chemCAD课件-3陈立宇2012资料
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2024版《有机化学》课件立体化学
药物活性
优化药物分子的立体构型，以提高其与靶标的结合能力和选择性。
药物代谢
考虑药物在体内的代谢过程，避免产生有害的立体异构体。
生物大分子中立体化学问题
蛋白质折叠
蛋白质的空间构象对其功能至关重要，错误的折 叠可能导致疾病。
DNA结构
DNA的双螺旋结构中的碱基对具有特定的空间排 列，影响遗传信息的传递和表达。
周环反应
羰基化合物的反应
如醛酮的亲核加成反应、缩合反应等，涉及 手性传递和立体选择性。
如电环化反应、环加成反应等，探讨其立体 化学过程和产物构型。
02
01
不对称合成
通过手性辅助剂、手性催化剂等实现不对称 合成，获得单一构型产物。
04
03
生物活性物质中立体化学问题
05
探讨
生物活性物质中手性现象及其意义
命名规则及实例解析
命名规则
在立体化学中，化合物的命名需遵循一定的规则，包括确定手性碳原子的构型、指定取代基的位置和编号 等。例如，对于含有手性碳原子的化合物，需在名称中注明其R或S构型。
实例解析
以乳酸为例，其Fischer投影式中，羧基位于上方，羟基位于下方，手性碳原子上的甲基位于右侧。根据 R/S标记法，该化合物为R构型。因此，其系统命名为（R）-2-羟基丙酸。
解析复杂结构
对于复杂分子或难以通过其他手段解析的结构，X射线晶体衍射技术 可以提供精确的结构信息。
核磁共振波谱法在结构鉴定中作用
1 2
确定分子骨架 通过核磁共振波谱法中的一维和二维谱图，可以 解析出分子的骨架结构，包括碳链的长度、支链 的位置等。
识别官能团 核磁共振波谱法可以识别分子中的官能团，如羟 基、羰基、氨基等，从而推断出分子的可能性质。
优化药物分子的立体构型，以提高其与靶标的结合能力和选择性。
药物代谢
考虑药物在体内的代谢过程，避免产生有害的立体异构体。
生物大分子中立体化学问题
蛋白质折叠
蛋白质的空间构象对其功能至关重要，错误的折 叠可能导致疾病。
DNA结构
DNA的双螺旋结构中的碱基对具有特定的空间排 列，影响遗传信息的传递和表达。
周环反应
羰基化合物的反应
如醛酮的亲核加成反应、缩合反应等，涉及 手性传递和立体选择性。
如电环化反应、环加成反应等，探讨其立体 化学过程和产物构型。
02
01
不对称合成
通过手性辅助剂、手性催化剂等实现不对称 合成，获得单一构型产物。
04
03
生物活性物质中立体化学问题
05
探讨
生物活性物质中手性现象及其意义
命名规则及实例解析
命名规则
在立体化学中，化合物的命名需遵循一定的规则，包括确定手性碳原子的构型、指定取代基的位置和编号 等。例如，对于含有手性碳原子的化合物，需在名称中注明其R或S构型。
实例解析
以乳酸为例，其Fischer投影式中，羧基位于上方，羟基位于下方，手性碳原子上的甲基位于右侧。根据 R/S标记法，该化合物为R构型。因此，其系统命名为（R）-2-羟基丙酸。
解析复杂结构
对于复杂分子或难以通过其他手段解析的结构，X射线晶体衍射技术 可以提供精确的结构信息。
核磁共振波谱法在结构鉴定中作用
1 2
确定分子骨架 通过核磁共振波谱法中的一维和二维谱图，可以 解析出分子的骨架结构，包括碳链的长度、支链 的位置等。
识别官能团 核磁共振波谱法可以识别分子中的官能团，如羟 基、羰基、氨基等，从而推断出分子的可能性质。
chemCAD课件资料
单物料换热器工艺设计步骤-4
热力学基础知识
气相：理想气体： 真实气体：SRK、PR、CS、API S、BWRS、GS、MBK
液相：状态方程：SRK、PR、CS、API S、BWRS、GS、MBK 活度系数方程：正规溶液：Van Laar，Margule，MSRK、RS 无热溶液：Wilson、NRTL、UNIQUAC、UNIFIC 电解质溶液：Amine(MEA,DEA脱气)，Sour water(水溶解酸性气或 NH3)、PPAQ(电解质体系) 特殊体系：Henry’s Gas Law，TSRK(甲醇系统)，TEG(三乙二醇对 烃脱水)，Flor-Huggins(聚合物)
公用工程校核 输入以下用于公用工程校核（设计型忽略）
单物料换热器工艺设计步骤-6
估价模式（管壳式、 蒸发器、空冷器、 套管式） 换热器形式（两端 固定、釜式再沸器、 U形管式） 蒸发器形式（强制 循环、长管式、降 膜式）
设备估价
单物料换热器工艺设计步骤-7
第七步，运算
注意提示框信息
单物料换热器工艺设计步骤-8
用户已有四千多家
前
chemCAD能做什么
言
第一章 换热器
chemCAD换热器设计 工艺模拟
设计： 热负荷 换热面积 物料出口状态 公用工程量 分段换热细节 校核： 换热器传热效率
设备设计
直径 长度 折流板 换热管 进出口
优化分析
振动分析 优化设计 逐区域分析
换热器分类
换热器（Heat Exchange） 管壳式（Shell &Tube） 板式（Plate） 套管式（Double） 空冷器（Air Cooler） 加热炉（Fired heater） （LNG Heat Exchange ）
CHEMCAD上课资料
第1节ChemCAD简介本节简要介绍CHEMCAD 的功能、所包含的模拟单元模块、热力学数据库及物性估算模块以及CHEMCAD 的其它特点，通过一个实例，展示了CHEMCAD 的使用方法和部分功能。
本节既可作为CHEMCAD 的入门章，同时，本章提供的实例涉及到了CHEMCAD 的多种功能，故其也可作为后面学习时的参考。
ChemCAD 可以在Windows95、98、XP、NT、2000 下运行，安装时不需要进行特别的配置，只要正确安置了加密锁(或密钥)，一般都能正常运行。
一个计算机的初学者也可独立完成整个系统的安装。
1. CHEMCAD 的功能CHEMCAD 是美国Chemstation 公司推出的一个可用于稳态和非稳态过程的化工过程模拟软件包。
利用CHEMCAD，化学工程师可以进行工程设计、操作优化、技术改造和新工艺的开发，还可通过过程模拟与分析，消除工艺和设备中的瓶颈，降低成本。
工程设计在工程设计中，无论是建设新厂还是对老厂进行改造，ChemCAD 都可以用来选择方案，研究非设计工况的操作及工厂原料处理的灵活性。
通过一系列的工况模拟，可以优化工艺设计、避免错误、估计工艺条件变化对整个装置性能的影响，以确保工厂能在较大范围的操作条件内良好运行。
ChemCAD 可以对板式塔（包含筛板、泡罩、浮阀）、填料塔、管线、换热器、压力容器、孔板、调节阀和安全阀(DIERS)进行设计和核算。
这些模块共享流程模拟中的数据，用户完成工艺计算后，可以方便地进行各种主要设备的核算和设计。
ChemCAD 还提供了设备价格估算功能，用户可以对设备的价格进行初步估算。
优化操作对于老厂，由ChemCAD 建立的模型可作为工程技术人员改进工厂操作、提高产品产率以及减少能量消耗的有力工具，可以用来确定在原料、产品要求和环境条件发生变化时操作条件应该发生的变化。
技术改造ChemCAD 也可模拟研究工厂合理化方案，以消除“瓶颈”问题；或模拟研究采用先进技术改善工厂状况的可行性，如采用改进的催化剂、新溶剂或新的工艺过程操作单元。
chemcad-第一课
ChemCAD数据库内名称 Propane I-Butane I-Butene 1-Butene N-Butane Trans-2-Butene Cis-2-Butene N-Pentane
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.2 开始新的模拟 File-New 创建一个新的模拟 File-Save As 保存这个模拟
利用动态模拟： 1，确定开停工方案；2，计 算特殊的非稳态过程；3，生 产指导和调优。
• 1.2.3 ChemCAD与其他模拟软件比较
ChemCAD ASPEN ProII
应用
石油，炼油和油气 炼油到非理想化学 油/气加工、炼油、 加工 系统 化工、化学、工程 和建筑、聚合物、 精细化工/制药
YES YES YES
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.3 绘制流程图
– 绘制流股
• 制图面板，选择Stream图标，在接近设备时，设备 的图标就会出现可绘制流股的位置标志。
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.4 选择工程单位 Format-Engineering Unit
1.4 ChemCAD模拟步骤
– 确定开停工方案 – 计算特殊的非稳态过程 – 生产指导和调优
1.4 ChemCAD模拟步骤
• 1.4.1 提出问题 用简捷塔模拟脱戊烷精馏塔的设计计算 液相进料压力pF=0.602MPa，温度TF=341.15K， 流率为F=44.9881kmol/h，进料的组分及组成 如下表，塔顶压力为p=0.456MPa，整个塔的 压降为0.05MPa
序号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 丙烷 异丁烷 异丁烯 1-丁烯 正丁烷 反-2-丁烯 顺-2-丁烯 戊烷
分子式 C3H8 C4H10 C4H8 C4H8 C4H10 C4H8 C4H8 C5H12
CHEMCAD.3-热力学
• 假定为理想情况，各参数为0
3-21
ln γ i =
∑ τ ji G ji X j
N
∑
k
j N
+
G ki X k
∑
j
N
∑
k
N
τji = Aji + Bji / T Gji = exp (-αji * τji) α ij =αji T = Temperature in degrees Kelvin
⎡ ⎢ X j G ij ⎢τ ij − G kj X k ⎢ ⎢ ⎣
3-7
示 例
K Model
Ideal Vapor Pressure 状态方程 SRK
状态方程 （PR、SRK、 APIS、BWRS、 CS/GS 及 MSRK） 与K模型相对应（后文） 北京方通正信科技有限公司
(8610) 68910691/92/93
H Model
2.选择热力学模型的原则
依据溶液类型选择适当热力学模型
Global Phase Option 选的K模型可计算三相时 （MARG, NRTL, UNIF, UNIQ），指示软件计算 LLV或LV Water/Hydrocarbon Solubility 规定计算水/烃溶解度的方法 Miscible：用全局K模型计算 Immiscible：用API的方法计算
1.热力学模型所解决的问题
选择热力学模型时的规定项
3-5
• 相平衡
K value Models
• 热平衡
Enthalpy Models
• 物理性质方 法选择
Transport Properties
北京方通正信科技有限公司 (8610) 68910691/92/93
3-21
ln γ i =
∑ τ ji G ji X j
N
∑
k
j N
+
G ki X k
∑
j
N
∑
k
N
τji = Aji + Bji / T Gji = exp (-αji * τji) α ij =αji T = Temperature in degrees Kelvin
⎡ ⎢ X j G ij ⎢τ ij − G kj X k ⎢ ⎢ ⎣
3-7
示 例
K Model
Ideal Vapor Pressure 状态方程 SRK
状态方程 （PR、SRK、 APIS、BWRS、 CS/GS 及 MSRK） 与K模型相对应（后文） 北京方通正信科技有限公司
(8610) 68910691/92/93
H Model
2.选择热力学模型的原则
依据溶液类型选择适当热力学模型
Global Phase Option 选的K模型可计算三相时 （MARG, NRTL, UNIF, UNIQ），指示软件计算 LLV或LV Water/Hydrocarbon Solubility 规定计算水/烃溶解度的方法 Miscible：用全局K模型计算 Immiscible：用API的方法计算
1.热力学模型所解决的问题
选择热力学模型时的规定项
3-5
• 相平衡
K value Models
• 热平衡
Enthalpy Models
• 物理性质方 法选择
Transport Properties
北京方通正信科技有限公司 (8610) 68910691/92/93
Chem3D常用功能使用教程 ppt课件
Solvent-Excluded Volume SVEChemPropStd】选项，使之加入到 【Selected Properties】框中。单击ok，
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83
(4) 检查结构能量
• 模型的输入和输出：以NaCl晶体为例：
• 【File】【Template】选择【NaCl Crystal.C3T】 选择以【Space filling】显示模型。可保存多种格 式，默认格式.c3t。可存为jpg等。
• 还有动画显示功能，可让其绕x轴、y轴、z轴转动， 这样可以从不同角度显示结构，更具立体感。 【Analyze】【Spin About Y Axis】，可通过左下 角调整框放大、缩小、播放、暂停、录制等，还 可存成 Windows AVI Movie（*.avi）格式。
2020/12/2
91
(5) 分子轨道(HOMO及LUMO)
首先用 双键 画出乙 烯分子
2020/12/2
92
2020/12/2
显示轨道时 必须选择
93
选择分子轨道
2020/12/2
94
能量随所选轨 道不同而不同
选择HOMO 轨道
2020/12/2
轨道选项 HOMO和 LUMO各6个
实心显示 （丝网显示 圆点显示 半透明显示）
2020/12/2
14
带状模型常用于生物分子
2020/12/2
15
代表用红蓝两种色彩的立体显示
代表用深色显示模型，就是对于模型的部分 按观察者的角度不同着色 代表显示两个立体结构完全相同的模型
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(4) 检查结构能量
• 模型的输入和输出：以NaCl晶体为例：
• 【File】【Template】选择【NaCl Crystal.C3T】 选择以【Space filling】显示模型。可保存多种格 式，默认格式.c3t。可存为jpg等。
• 还有动画显示功能，可让其绕x轴、y轴、z轴转动， 这样可以从不同角度显示结构，更具立体感。 【Analyze】【Spin About Y Axis】，可通过左下 角调整框放大、缩小、播放、暂停、录制等，还 可存成 Windows AVI Movie（*.avi）格式。
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(5) 分子轨道(HOMO及LUMO)
首先用 双键 画出乙 烯分子
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显示轨道时 必须选择
93
选择分子轨道
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能量随所选轨 道不同而不同
选择HOMO 轨道
2020/12/2
轨道选项 HOMO和 LUMO各6个
实心显示 （丝网显示 圆点显示 半透明显示）
2020/12/2
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带状模型常用于生物分子
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代表用红蓝两种色彩的立体显示
代表用深色显示模型，就是对于模型的部分 按观察者的角度不同着色 代表显示两个立体结构完全相同的模型
Chem3D详解 PPT
5 1.500 0.047 1.008 0.915 0
4
2 1.940 0.044 12.000 0.000 0
4
LJ非键参数
Bond KS Bond Length Dipole Quality 2-5 4.600 1.100 0.000 4 2-2 9.600 1.337 0.000 4
键伸缩参数
等 值
状 态
优 旋转 化停
止
Chem3D详解
文件格式
晶体结构文件 Gaussian输入输出文件
cif文件 pdb文件(蛋白质)
Chem3D详解
晶体结构文件
有机分子晶体: CCDC数据库, OXALAC06.dat 草酸晶体
Pbca空间群 (61)
Chem3D详解
晶体结构文件
无机晶体: ICSD, AMCSD American Mineralogist Crystal Structural Database
Chem3D详解
分子面 探测半径 显示模式 颜色模式
分辨率 选择分子轨道
等值面值
分子面模块
溶剂面 总电子密度面 总自旋密度面 静电势面 分子轨道 清除所有面
Chem3D详解
甲醇
分子面模块
SA面
Connolly面
总电子密度面 isoval=0.01
总电子密度面 /静电势 isoval=0.01
静电势 isoval=1
暂停/开始 停止
Chem3D详解
分子动力学模拟 输出结果
时间(10-15秒) 总能
计算模块 MM2分子动力学模块
势能 温度
Chem3D详解
分子动力学模拟 输出结果
计算模块 MM2分子动力学模块
2012高考立体设计化学苏教版选修3第1单元①知识研习
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
①基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序如右图 所示。
②轨道类型相同时，电子层数愈大，原子轨道能量愈 高，如E3p>E2p。
③电子层数相同时，按轨道类型s、p、d、f能量升高， 如E3d>E3p>E3s。
④电子层数和轨道类型均不同时，原子中的价电子在 外层分布时存在原子轨道能量交错现象。如E4s<E3d<E4p， E5s<E4d<E5p。
(2)根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc来说， 最 后 3 个 电 子 应 先 排 满 4s ， 再 排 3d ， 应 为 1s22s22p63s23p63d14s2，违反了能量最低原理。
(3)对于22Ti来说，3p共有3个轨道，最多可以排6个电 子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。
选修3 物质结构与性质
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
一、原子核外电子的运动特征 1．电子层——多电子原子里，电子分层排布
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
2.原子轨道——同一层上的电子可能在不同轨道上运动 (1)含义 用量子力学描述电子在原子核外空间运动的 ① 主要区域 。 (2)表示及形状 不同形状的轨道可用② s、p、d、f 等表示，s轨道呈③
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
【答案】 (1)洪特规则 (2)能量最低原理 (3)泡利不相容原理
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
【即时巩固1】 已知锰的核电荷数为25，以下是一 些同学绘制的锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准 确表示锰原子核外电子运动状态的是( )
选修3 物质结构与性质
①基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序如右图 所示。
②轨道类型相同时，电子层数愈大，原子轨道能量愈 高，如E3p>E2p。
③电子层数相同时，按轨道类型s、p、d、f能量升高， 如E3d>E3p>E3s。
④电子层数和轨道类型均不同时，原子中的价电子在 外层分布时存在原子轨道能量交错现象。如E4s<E3d<E4p， E5s<E4d<E5p。
(2)根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc来说， 最 后 3 个 电 子 应 先 排 满 4s ， 再 排 3d ， 应 为 1s22s22p63s23p63d14s2，违反了能量最低原理。
(3)对于22Ti来说，3p共有3个轨道，最多可以排6个电 子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。
选修3 物质结构与性质
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
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选修3 物质结构与性质
一、原子核外电子的运动特征 1．电子层——多电子原子里，电子分层排布
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
2.原子轨道——同一层上的电子可能在不同轨道上运动 (1)含义 用量子力学描述电子在原子核外空间运动的 ① 主要区域 。 (2)表示及形状 不同形状的轨道可用② s、p、d、f 等表示，s轨道呈③
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选修3 物质结构与性质
【答案】 (1)洪特规则 (2)能量最低原理 (3)泡利不相容原理
立体设计·走进新课堂
选修3 物质结构与性质
【即时巩固1】 已知锰的核电荷数为25，以下是一 些同学绘制的锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准 确表示锰原子核外电子运动状态的是( )
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同理 利用Shortcut塔进行多组分分离计算步 骤：
第一，建立工艺流程 第二，确定单位 第三，选择物流信息 第四，选择热力学公式 第五，定义入口物料 第六，确定精馏塔计算要求 第七，运算精馏塔 第八，查看工艺计算结果 第九，输出结果
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第五步，输入组分数据
丙酮30%， 甲醇30%， 水 40% （wt%）
组分表可查 看组分性质 选择组分 电解质体系 虚拟组分曲线 固体
热力学推荐体系（首选） 热力学设定体系（已知有更适用的热力学体系） 编辑二分子作用参数(用于真实溶液活度系数公式) 回归二分子作用参数
第三步：输入组分
3.3精馏简捷工艺设计步骤-4
第四步，输入捷算塔入口物料参数（二组分） 查看泡露点等第三 个状态参数
3.3精馏简捷工艺设计步骤-1
设 置 单
位
选 择 组 分 及 热 力 学 体 系
给 定 参 数
运 查 看 结 算 果
设 备 设 计
注意查看计算过程中的提示
3.3精馏简捷工艺设计步骤-1
第一步：建立换热工艺流程 第一步：建立捷算精馏工艺流程
3.3精馏简捷工艺设计步骤-2
第二步：单位选择
3.3精馏简捷工艺设计步骤-3
计算得到冷凝器冷负荷 塔顶和塔底温度 回流量
3.4 tower塔工艺设计步骤-7
第七步，运算
注意提示框信息
回流量
3.4 tower塔工艺设计步骤-8
第八步，查看工艺计算结果
3.4 tower塔工艺设计步骤-9
第九步，输出工艺计算结果
3.4 tower塔工艺设计步骤-9
工艺计算中可初步估算精馏塔塔高和塔径
Tower塔高
Tower内径
3.5 tower塔设备设计步骤-1
Tower Plus塔
3.2闪蒸罐工艺设计-1
第一步：建立闪蒸罐工艺流程
3.2闪蒸罐工艺设计-2
第二步：输入进料物流
3.2闪蒸罐工艺设计-3
第三步：输入闪蒸罐参数
3.2闪蒸罐工艺设计-4
第四步：查看出口气相物流
3.2闪蒸罐工艺设计-4
第五步：查看出口液相物流
3.3精馏的简捷计算
精馏过程一般首先进行简捷计算，对于精馏 过程有一个定性的认识，然后在简捷计算的基 础上进行精馏的严格计算 简捷计算的结论： 理论板数、进料板位置 回流比、冷负荷 热负荷
3.3精馏简捷工艺设计步骤-6
第六步，运算
注意提示框信息
3.3精馏简捷工艺设计步骤-7
第八步，查看工艺计算结果
3.3精馏简捷工艺设计步骤-8
第九步，输出工艺计算结果
3.3精馏简捷工艺设计步骤-9
第十步，工艺计算中可初步估算精馏塔塔板数和进料板位置
精馏塔塔板数 进料板位置
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
反应分离过程 适用体系：可进行反应的体系 分离原理：利用反应进行分离或利用分离促进反应的过程
3.1分离过程分类
平 衡 分 离 过 程
3.1分离过程分类
平衡分离过程 一级平衡分离：闪蒸罐 三相闪蒸罐 多级平衡分离：简捷塔计算 （精馏、吸收）严格塔计算
Lv罐 Lvv罐
Shortcut塔
Tower塔
SCDS塔
3.3精馏简捷工艺设计步骤
利用Shortcut塔进行双组分分离计算步骤：
第一，建立工艺流程 第二，确定单位 第三，选择物流信息 第四，选择热力学公式 第五，定义入口物料 第六，确定精馏塔计算要求 第七，运算精馏塔 第八，查看工艺计算结果 第九，输出结果 优点： 收敛性好 可给出基础数据 适用： 初始设计
第三步：输入组分
3.4 tower塔工艺设计步骤-5
第五步，输入tower塔入口物料参数 查看泡露点等第三 个状态参数
温度、压力、气化 率，三个参数两个 自由度 两种输入物料方法
F6压力单位
3.4 tower塔工艺设计步骤-6
第六步，输入tower塔参数
绿框内为必须输入 选择冷凝器类型 塔顶压力及压降 再沸器热负荷 回流比
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第六步，输入捷算塔参数
绿框内为必须输入 选择设计型或校核型计算 选择冷凝器类型 塔顶压力及压降 关键组分及分离要求 回流比/最小回流比
计算得到热负荷 端点对数平均温差 对数平均温差校核参数 公用工程用量(对校核计算)
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第七步，运算
注意提示框信息
3.4tower塔工艺设计步骤-1
第一步：建立换热工艺流程 第一步：建立精馏工艺流程
3.4 tower塔工艺设计步骤-2
第一步：建立换热工艺流程
第二步：选择单位
3.4 tower塔工艺设计步骤-3
组分表可查 看组分性质 选择组分 电解质体系 虚拟组分曲线 固体
热力学推荐体系（首选） 热力学设定体系（已知有更适用的热力学体系） 编辑二分子作用参数(用于真实溶液活度系数公式) 回归二分子作用参数
温度、压力、气化 率，三个参数两个 自由度 两种输入物料方法 输入： 甲醇40%，水60% (质量分数)等数据
F6压力单位
3.3精馏简捷工艺设计步骤-5
第五步，输入捷算塔参数
绿框内为必须输入 选择设计型计算 选择冷凝器类型 塔顶压力及压降 关键组分及分离要求 回流比/最小回流比
计算得到热负荷 端点对数平均温差 对数平均温差校核参数 公用工程用量(对校核计算)
chemCAD化工分离过程应用 快速入门-3
西北大学 陈立宇 2012年
内容介绍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
前言 第一章.换热过程 第二章.反应过程 第三章.分离过程 第四章.机泵及其他
3.1分离过程分类
平衡分离过程 适用体系：通常对均相混合物进行分离 分离原理：利用互不相溶的两相界面的相平衡关系 速度差分离过程 适用体系：原料为非均相或均相混合物 分离原理：根据物质重力梯度、压力梯度、浓度梯度的差 异，外加一定的场力，促进浓度差分离方法
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第十步，工艺计算中可初步估算精馏塔塔板数和进料板位置
精馏塔塔板数 进料板位置
3.4精馏严格工艺设计
利用tower和SDCS塔进行分离计算步骤： （先以tower为例介绍多组分精馏）
第一，建立工艺流程 第二，确定单位 第三，选择物流信息 第四，选择热力学公式 第五，定义入口物料 第六，确定精馏塔计算要求 第七，运算精馏塔 第八，查看工艺计算结果 第九，输出结果 优点： 精确性高 可给出详细数据 适用： 严格精确设计
第一，建立工艺流程 第二，确定单位 第三，选择物流信息 第四，选择热力学公式 第五，定义入口物料 第六，确定精馏塔计算要求 第七，运算精馏塔 第八，查看工艺计算结果 第九，输出结果
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第五步，输入组分数据
丙酮30%， 甲醇30%， 水 40% （wt%）
组分表可查 看组分性质 选择组分 电解质体系 虚拟组分曲线 固体
热力学推荐体系（首选） 热力学设定体系（已知有更适用的热力学体系） 编辑二分子作用参数(用于真实溶液活度系数公式) 回归二分子作用参数
第三步：输入组分
3.3精馏简捷工艺设计步骤-4
第四步，输入捷算塔入口物料参数（二组分） 查看泡露点等第三 个状态参数
3.3精馏简捷工艺设计步骤-1
设 置 单
位
选 择 组 分 及 热 力 学 体 系
给 定 参 数
运 查 看 结 算 果
设 备 设 计
注意查看计算过程中的提示
3.3精馏简捷工艺设计步骤-1
第一步：建立换热工艺流程 第一步：建立捷算精馏工艺流程
3.3精馏简捷工艺设计步骤-2
第二步：单位选择
3.3精馏简捷工艺设计步骤-3
计算得到冷凝器冷负荷 塔顶和塔底温度 回流量
3.4 tower塔工艺设计步骤-7
第七步，运算
注意提示框信息
回流量
3.4 tower塔工艺设计步骤-8
第八步，查看工艺计算结果
3.4 tower塔工艺设计步骤-9
第九步，输出工艺计算结果
3.4 tower塔工艺设计步骤-9
工艺计算中可初步估算精馏塔塔高和塔径
Tower塔高
Tower内径
3.5 tower塔设备设计步骤-1
Tower Plus塔
3.2闪蒸罐工艺设计-1
第一步：建立闪蒸罐工艺流程
3.2闪蒸罐工艺设计-2
第二步：输入进料物流
3.2闪蒸罐工艺设计-3
第三步：输入闪蒸罐参数
3.2闪蒸罐工艺设计-4
第四步：查看出口气相物流
3.2闪蒸罐工艺设计-4
第五步：查看出口液相物流
3.3精馏的简捷计算
精馏过程一般首先进行简捷计算，对于精馏 过程有一个定性的认识，然后在简捷计算的基 础上进行精馏的严格计算 简捷计算的结论： 理论板数、进料板位置 回流比、冷负荷 热负荷
3.3精馏简捷工艺设计步骤-6
第六步，运算
注意提示框信息
3.3精馏简捷工艺设计步骤-7
第八步，查看工艺计算结果
3.3精馏简捷工艺设计步骤-8
第九步，输出工艺计算结果
3.3精馏简捷工艺设计步骤-9
第十步，工艺计算中可初步估算精馏塔塔板数和进料板位置
精馏塔塔板数 进料板位置
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
反应分离过程 适用体系：可进行反应的体系 分离原理：利用反应进行分离或利用分离促进反应的过程
3.1分离过程分类
平 衡 分 离 过 程
3.1分离过程分类
平衡分离过程 一级平衡分离：闪蒸罐 三相闪蒸罐 多级平衡分离：简捷塔计算 （精馏、吸收）严格塔计算
Lv罐 Lvv罐
Shortcut塔
Tower塔
SCDS塔
3.3精馏简捷工艺设计步骤
利用Shortcut塔进行双组分分离计算步骤：
第一，建立工艺流程 第二，确定单位 第三，选择物流信息 第四，选择热力学公式 第五，定义入口物料 第六，确定精馏塔计算要求 第七，运算精馏塔 第八，查看工艺计算结果 第九，输出结果 优点： 收敛性好 可给出基础数据 适用： 初始设计
第三步：输入组分
3.4 tower塔工艺设计步骤-5
第五步，输入tower塔入口物料参数 查看泡露点等第三 个状态参数
温度、压力、气化 率，三个参数两个 自由度 两种输入物料方法
F6压力单位
3.4 tower塔工艺设计步骤-6
第六步，输入tower塔参数
绿框内为必须输入 选择冷凝器类型 塔顶压力及压降 再沸器热负荷 回流比
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第六步，输入捷算塔参数
绿框内为必须输入 选择设计型或校核型计算 选择冷凝器类型 塔顶压力及压降 关键组分及分离要求 回流比/最小回流比
计算得到热负荷 端点对数平均温差 对数平均温差校核参数 公用工程用量(对校核计算)
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第七步，运算
注意提示框信息
3.4tower塔工艺设计步骤-1
第一步：建立换热工艺流程 第一步：建立精馏工艺流程
3.4 tower塔工艺设计步骤-2
第一步：建立换热工艺流程
第二步：选择单位
3.4 tower塔工艺设计步骤-3
组分表可查 看组分性质 选择组分 电解质体系 虚拟组分曲线 固体
热力学推荐体系（首选） 热力学设定体系（已知有更适用的热力学体系） 编辑二分子作用参数(用于真实溶液活度系数公式) 回归二分子作用参数
温度、压力、气化 率，三个参数两个 自由度 两种输入物料方法 输入： 甲醇40%，水60% (质量分数)等数据
F6压力单位
3.3精馏简捷工艺设计步骤-5
第五步，输入捷算塔参数
绿框内为必须输入 选择设计型计算 选择冷凝器类型 塔顶压力及压降 关键组分及分离要求 回流比/最小回流比
计算得到热负荷 端点对数平均温差 对数平均温差校核参数 公用工程用量(对校核计算)
chemCAD化工分离过程应用 快速入门-3
西北大学 陈立宇 2012年
内容介绍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
前言 第一章.换热过程 第二章.反应过程 第三章.分离过程 第四章.机泵及其他
3.1分离过程分类
平衡分离过程 适用体系：通常对均相混合物进行分离 分离原理：利用互不相溶的两相界面的相平衡关系 速度差分离过程 适用体系：原料为非均相或均相混合物 分离原理：根据物质重力梯度、压力梯度、浓度梯度的差 异，外加一定的场力，促进浓度差分离方法
3.3精馏简捷工艺设计步骤-10
第十步，工艺计算中可初步估算精馏塔塔板数和进料板位置
精馏塔塔板数 进料板位置
3.4精馏严格工艺设计
利用tower和SDCS塔进行分离计算步骤： （先以tower为例介绍多组分精馏）
第一，建立工艺流程 第二，确定单位 第三，选择物流信息 第四，选择热力学公式 第五，定义入口物料 第六，确定精馏塔计算要求 第七，运算精馏塔 第八，查看工艺计算结果 第九，输出结果 优点： 精确性高 可给出详细数据 适用： 严格精确设计