ASPENPLUS软件讲座.优化和撕裂流.ppt

暑期认识实习暑期认识实习ASPEN PLUS软件培训软件培训优化和撕裂流优化和撕裂流2010.07陈定江 副研究员清华大学化学工程系Email: chendj@Tel: 136-9353-08422021/6/41收敛模块的类型要收敛撕裂流撕裂流，请用:•WEGSTEIN •DIRECT•BROYDEN•NEWTON要收敛设计规定设计规定，请用:•SECANT•BROYDEN•NEWTON对于优化优化，请用:•SQP•COMPLEX•在Convergence ConvOptions Defaults窗体上可以规定全局的收敛选项2021/6/42课堂练习：优化目的目的: 优化一个过程的蒸汽使用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 psia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）2021/6/43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？2021/6/44课堂练习：撕裂流收敛下面的流程收敛下面的流程LIQVAPORFEED-HTFEEDBOTDISTBOT-COOLGLYCOL塔塔预热器预热器预闪蒸器预闪蒸器T=165 FP=15 psia100 lbmol/hrXH20 = 0.4XMethanol = 0.3XEthanol = 0.3Area = 65 sqftDP=0Q=0NSTAGES=10Mole-RR=5D:F=0.2FEEDS ON STAGE 5P=1 atm使用使用 NRTL-RK 物性方法物性方法T=70 FP=35 psia50 lbmol/hr Ethylene Glycol2021/6/45撕裂流•要确定由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2021/6/46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2021/6/47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+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2021/6/48 C6H6 + 3 H2 = C6H12用用 RK-SOAVE 物性方法物性方法Bottoms rate = 99 kmol/hrP = 25 barT = 50 CMolefrac H2 = 0.975N2 = 0.005CH4 = 0.02Total flow = 330 kmol/hrT = 40 CP = 1 barBenzene flow = 100 kmol/hrT = 150CP = 23 barT = 200 CPdrop = 1 barBenzene conv =0.998T = 50 CPdrop = 0.5 bar去物流去物流 H2RCY的流量为的流量为92% 去物流去物流 CHRCY的流量为的流量为30% Stages = 12Reflux ratio = 1.2只有气体蒸馏物只有气体蒸馏物的部分冷凝器的部分冷凝器P = 15 barFeed stage = 8REACTFEED-MIXH2INBZINH2RCYCHRCYRXINRXOUTHP-SEPVAPCOLUMNCOLFDLTENDSPRODUCTVFLOWPURGELFLOW通过在通过在 97到到 101 kmol/hr之间改变来指定环己烷摩尔回收率为之间改变来指定环己烷摩尔回收率为0.99992021/6/49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2021/6/410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 目的目的: :对于环己烷用流程，采用设计规定，通过改变循环流率对于环己烷用流程，采用设计规定，通过改变循环流率确定反应器热负载确定反应器热负载 2021/6/411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 chendj@2021/6/412部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！。