aspen塔设备
Aspen简捷法精馏塔设计计算

例5-2 简捷法精馏设计计算
5)DSTWU模型设置
这里轻关键组分为NC4, 重关键组分为I-C5。
对于轻关键组分NC4
Recov=29.7248/30=0.9908
重关键组分为I-C5 Recov=0.2247/20=0.01124
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例5-2 简捷法精馏设计计算
5) DSTWU模型设置
回流比的输入可随便输入一个值,该值如果小于Rmin,则系统安装 2Rmin作为回流比进行计算;如大于Rmin,就按照实际的值进行计 算。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
Distl(简捷法精馏核算)
Distl模型可以模拟一个带有一股进料和两种 产品的多级多组分的蒸馏塔,塔可带有分凝 器或全凝器。模型假定恒摩尔流和恒相对挥 发度。用Edimister法进行产品组成。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
Distl(简捷法精馏核算)
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5 塔Columns模块
进行简捷蒸馏的模型有DSTWU, Distl和
SCFrac
进行严格的多级分离的模块有RadFrac,
MultiFrac, PetroFrac, RateFrac
用于液-液萃取塔的严格模型有Extract
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块 DSTWU(简捷法精馏设计) Distl(简捷法精馏核算)
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
DSTWU(简捷法精馏设计)
采用Winn法估算最小级数,Underwood法估算 最小回流比,Gilliland法规定级数所必需的回 流比或规定回流比所必需的级数。
可确定最小回流比、最小级数或实际回流比、 实际级数。模型也估算最适宜的进料位置、冷 凝器和再沸器负荷。可生成回流比对于级数的 表和曲线。
马后炮化工微课堂-AspenPlus基础培训-塔设备单元

对塔出口和进口的物料进行化学分析,判断是否存在化学反应 异常等故障。
塔设备单元故障处理措施
01
清洗塔板
对于液泛、漏液、雾沫夹带等故 障,可以采取清洗塔板的方法,
去除塔板上的积垢和杂质。
03
调整操作参数
通过调整操作参数,如温度、压 力、流量等,改善塔的操作状态
软件应用领域
化工流程模拟
Aspen Plus软件广泛应用于化工流程 模拟,帮助用户了解和优化化工过程。
设备选型
Aspen Plus软件可辅助用户进行设备 选型,根据模拟结果选择合适的设备
和参数。
工艺设计
Aspen Plus软件可用于工艺设计,通 过模拟和优化帮助用户制定更加合理 和高效的工艺方案。
专家系统
集成专家知识和经验,为塔设备的优化提供 决策支持。
05
塔设备单元的故障诊断与处 理
塔设备单元常见故障类型
液泛
由于液体在塔板上的积累,导致气体通道被堵塞,使得气体无法正常通过塔板。
漏液
由于塔板上的液体分布不均或液体流量过大,导致液体从塔板缝隙漏下。
雾沫夹带
气体通过塔板时携带液滴,导致液滴在塔板间传递,影响分离效果。
对选定的塔设备单元进行实际安装和调试,确保 其性能和生产效率达到预期要求。
感谢您的观看
THANKS
02
根据需要设置塔设备的操作条件,如进料温度、出料温度、操作压力 等。
03
根据需要设置塔设备的控制系统,包括控制变量和被控变量,以及控 制策略和算法等。
04
还需要设置塔设备的性能评估指标,如分离效率、处理能力等,以便 对塔设备的性能进行评估和优化。
马后炮化工微课堂-AspenPlus基础培训-塔设备单元

20
RadFrac —配置(再沸器)
再沸器配置从三个选项中选择一种: 1、釜式再沸器(Kettle) 2、热虹吸式再沸器(Thermosyphon) 3、无再沸器 (None)
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21
RadFrac — 配置(有效相态)
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36
RadFrac — 塔板效率
RadFrac模型可以设定实际塔板的 板效率(Efficiencies)。用户可选用蒸 发效率(Vaporization Efficiencies) 或 墨弗里效率(Murphree Efficiencies), 并选择指定单块板的效率,单个组分 的效率,或者塔段的效率。
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RadFrac — 配置(收敛方法)
23
RadFrac — 配置(操作设定)
操作设定从十个选项中选择:
1、回流比(Reflux Ratio) 2、回流速率(Reflux Rate) 3、馏出物速率(Distillate Rate) 4、塔底物速率(Bottoms Rate) 5、上升蒸汽速率(Boilup Rate)
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15
RadFrac 精密分离模块
RadFrac 模块同时联解物料
平衡、能量平衡和相平衡关系, 用逐板计算方法求解给定塔设备 的操作结果。 RadFrac 模块用于精确计算 精馏塔、吸收塔(板式塔或填料 塔)的分离能力和设备参数。
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Aspen第四讲

(1)汽-液相(Vapor-Liquid)
(2)汽-液-液相(Vapor-Liquid-Liquid)
(3)汽-液-游离水相(Vapor-Liquid-Free Water)
从以上3个参数中选定1个。
3、液沫夹带(LiquidEntrainmentin Vapor Stream)
三相闪蒸器
Flash3模块执行给定热力学条件下的汽-液-液平衡计算,输出一股汽相和两股液相产物。用于模拟闪蒸器、蒸发器、液-液分离器、汽-液-液分离器等。
Flash3的模块连接图如下:
Flash3模块的模型参数有3组:
1、闪蒸设定(Flash Specifications)
(1)温度(Temperature)
馏出物中的轻关键组分/进料中轻关键组分
(2)重关键组分在馏出物中的回收率
馏出物中的重关键组分/进料中的重关键组分
3、压力(Pressure)
(1)冷凝器(Condenser)
(2)再沸器(Reboiler)
4、冷凝器设定(Condenser specifications)
(1)全凝器(Total condenser)
塔设备单元模型(Columns)
塔设备(Columns)单元共有9种模块,如下:
1、DSTWU(简捷精馏,设计)
2、Distl
3、RadFrac
4、Extract
5、MutiFrac
6、SCFrac
7、PetroFrac
1、DSTWU(简捷精馏,设计)
DSTWU模块用Winn-Underwood-Gilliland捷算法进行精馏塔的设计,根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、给定回流比的理论板数和加料板位置。
Aspen_Plus应用-塔器(北京化工大学)解析

49
3.2 模块数据输入
(5)Condenser设定
输入完成,按Next 键开始模拟计算
输入经过冷凝器 后的过冷温度。 (非必填项)
50
3.严格精馏模块RadFrac
3.3模拟运算及结果查看
(1)查看物流结果
达不到分离效果 可用设计规定来优化
51
3.严格精馏模块RadFrac
7
2.1建立工艺流程图
(3)选用模块: DSTWU
选取这三个不同的 图标,仅仅是外形 不同,功能是一样 的
DSTWU模型用于对 塔的简捷设计计算, 它可以估算最小回流 比和最小理论板数。
8
2.1建立工艺流程图
(4)连接流股
点击Material Streams 连接流股
Distillate 塔顶采出
2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
输入完成,ห้องสมุดไป่ตู้Data Brower键查看模拟结果
计算结束 无错误提示 无警告提示
25
2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
查看物流结果
塔顶甲醇分率满足: 甲醇回收率: 20138.8*0.999/ 质量分率0.999 (55000*0.268) =0.994≈0.995
b)输入描述信息 Description
c)输入帐号信息 Accounting
13
2.2前期输入
(1)输入全局变量
d)修改Report Options部分选项
Fraction basis Mole 选上 Mass 选上
14
2.2前期输入
(2)输入化学组分
(a)Formula 表项中 分别输入水和甲醇分子式 (b)Component 表项中 对化学组分重命名,便于自己识别 例: 甲基环戊烷 ID:METHY-01
Aspen简捷法精馏塔设计计算解析

第 9页
5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
SCFrac (简捷法多塔蒸馏)
对每个塔段必需规定产品压力和基于进料流率
的产品流率或分率,对所有产品,除馏出物外 必须规定蒸汽与产品的比值。
计算中由于进行蒸汽计算,所以水必须被定义
为一个组分。所以水都与塔顶产品一起离开。
该模型不能处理固体,游离水计算可在冷凝器
5 简捷法精馏塔设计计算
1
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5 塔Columns模块
塔设备是化工生产中应用最为广泛的操作设备 之一,通常在其中进行蒸馏(精馏)、吸收和 萃取单元操作。吸收和蒸馏实际都是气液相平 衡的单元操作,只是蒸馏过程的热量平衡相对 更为复杂。
对塔设备可分为三大类:简捷法计算的蒸馏塔 、严格法计算的蒸馏塔和液-液萃取塔三类。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
Distl(简捷法精馏核算)
Distl模型可以模拟一个带有一股进料和两种 产品的多级多组分的蒸馏塔,塔可带有分凝 器或全凝器。模型假定恒摩尔流和恒相对挥 发度。用Edimister法进行产品组成。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
中完成。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
SCFrac (简捷法多塔蒸馏)
SCFrac估算:
产品组成和流率
每一段的级数
每一段的热或冷负荷
该模型不能处理固体,游离水计算可在冷凝器 中完成。
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例5-1 简捷法精馏设计计算
• 利用精馏方法对附表中进料流 股进行分离,其压强为445830 Pa, 处于饱和液体状态。规定 该分离操作的轻、重关键组分 分别为N-Butane和I-Pentane, 塔顶产品中轻、重关键组分的 回收率(recovery)分别为0.99 08和0.0112,并规定操作采用 回流比为最小回流比的1.8倍。 体系热力学性质计算采用“SR K”模型方程。 试确定:该条件下的最小回流 比、理论板数、最小理论板数 及适宜的进料位置。 组分 Propane I-Butane N-Butane I-Pentane 流量 / kmol/s 0.0006 0.0013 0.0038 0.0025
AspenPlus应用基础-塔设备单元

1、塔板数(Number of Stages)
2、冷凝器(Condenser)
3、再沸器(Reboiler)
4、有效相态(Valid Phase)
5、收敛方法 (Convergence)
6、操作设定
(Operation Specifications)
ppt课件
15
RadFrac — 配置(冷凝器)
ppt课件
13
RadFrac——模型设定
RadFrac 模型具有以下设定表:
1、配置(Configuration)
2、流股(Streams)
3、压力(Pressure)
4、冷凝器(Condenser)
5、再沸器(Reboiler)
6、三相(3-Phase)
ppt课件
14
RadFrac —— 配置
ppt课件
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RadFrac 精密分离模块
RadFrac 模块同时联解物料 平衡、能量平衡和相平衡关系,用 逐板计算方法求解给定塔设备的操 作结果。
RadFrac 模块用于精确计算 精馏塔、吸收塔(板式塔或填料塔) 的分离能力和设备参数。
ppt课件
12
RadFrac—— 连接
RadFrac模型的连接图如下:
ppt课件
3
DSTWU —— 连接
DSTWU 模型的连接图如下:
ppt课件
4
DSTWU — 模型参数
DSTWU模型有四组模型设定参数:
1( (2((3( (、4( ( (、、12、馏 馏1212)塔123)))(关压)))出 出(冷))设P回物 物力轻塔键P凝重再冷a带带全(定a中 中流r板关器r(组K沸关t凝汽汽凝ti的 的Pl(ai比e数ia设键器q分r器l键C、相y器轻重lec(u(oc定s(o组(ci关关回液馏组(soldouRnuNnR键键C(r相出分dmdmeT收分dueeCofeio组组)emlnsb馏物pn在unot率t在noia分分ssoxdbnlse出的plile馏eeadlnr馏r//ecerrna进进tee物部owcretwso出n)in出in)e料料foifs的分iittrdect)h物s)中中物haerrt部冷aetnvs的的vi中gpcas中o分凝aeeop轻 重enprs的cov的s冷)器)o关 关i)rferi回凝键 键cr回adianei组 组t收器ds收sito分 分i)l率n率las)te)
吸收解吸塔的详细设计和ASPEN塔设计

吸收解吸塔的详细设计和ASPEN塔设计吸收解吸塔是一种用于气液相接触和传质的设备,广泛应用于化工、环保等领域。
其主要作用是通过气相和液相之间的接触,将气相中的溶质物质吸附到液相中,实现物质的传质和分离。
在化工工业中,吸收解吸塔通常用于气体净化、气体吸收、气体分离等方面,具有良好的效果和广泛的应用。
吸收解吸塔的设计是一个复杂的过程,需要考虑多个因素如操作条件、设备结构、传质机理等。
在设计吸收解吸塔时,需要考虑气相和液相的物性、流动情况、传质效率等因素,以达到预期的目标。
在设计吸收解吸塔时,除了考虑传质效率外,还需要考虑塔内的流体动力学和传热性能,以确保设备的有效运行。
另外,ASPEN是一种计算机辅助工程软件,常用于化工工程中的过程模拟、优化和设计。
通过ASPEN软件,可以进行吸收解吸塔的详细设计和模拟,以预测设备的性能和优化设计方案。
在使用ASPEN进行吸收解吸塔设计时,可以考虑不同的操作条件、物性参数、设备结构等因素,以达到最佳的设计效果。
在设计吸收解吸塔时,通常需要考虑以下几个方面:1.设备结构:吸收解吸塔的结构通常包括填料层、气液分布器、气液分离器等部件。
在设计吸收解吸塔时,需要考虑设备的结构参数,如填料高度、填料形状、塔径比等,以满足气液接触和传质的要求。
2.操作条件:吸收解吸塔的操作条件包括气相流量、液相流量、温度、压力等因素。
在设计吸收解吸塔时,需要考虑操作条件的选择,以保证设备的正常运行和传质效率。
3.传质效率:传质效率是衡量吸收解吸塔性能的重要指标,通常通过传质系数或传质速率来评价。
在设计吸收解吸塔时,需要考虑传质效率的影响因素,如气液接触面积、气液流速、填料形状等,以提高传质效率和设备的性能。
4.热力学平衡:在吸收解吸过程中,需要考虑热力学平衡的问题,以保证设备的稳定运行。
在设计吸收解吸塔时,需要考虑热力学平衡的影响因素,如热平衡条件、热损失、热回收等,以提高设备的热效率和能源利用率。
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RadFrac — 配置(收敛方法)
收敛方法从六个选项中选择一种: 1、标准方法(Standard) 2、石油/宽沸程(Petroleum/Wide-Boiling) 3、强非理想液相(Strongly Non-ideal Liquid) 4、共沸体系(Azeotropic) 5、深度冷冻体系(Cryogenic) 6、用户定义(Custom)
RadFrac — 应用示例 (2)
如将示例(1)的塔压调到0.01 MPa,全塔压降0.005 MPa,试求满足分 离要求所需的回流比和馏出物流量。
RadFrac — 塔板效率
RadFrac模型可以设定实际塔板的 板效率(Efficiencies)。用户可选用蒸 发效率(Vaporization Efficiencies) 或 墨弗里效率(Murphree Efficiencies), 并选择指定单块板的效率,单个组分 的效率,或者塔段的效率。
DSTWU 简捷精馏(设计)
DSTWU 模块用Winn-UnderwoodGilliland捷算法进行精馏塔的设计,根 据给定的加料条件和分离要求计算最 小回流比、最小理论板数、给定回流 比下的理论板数和加料板位置。
DSTWU —— 连接
DSTWU 模型的连接图如下:
DSTWU — 模型参数
DSTWU模型有四组模型设定参数:
RadFrac —— 冷凝器
冷凝器设定有两组参数:
12 、冷凝器指标 (Condenser 、过冷态(Subcooling ) Specification)
仅仅应用于部分冷凝器。只需指定冷凝温 1)过冷选项(Subcooling option) 度(Temperature)和蒸汽分率(Vapor 二选一:回流物和馏出物都过冷 /仅仅回 Fraction )两个参数之一。 流物过冷。 2)过冷指标(Subcooling specification) 二选一:过冷物温度/过冷度
RadFrac —— 再沸器
热虹吸再沸器需要进行设定: 1、指定再沸器流量
(Specify reboiler flow rate)
2、指定再沸器出口条件
( Specify reboiler outle流量和出口条件
(Specify both flow and outlet condition )
RadFrac — 应用示例 (3)
如果示例(2)中的精馏段的
墨弗里效率为0.45,提馏段的墨弗
里效率为0.55,试求满足分离要求 所需的塔板数和加料板位置。
RadFrac — 报告选项
报告(Report)中有一项对塔板设计 非常重要,即性质选项(Property options) 里的包括水力学参数(Include hydraulic parameters)选项。另外剖形选项(Profile options)里包括哪些塔板(Stages to be included in report)也很有用。
RadFrac — 填料核算
填料核算(Pack rating)计算给 定结构参数的填料的负荷情况,可供 选用的填料类型与“填料设计”中相 同。 “填料设计”与“填料核算”配 合使用,可以完成填料选型和工艺参 数设计。
DSTWU — 计算选项
DSTWU模型有两个计算选项:
1、生成回流比——理论板数关系表 ( Reflux ratio vs. Number of theoretical stages ) 2、计算等板高度 ( Calculate HETP )
DSTWU — 应用示例 (1)
含乙苯30%w、苯乙烯70%w的混合物 (F=1000kg/hr、P=0.12MPa、T=30 C)用精 馏塔(塔压0.02MPa )分离,要求99.8%的乙苯 从塔顶排出,99.9%的苯乙烯从塔底排出,采用 全凝器。求: Rmin,NTmin,R=1.5 Rmin 时的R、NT和NF。
RadFrac — 填料设计
填料设计(Pack sizing)计算选 5 种典型的规整填料: 种典型的散堆填料:
用某种填料时的塔径,共有 1、带孔 、拉西环( 板波填料( RASCHIG MELLAPAK ) 40种填 ) 料供选用,在此仅介绍 5 种典型的 2、带孔 、鲍尔环( 网波填料( PALL) CY) 散堆填料和 5 种典型的规整填料: 3、带缝 、阶梯环( 板波填料( CMR) RALU-PAK) 4、陶瓷 、矩鞍环( 板波填料( INTX) KERAPAK) 5、格栅规整填料( 超级环(SUPER FLEXIGRID RING) )
RadFrac — 应用示例 (4)
在示例(3)的基础上选定 性质选项中的包括水力学参数, 计算后查看结果。
RadFrac — 塔板设计
塔板设计(Tray sizing)计算给定板 间距下的塔径,共有五种塔板供选用: 1、泡罩塔板(Bubble Cap) 2、筛板(Sieve) 3、浮阀塔板(Glistch Ballast) 4、弹性浮阀塔板(Koch Flexitray) 5、条形浮阀塔板(Nutter Float Valve)
RadFrac —— 配置
1、塔板数(Number of Stages) 2、冷凝器(Condenser) 3、再沸器(Reboiler) 4、有效相态(Valid Phase) 5、收敛方法 (Convergence) 6、操作设定 (Operation Specifications)
RadFrac — 配置(冷凝器)
冷凝器配置从四个选项中选择一种: 1、全凝器(Total) 2、部分冷凝-汽相馏出物 (Partial-Vapor) 3、部分冷凝-汽相和液相馏出物 (Partial-Vapor-Liquid) 4、无冷凝器 (None)
RadFrac —配置(再沸器)
再沸器配置从三个选项中选择一种: 1、釜式再沸器(Kettle)
DSTWU — 应用示例 (2)
绘制示例(1)的NT~R关系图,根据该图选 取合理的R值,求取相应的 NT、NF、冷凝 器和再沸器的温度和热负荷。
Distl 简捷精馏(操作)
Distl 模块用 Edmister 方法计算给定 精馏塔的操作结果。 设定:理论板数,加料板位置,回流比, D/F,冷凝器类型。 计算:D和W组成,再沸器和冷凝器热负 荷,塔顶、塔底和加料板温度。
RadFrac —— 流股
1、进料流股(Feed Streams) 指定每一股进料的加料板位置。
2、产品流股(Product Streams) 指定每一股侧线产品的出料板位置及产量。
RadFrac —— 压力
塔内压力设定有三种方式(View) 1、塔顶/塔底(Top/Bottom) 指定塔顶压力、冷凝器压降和塔压降。 2、压力剖型(Pressure Profile) 指定每一块塔板压力。 3、塔段压降(Section Pressure Drop) 指定每一塔段的压降。
RadFrac — 应用示例 (1)
根据DSTWU示例(2)的结果,选取
R=25、NT=61、NF =36 ,用RadFrac 进 行核算。再选取最佳进料板位置进行 核算。
RadFrac — 设计指标
RadFrac 模型带有内部的设计指 标功能,通过Design Specs和Vary两 组参数进行设定。 可以设定多个指标参数和多个变 化参数,但要注意两者间的依赖关系 和自由度必须吻合,否则不能收敛。
4、冷凝器设定 ( Condenser specifications) 3、压力 ( Pressure) 1 、 塔设定 ( Total Column specifications) ( 1 ) 全凝器( condenser) 2 、 关键组分回收率 1) 冷凝器(Condenser) (( 2Key ) 带汽相馏出物的部分冷凝器 ( component recoveries ) stages) ( 1 ) 塔板数( Number of ( Partial condenser with vapor distillate) ( 1 )轻关键组分在馏出物中的回收率 (2) 再沸器(Reboiler) (( 3) 带汽、液相馏出物的部分冷凝器 馏出物中的轻关键组分 2) 回流比(Reflux/进料中的轻关键组分 ratio) ( Partial condenser with vapor and ( 2)重关键组分在馏出物中的回收率 liquid distillate) /进料中的重关键组分 馏出物中的重关键组分
RadFrac — 配置(操作设定)
操作设定从十个选项中选择:
1、回流比(Reflux Ratio) 6 、上升蒸汽比( Boilup Ratio) 2 、回流速率(Reflux Rate ) 7 、上升蒸汽 /进料比( Boilup to Feed Ratio) 3 、馏出物速率( Distillate Rate) 8 、馏出物 /进料比( Distillate to Feed Ratio) 4 、塔底物速率( Bottoms Rate) 9 、冷凝器热负荷( Duty) 5 、上升蒸汽速率(Condenser Boilup Rate) 10、再沸器热负荷(Reboiler Duty)
Distl —— 连接
Distl 模块的连接图如下:
Distl —— 应用示例 (1)
根据DSTWU示例(2)的结果,选取 R=25、NT=61、NF =36 用Distl 进行核 算。再选取NF =20进行核算。
RadFrac 精密分离模块
RadFrac 模块同时联解物料平衡、 能量平衡和相平衡关系,用逐板计算方 法求解给定塔设备的操作结果。 RadFrac 模块用于精确计算精馏 塔、吸收塔(板式塔或填料塔)的分离 能力和设备参数。
RadFrac—— 连接
RadFrac模型的连接图如下:
RadFrac——模型设定
RadFrac 模型具有以下设定表: 1、配置(Configuration) 2、流股(Streams) 3、压力(Pressure) 4、冷凝器(Condenser) 5、再沸器(Reboiler) 6、三相(3-Phase)