Элемент колонны абсорбции представляет собой простейшую колонну. Количество входов ограничено пятью, причем подача жидкости на верхнюю секцию и газа на нижнюю секцию – обязателен. Таким образом, допускается до трех входов на промежуточные секции. Необхордимо задавать выход для газа с верхней секции и выход для жидкости с нижней секции. Допускается до трех выходов (отборов) с промежуточных секций. Нумерация секций считается сверху, номера первой и последней секции отображены на колонне.

На первой вкладке диалога (рис.9.1.2) показана схема колонны и все присоединенные потоки. В районе верхней и нижней секции слева от колонны в режиме создания связей показаны две точки для подключения датчиков к флюидам этих секциях.

На вкладке "структура колонны" (рис.9.1.3) задается количество секций, номера секций входных и выходных потоков. Для входных потоков имеется три опции разделения: "разделение по жидкости", "разделение по газу" и "без разделения". При разделении по жидкости, жидкая и водная фазы подводятся к указанной секции, а газовая – на секцию выше (указанный номер секции минус один). При разделении по газу, газовая фаза подводится к указанной секции, а жидкая и водная фазы – на секцию ниже (указанный номер секции плюс один). При отсутсвтии разделения все три фазы подаются на указанную секцию. Если поток, подаваемый на верхнюю секцию имеет газовую фазу, то при разделении по газу или по жидкости будет сгенерирована ошибка и колонна будет переведена в режим миксера. При этом все входные потоки смешиваются и производится разделение по фазам при температуре, определенной из условия сохранения энтальпии. Аналогично будет сгенерирована ошибка, если поток, подаваемый на нижнюю секцию имеет жидкую или водную фазу, и при этом выбрана опция разделение по жидкости или по газу. Выбор опции без разделения для верхней и нижней подачи позволяет избежать генерации ошибок, его следует делать при незначительных долях газа в верхней подаче и жидкости в нижней подаче.

Для дополнительных выводов следует указать номер секции, фазу (газ или жидкость) и один из вариантов задания: по доле, по массовому или молярному потоку. Следует заполнить число для одного варианта, а остальные оставить пустыми. Для молярного и массового потоков в таблице приводятся безразмерные величины, которые умножаются на размерные коэффициенты, расположенные выше таблицы.

Имеется несколько вариантов задания профиля давления по колонне (рис.9.1.4) – постоянное по какому-либо входному потоку, постоянное с заданным значением, линейное с заданными значениями. При выборе задания по среднему потоку выбирается первый входящий поток с промежуточных секций с ненулевым расходом.

Задание подовода и отвода энергии производится на соотвествующей вкладке (рис.9.1.5). Общие теплопотери генерируют одинаковые отрицательные потоки энергии на все секции, в сумме равные указанной величине. Подводы и отводы энергии заносятся в таблицу во второй столбец со знаком плюс и минус соответственно, в первом же столбце указывается номер секции.

Настройки решателя приведены на странице диалога "настройки расчета" (рис.9.1.6). Для нахождения решения в колонне используется метод InsideOut [ 14 ]. Расчет колонны ведется для двухфазного состояния. При наличии во входе третьей фазы будет сгенерирована ошибка, а колонна переведена в режим миксера. Для подавления этой ошибки следует отключить флаг "генерировать ошибку при наличии третьей фазы", при этом следует быть уверенным, что в каждой секции имеется двухфазное равновесие без углеводородной жидкой фазы.

Настройки алгоритма по умолчанию призваны обеспечивать стабильность расчета при разных входных данных.

Метод Бройдена во внутренних итерациях позволяет избегать расчета матрицы Якоби и сокращает время расчета.

Линеаризация приращения энтальпии в ряде случаев приводит к снижению времени счета за счет создания линейной модели приращения энтальпии для внутренних итераций и полноценного расчета энтальпии только на внешних итерациях метода. Для колонн с ребойлером или конденсатором эта опция не всегда сохраняет сходимость метода.

При упрощенной инициализации начальный профиль температур и долей компонент принимается постоянным по высоте колонны. Отключение этой опции для колонн ребойлером или конденсатором позволяет получить ускорение расчета за счет неоднородного по высоте колонны начального приближения, но иногда приводит к расходимости.

Шаг численного дифференцирования задает приращение внутренних переменных при расчете матрицы Якоби на старте внутренних итераций.

Максимальное приращение температуры призвано ограничить шаги вдоль направления с целью избегания расходимости. Иногда полезно уменьшить значение по умолчанию.

Шаг численного дифференцирования по температуре используется для получения коэффициентов линеаризованной модели приращения энтальпии и для зависимостей коэффициентов активности от температуры. Положительное влияние на сходимость может оказать увеличение этого параметра.

Порог при поиске вдоль направления задает минимальный шаг, по достижению которого алгоритм перестает уменьшать шаг и переходит к внешней итерации.

Отдельно задаются точность для внутренних и для внешних итераций, а также максимальное количество итераций. В среднем алгоритм сходится от 4 до 20 внешних итераций.

В ряде случаев, например с подачей орошения на верхнюю тарелку после охлаждения газового продукта этой же колонны, возникает проблема запуска расчета. Контур орошения формирует замкнутый контур с автоматическим рециклом. При первой итерации поток рецикла и, соответственно, орошение имеют нулевые расходы, что не позволяет корректно рассчитать колонну и запустить дальнейшие итерации уже при ненулевом орошении. Для преодоления этой ситуации в колоннах предусмотрен режим инициализации (рис.9.1.7). Во-первых, при включенном флаге "Предварительный расчет при перераспределении жидкого и газового входных потоков" жидкие фазы входных потоков подаются на верннюю тарелку, а газовые фазы – на нижнюю тарелку. Если колонна при этом не считается, или же флаг отключен, колонна переводится в режим сепаратора.

В режиме сепаратора возможно три режима. В первом все входные потоки смешиваются и сепарируются при полученной в результате смешения температуре, газовая фаза подается на верхний выход, жидкая – на нижний. При этом имеется возможность часть газовой фазы перенаправить на нижний выход, а часть жидкой фазы на верхний выход. Доли задаются специальными параметрами в диалоге ниже выбора типа сепарации. Второй режим сепарации отличается от первого ручным заданием температуры сепарации. При третьем режиме температура сепарации подбирается исходя из заданного соотношения мольных расходов газа к жидкости. Как и в первом режиме, после сепарации доли газа и жикости могут быть перенаправлены.

Инициализация колонны активируется только если простой расчет колонны не дает результата. Колонна генерирует предупреждение, показываемое во всплывающей подсказке, но общие итерации не блокируются. Если колонна так и осталась в режиме инициации, расчет не считается сошедшимся.

В режиме инициализации активируются только основные выходы колонны, все дополнительные выходы получают нулевые расходы вне зависимости от типа их задания.

Результаты по секциям колонны доступны на последней вкладке диалога оборудования (рис.9.1.8).