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本课题的任务是对空分生产装置进行流程模拟。空分精馏塔是空分生产中的典型设备,对空分精馏塔准确地进行模拟计算,对于该生产过程的设计和操作至关重要。文中对空分精馏塔进行了深入的分析和论证,建立了严谨的数学模型,并采用适当的数学方法进行了求解。 对于一个精馏过程进行模拟计算,首先要在一定的假设条件下建立一个精馏塔的物理模型,并根据一系列守衡原理和物理、化学定律写出描述精馏过程的数学模型,然后在某些约束条件下进行求解,从而得到气液两相的组成、温度和流率等参数在精馏塔内的分布,以及影响这些参数分布的因素。 本文采用平衡级理论将空分精馏塔视为N个串级的搅拌槽,在每一级上汽液充分接触并达到平衡。在闪蒸计算中,应用双层法思想,引入简化的汽液平衡模型,通过简化模型和严格模型的交替计算,快速求取平衡常数,保证了模型求解的稳定性。 整个模拟过程能够很好地反映出装置正常工况时的设备运行情况,对不同操作条件下的设备运行情况进行了模拟计算。模拟结果不仅可以作为操作人员分析生产过程的依据,而且可通过改进设计或者改进操作等措施,进一步达到提高精馏分离能力和降低能量消耗的目的。