精餾塔實驗虛擬仿真軟件助力化工工程學(xué)習(xí)
精餾塔實驗是化工工程中常用的實驗之一,用于研究和優(yōu)化液體混合物的分離過程。精餾塔是一種分離裝置,通過不同組分在塔內(nèi)的汽液平衡和相互傳質(zhì)作用,實現(xiàn)對混合物的分離。這種實驗廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥等工業(yè)領(lǐng)域,以及化工工程教學(xué)中。
在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中,學(xué)生需要進行實際的操作和觀察,面對各種實驗設(shè)備和化學(xué)試劑,需要投入較大的實驗室資源和人力成本。此外,由于現(xiàn)場實驗的種種限制因素,學(xué)生很難充分理解和掌握精餾塔實驗的原理和操作技巧。
然而,隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,虛擬仿真技術(shù)逐漸應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域。精餾塔實驗虛擬仿真軟件應(yīng)運而生,為學(xué)生提供了全新的學(xué)習(xí)方式。這種軟件利用計算機建模和仿真技術(shù),模擬真實的精餾塔實驗環(huán)境和過程,使學(xué)生能夠在虛擬的場景中進行實驗操作和觀察。
通過精餾塔實驗虛擬仿真軟件,學(xué)生可以逐步學(xué)習(xí)精餾塔的構(gòu)造和原理,了解其在分離過程中的作用。軟件提供豐富的實驗設(shè)備和化學(xué)試劑選擇,學(xué)生可以靈活地進行實驗的設(shè)計和操作。軟件中還提供了實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測和結(jié)果展示,學(xué)生可以直觀地觀察到分離過程中各組分的變化和分離效果。
除了提供真實的實驗環(huán)境,精餾塔實驗虛擬仿真軟件還具有教學(xué)輔助功能。軟件通過引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計和參數(shù)調(diào)節(jié),幫助學(xué)生理解分離過程中各種因素對結(jié)果的影響。同時,軟件提供實驗的理論知識和操作指導(dǎo),幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握精餾塔實驗的原理和技巧。
歐倍爾精餾塔實驗虛擬仿真軟件介紹
1、工藝原理
精餾是將液體混合物部分汽化,利用其中各組分相對揮發(fā)度的不同,通過液相和氣相相同的質(zhì)量傳遞來實現(xiàn)對混合物的分離。原料液進料熱狀態(tài)有五種:低于泡點進料;泡點進料;汽、液混合進料;露點進料;過熱蒸汽進料。
精餾段:原料液進料板以上的稱精餾段,它的作用:上升蒸汽與回流液之間的傳質(zhì)、傳熱,逐步增濃氣相中的易揮發(fā)組分??梢哉f,塔的上部完成了上升氣流的精制。
提餾段:加料板一下的稱提餾段,它的作用:在每塊塔板下降液體與上升蒸汽的傳質(zhì)、傳熱,下降的液流中難揮發(fā)的組分不斷增加,可以說,塔下部完成了下降液流中難揮發(fā)組分的提濃。
塔板的功能:提供汽、液直接接觸的場所,汽、液在塔板上直接接觸,實現(xiàn)了汽液間的傳質(zhì)和傳熱。
降液管及板間距的作用:降液管為液體下降的通道,板間距可分離汽、液混合物。
2、工藝流程
本單元采用加壓精餾,在脫丁烷塔中將丁烷從脫丙烷塔釜混合物中分離出來。原料液為脫丙烷塔塔釜的混合液(C3、C4、C5、C6、C7),分離后餾出液為高純度的碳四產(chǎn)品,殘液主要是碳五以上組分。67.8℃的原料液在FIC101的控制下由精餾塔塔中進料,塔頂蒸汽經(jīng)換熱器E101幾乎全部冷凝為液體進入回流罐V101,回流罐的液體由泵P101A/B抽出,一部分作為回流,另一部分作為塔頂液相采出。塔底釜液一部分在FIC104的調(diào)節(jié)下作為塔釜采出流出,另一部分經(jīng)過再沸器E102加熱回到精餾塔,再沸器的加熱量由TIC101調(diào)節(jié)蒸汽的進入量來控制。
精餾塔實驗虛擬仿真軟件為學(xué)生提供了一個高效、安全和靈活的學(xué)習(xí)平臺。通過這種虛擬仿真方式,學(xué)生可以充分參與和探索精餾塔實驗,提高實驗操作和數(shù)據(jù)分析的能力,有效提升化工工程教學(xué)的品質(zhì)和效果。