【正文】 正、逆反應均為 2級反應。 反應速率常數(shù) (摩爾分數(shù) )： 正反應： k=1303456000EXP(706600/RT) 逆反應： k=390197500EXP() 理論版數(shù) 30，反應段 525塔板，回流溫度 50℃ 。 分離要求：產品乙酸丁酯含量大于 ，丁醇摩爾收率大于 90%；廢水中水的摩爾分數(shù)大于 。 求：兩股產物的流率與組成。 39/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 含循環(huán)流的流程 化工生產中真實的工藝流程都含有循環(huán)流或旁路流。 ASPEN PLUS采用序貫模塊法進行模擬計算，該方法要求所有進料物流的數(shù)據(jù)已知后才能進行計算，每個單元操作模塊按流程順序執(zhí)行，每個模塊計算出來的輸出流股被作為下一個模塊的進料使用。如果流程中沒有循環(huán)物流，計算簡單快捷。 F E E DB O TB O T C O O LF E E D H TV A P O RL I QG L Y C O LD I S TP R E H E A T RP R E F L A S HC O L U M N40/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 含循環(huán)流的流程 帶有循環(huán)回路的流程計算必須循環(huán)求解，流程的執(zhí)行要求選擇撕裂流股，也就是具有所有由循環(huán)確定的組分流、總摩爾流、壓力和焓的循環(huán)流股，它可以是一個回路中的任意一股流股。若只有簡單的一兩股物流循環(huán)，軟件會自己判斷選擇撕裂流股，對循環(huán)物流賦值。 每個撕裂流股都有一個相關的收斂模塊，由 ASPEN PLUS 生成收斂模塊的名字，以字符 $ 開始。但是如果流程較復雜，為加快收斂，人為對撕裂流股賦值會較容易得到結果。 對于復雜的多循環(huán)回路的流程，有效地加速收斂方法，一是將流程分段或分節(jié)后運算，二是將循環(huán)回路撕裂，根據(jù)物流守恒或著估算，給循環(huán)物流的下一次計算賦值（溫度，壓力，流量，組成），然后計算，根據(jù)計算結果，再把計算結果作為下次賦值填入，反復迭代，直至循環(huán)物流相差很小時，再把撕裂流股接上計算，這樣會很快收斂。 41/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 含循環(huán)流的流程 例 218。 萃取精餾與溶劑回收組合流程。 以苯酚為萃取溶劑，用萃取精餾方法分離等摩爾甲苯、正庚烷的混合物。要求把溶劑再生塔的塔釜溶劑返回到萃取精餾塔循環(huán)使用，計算流程如附圖，求正常生產時需要補充的萃取溶劑流率。 42/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 含循環(huán)流的流程 例 219．均相共沸物的分離 變壓精餾分離乙醇和苯。 在常壓下乙醇和苯形成二元共沸物，共沸溫度 ℃ ，共沸物含乙醇 摩爾分數(shù)。 在 1333 kPa壓力下，共沸溫度變?yōu)?159℃ ，共沸組成為含乙醇 摩爾分數(shù)。在低于共沸組成的含量范圍內，乙醇是易揮發(fā)組分。若進料流率為 100 kmol/h，進料含乙醇 ，要求乙醇產品純度為 99％，苯產品純度 99％。求 : ⑴ 繪制雙壓精餾流程實現(xiàn)該物系的分離 。 ⑵ 確定各產品的流率和循環(huán)物科的流率。 43/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 含循環(huán)流的流程 例 220．非均相共沸物的分離 丁醇脫水。 用雙塔共沸精餾系統(tǒng)實現(xiàn)正丁酵的脫水。進料流率 F＝ 5000 kmol/h，原料含水 28％摩爾分數(shù)，汽液進料，氣相分率 30％。要求產品丁醇相含水 ，水相含水 。操作壓力 kPa。飽和液體回流，兩塔均采用再沸器加熱。 求：⑴產品流率；⑵兩塔理論塔板數(shù)和進料位置。 44/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 含循環(huán)流的流程 例 221．二氯乙烷裂解制氯乙烯。 二氯乙烷熱裂解生成氯乙烯反應是強吸熱反應，反應式為 : ClCH2CH2Cl→CH 2＝ CHCl + HCl 當二氯乙烷單程轉化率在 50％～ 55％范圍內變化時 , 求裂解反應器、淬冷器、精餾塔等設備熱負荷的變化。 45/40 2023 kmol/h， 20 ℃ ， MPa 500 ℃ , Mpa, dP= bar，過冷 5 ℃ CHCl VCM 南京工業(yè)大學 包宗宏 分離復雜組成混合物 原油是烴類化合物和雜質組成的寬沸程的混合物，其組成復雜難以定量分析，經過多級蒸餾可分離得到各種各樣的石油產品。 與普通物料的蒸餾一樣，原油蒸餾也是利用原油中各組分相對揮發(fā)度的不同而實現(xiàn)各餾分的分離。但原油是復雜烴類混合物，各種烴 (以及烴與烴形成的共沸物 )的沸點由低到高幾乎是連續(xù)分布的，不能按常規(guī)方法定義確切的全組成分布，常用表征油品性質的方法有三個特征值和三條蒸餾曲線。 三個特征值分別是油品的平均分子量、密度（或 API密度）和特性因素 K值（ UOP K值）； 三條蒸餾曲線分別是實沸點蒸餾曲線（ TBP）、恩氏蒸餾曲線（ ASTM D86）和平衡氣化曲線（ ASTM D1160）。 46/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 分離復雜組成混合物 原油是復雜烴類混合物，各種烴 (以及共沸物 )的沸點由低到高幾乎是連續(xù)分布的，一般是根據(jù)產品要求按沸點范圍分割成輕重不同的餾分，因此，原油蒸餾塔特點為： ① 有多個側線出料口，原油蒸餾各餾分的分離精確度不要求像純化合物蒸餾那樣高， 有 多個側 線 口 (一般有 3～ 4個 )。 ② 提濃段很短。原油蒸餾塔底物料很重，不宜在塔底供熱。但通常在塔底通入過熱水蒸氣，使較輕餾分蒸發(fā)，一般提濃段只有 3～ 4塊塔板。 ③ 中段回流。原油各餾分的平均沸點相差很大，造成原油蒸餾塔內蒸氣負荷和液體負荷由下向上遞增。為使負荷均勻并回收高溫下的熱量，采用中段回流取熱 (即在塔中部抽出液體 ,經換熱冷卻回收熱量后再送回塔內 )。通常采用 2～ 3個中段回流。 47/40 南京工業(yè)大學 包宗宏 分離復雜組成混合物 例 222. 原油初餾塔模擬計算。 求輸出物料的標準體積流率、 API密度、 60 F時的密度、以液體體積為基準的實沸點曲線、 ASTM D86蒸餾曲線、 ASTM D1160蒸餾曲線。 48/40 105 bbl/d， 93℃ , bar, API 204 ℃ 、 bar, 2270 kg/h。 ℃ ， bar N=8 南京工業(yè)大學 包宗宏 演講完畢，謝謝觀看！