組分、重關鍵組分,這個概念還有一個更為簡單的版本,輕組分、重組分。我們知道,精餾塔進行分離時,沸點低的一般從塔頂走,沸點高的一般從塔底走,如果進料只有兩種物質,那麼很好定義,沸點低的就是輕組分,沸點高的就是重組分。
一般的簡單精餾塔都是一股進料,兩股出料,也就是會把進料分為兩部分,而切割的基準就是沸點高低。前面提到了進料只有兩種物質,很好區分輕組分和重組分,那麼當進料有多種物質時,例如A B C D E按照沸點從低到高排列,這時候如何找到輕關鍵組分和重關鍵組分呢?
重點就在於關鍵二字,關鍵這兩個字意味著控制這兩種物質的純度即可控制整個塔的分離要求。假如這個精餾塔的目標是將進料切割為AB(從塔頂走)和CDE(從塔底走),那麼B就是輕關鍵組分,C就是重關鍵組分。只要B往塔頂走了,那麼A肯定全部往塔頂走了,因為A的沸點比B還低;同理,只要C往塔底走了,那麼D和E肯定全部往塔底走了,因為D和E的沸點更高。所以B和C這兩個物質的分離水平就決定了整個塔的分離水平,所以稱之為關鍵組分。
當然,我們也可以發現,切割位置會決定關鍵組分的選擇,即使是相同的進料,如果這個塔的目標是將進料切割為ABC(從塔頂走)和DE(從塔底走),那麼這個時候C就是輕關鍵組分,D就是重關鍵組分。
了解完關鍵組分的概念後,第二個很容易出問題的地方就是回收率。因為窗口僅僅是寫了一個回收率,但是到底是塔頂物流當中的回收率還是塔底物流當中的回收率,亦或者是輕關鍵組分按照塔頂回收率計算,重關鍵組分按照塔底回收率計算。事實上,在Aspen的DSTWU模塊當中,默認塔頂流股為產品流股,也就是說不管是輕關鍵組分還是重關鍵組分,都按照塔頂流股中該組分的量除以進料中該組分的量計算回收率。所以,一般而言,輕關鍵組分的回收率會靠近1,而重關鍵組分的回收率會靠近0。更多精餾塔模擬優化與水力學分析的內容,我們有專門課程進行講解(精餾塔模擬優化與水力學分析系列課)。
輕重關鍵組分的概念及其回收率的計算一定要熟練掌握,很簡單,但是很多人就會出問題。我們進行任何一個模塊的模擬,一定要明白每一個空的含義,不清楚含義,或者理解錯含義,那麼不管你如何檢查,都檢查不出錯誤,而且白白浪費時間。