工藝流程模擬課件(編輯修改稿)
2025-03-22 15:45 本頁面
【文章內容簡介】 reams） 初始化后 ， 重新運行模擬 ， 控制面板依然出現(xiàn)警告和錯誤 ， 此時需要修改收斂算法 。 帶循環(huán)的工藝流程模擬 ? 改變收斂算法 將默認的撕裂物流收斂算法 （ Default convergence methods） 改為牛頓法 （ Newton） 進行計算 （ 撕裂物流不變 ） 初始化后 ， 重新運行模擬 ， 控制面板顯示結果可行 。 帶循環(huán)的工藝流程模擬 ? 查看結果 選擇 Streams∣ BETHNOL∣ Results， 在 Material頁面可看到 DIST2模塊塔底物流 （ BETHNOL） 中乙醇 （ETHAN01） 的摩爾分數(shù)為 ? 結論 模擬帶有循環(huán)的工藝過程時 ，使用 Aspen Plus默認的撕裂物流和收斂方法可能不收斂 ， 此時可以嘗試改變撕裂物流或收斂方法 ， 使流程收斂 。 ? 工藝流程模擬經驗總結 工藝流程模擬 ? 1. 將總流程劃分為一系列子流程； ? 2. 每個子流程使用準確的物性方法； ? 3. 模擬子流程時 ， 首先只進行物料衡算； ? 4. 計算時先采用系統(tǒng)默認設置 ， 如收斂算法采用默認的韋格斯坦算法 ， 一般此算法能解決多數(shù)問題； ? 5. 最初計算時使用簡單的設計規(guī)定； ? 6. 隨著流程的建立 ， 嚴格模塊逐步替代簡單模塊 ， 并進行能量衡算； ? 7. 嚴格模塊首先單獨運行 ， 模塊參數(shù)以簡單模塊計算結果為初值； 工藝流程模擬 ? 8. 當帶循環(huán)的子流程用到嚴格模塊時 ， 將簡單模塊的計算結果作為其撕裂物流的初值； ? 9. 如果 Aspen Plus選定的撕裂物流不合適 ， 則定義新的撕裂物流 ， 同時重新確定收斂模塊和收斂順序； ? 10. 當所有子流程計算完成后 ， 將其組合為一個完整的流程 。 此時的流程計算可能需要改變撕裂物流 ， 設計規(guī)定也逐步嚴格直到整個流程收斂 。 ? 工藝流程模擬經驗總結 工藝流程模擬 ? 示例：苯乙烯的生產 乙苯催化脫氫生產苯乙烯的簡化工藝流程圖如圖 102所示 。 圖 102 乙苯催化脫氫生產苯乙烯的簡化工藝流程圖 苯乙烯的生產 ——問題描述 1. 乙苯轉化為苯乙烯的催化脫氫反應式如下： C8H10（ g） → C8H8（ g） +H2（ g） 反應器中通入蒸汽 ， 其目的是抑制副反應； 2. 物流 1是新鮮乙苯 ， 循環(huán)物流 15的主要成分是乙苯 ，這兩股物流進入混合器 A得到物流 3， 然后通過加熱器 B加熱到 500℃ ， 得到物流 4； 3. 循環(huán)物流 11的主要成分是水 ， 物流 14是補充水 ， 這兩股物流進入混合器 E得到物流 13， 溫度是 50℃ ； 4. 物流 13被加熱器 D加熱到 700℃ ， 得到物流 5， 和物流4一起進入混合器 C， 得到物流 6， 溫度是 560℃ ； 5. 物流 6進入反應器 F， 反應器出口物流 7的溫度是560℃ ， 壓力是 ， 反應轉化率是 35%； 苯乙烯的生產 ——問題描述 6. 物流 7在兩相閃蒸器 G中冷卻到 50℃ ， 得到富含 H2的物流 9， 去流程的其他部分 。 物流 8在分相器 H中進一步冷卻到25℃ ， 分離出水相物流 11和有機相物流 10； 7. 物流 10在精餾塔 J中進行乙苯和苯乙烯的分離 ， 塔底得到富含苯乙烯的物流 12；塔頂?shù)玫礁缓冶降奈锪?2， 經過冷卻器 K被冷卻得到物流 15。 該工藝過程的進料條件： 物流 1：純乙苯 ， 摩爾流率為 ， 溫度為25℃ ， 壓力為 ； 物流 14：純水 ， 摩爾流率為 ， 溫度為25℃ ， 壓力為 。 苯乙烯的生產 ——問題描述 物性方法采用 UNIQUAC， 系統(tǒng)的二元交互作用參數(shù)如表102所示 。 組分 i 組分 j 苯乙烯 苯乙烯 乙苯 乙苯 水 水 溫度單位 ℃ ℃ ℃ Aij 0 0 0 Aji 0 0 0 Bij Bji 溫度下限 90 20 20 溫度上限 100
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