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1、1,暑期认识实习ASPEN PLUS软件培训优化和撕裂流,2010.07,陈定江 副研究员 清华大学化学工程系 Email: Tel: 136-9353-0842,2,收敛模块的类型,要收敛撕裂流，请用: WEGSTEIN DIRECT BROYDEN NEWTON 要收敛设计规定，请用: SECANT BROYDEN NEWTON 对于优化，请用: SQP COMPLEX 在Convergence ConvOptions Defaults窗体上可以规定全局的收敛选项。,3,课堂练习：优化,目的: 优化一个过程的蒸汽使用。 两个闪蒸塔，TOWER1 和TOWER2分别在19.7和18.7 ps
2、ia绝压下绝热运行。物流FEED中含有1400 lb/hr 的二氯甲烷和 98600 lb/hr 的水，温度为100oF，压力为24 psia。物流 STEAM1 和 STEAM2 为200 psia绝压下的饱和蒸汽，流量范围为1000 lb/hr 到 20,000 lb/hr 。物性用NRTL方法。 问题：使物流 STEAM1 和 STEAM2 中的蒸汽总用量最少。要保证容差在1/10 ppm之内，从 TOWER2 出来的物流EFFLUENT中的二氯甲烷的最大允许浓度应为150 ppm（质量）。,4,优化模型,Q: 如何在Aspen中表达优化模型？,Q: 如何在Aspen中求解优化模型？,5
3、,课堂练习：撕裂流,收敛下面的流程。,LIQ,VAPOR,FEED-HT,FEED,BOT,DIST,BOT-COOL,GLYCOL,塔,预热器,预闪蒸器,T=165 F,P=15 psia,100 lbmol/hr,XH20 = 0.4,XMethanol = 0.3,XEthanol = 0.3,Area = 65 sqft,DP=0,Q=0,NSTAGES=10,Mole-RR=5,D:F=0.2,FEEDS ON STAGE 5,P=1 atm,使用 NRTL-RK 物性方法,T=70 F,P=35 psia,50 lbmol/hr Ethylene Glycol,6,撕裂流,要确定由
4、Aspen Plus选择的撕裂流，请看Control Panel（控制面板）中的“Flowsheet Analysis（流程分析）”部分。 用户确定的撕裂流可在 Convergence Tear 窗体上进行规定。 为撕裂流提供估计值可以促进或者加快流程收敛（极力推荐，否则缺省值为零）。 如果你输入了“回路”中的某个物流的信息， Aspen Plus会自动设法把该物流选为撕裂流。,7,选做练习,1. 模拟一个认识实习中了解过的单元操作。 或者 2. 对下页的环己烷生产流程进行模拟和分析。,8,环己烷生产过程,目的:创建一个流程来模拟环己烷生产过程 环己烷可以用苯加氢反应得到，反应如下: C6H6
5、+3 H2 = C6H12 在进入固定床接触反应器之前，苯和氢气进料与循环氢气和环己烷混合。 假设苯转化率为 99.8%。 反应器出料被冷却，轻气体从产品物流中分离出去。 部分轻气体作为循环氢气返回反应器。 从分离器出来的液体产品物流进入蒸馏塔进一步脱除溶解的轻气体，使最终产品稳定。部分环己烷产品循环进入反应器，辅助控制温度。,9,C6H6 + 3 H2 = C6H12,用 RK-SOAVE 物性方法,Bottoms rate = 99 kmol/hr,P = 25 bar,T = 50 C,Total flow = 330 kmol/hr,T = 40 C,P = 1 bar,Benzene
6、 flow = 100 kmol/hr,T = 150C,P = 23 bar,T = 200 C,Pdrop = 1 bar,Benzene conv =,0.998,T = 50 C,Pdrop = 0.5 bar,去物流 H2RCY的流量为92%,去物流 CHRCY的流量为30%,Stages = 12,Reflux ratio = 1.2,只有气体蒸馏物 的部分冷凝器,P = 15 bar,Feed stage = 8,10,灵敏度分析,A: 当LFLOW中的循环分流分率从0.1到0.4改变时，绘制反应器负荷(模块 REACT)随之变化的曲线。 B: 除改变循环分流分率外, 把苯转化率从 0.9 改变到 1.0，制成反应器负荷表，绘制参数图，显示反应器负荷对循环分流分率和苯转化率的依赖关系。,目的:用灵敏度分析研究环己烷流程中循环流率的变化对反应器负荷的影响。,11,设计规定,环己烷生产流程是现有装置的一个模型 。围绕反应器的冷却系统能够处理的最大负荷为 4.7 MMkcal/hr。确定所需的循环环己烷量以保证该反应器的冷却负荷为该量 。,目的:对于环己烷用流程，采用设计规定，通过改变循环流率确定反应器热负载。,12,作业提交期限,9月3日以前（星期五，研究训练基础课程第2周的周末） 将电子版按照命名规则 (班号+姓名.doc/docx)发送到 ,