Aspen Plus反应精馏的仿真设计[专业类别].ppt

Reactive Distillation Simulation Reactive Distillation Simulation Reactive Distillation Simulation by Aspen Plusby Aspen Plusby Aspen PlusAspen PlusAspen Plus 反应精馏设计反应精馏设计反应精馏设计反应精馏设计1高级课件2高级课件稳态模拟选择稳态模拟选择Steady-State即可，若即可，若选选择择dynamic将来将来可以可以转转成成动态模拟动态模拟.3高级课件 输入系统输入系统所需的物所需的物质质4高级课件 选选定要使用的定要使用的Databanks (一般一般为为此四此四项项)5高级课件 系系统统中中会会用到的物用到的物质质6高级课件 选选定定热力学热力学模式，模式，HOC表示表示气体气体会产会产生生双双元元体体或三元或三元体体的的现现象象7高级课件选选定定缺少的参数估计缺少的参数估计8高级课件两元体系选用的估计算法两元体系选用的估计算法9高级课件输入两元体系热力学参数输入两元体系热力学参数(从文献从文献或或Aspen Plus 内内建建参数参数)极性、亲水和疏水系数极性、亲水和疏水系数10高级课件反应动力学方程的输入方法11高级课件Reactions —— 对象类型 创创建建化化学学反反应应对对象象时时，，需需赋赋予予对对象象ID和和选选择择对对象象类类型型。

对对于于小小分分子子反反应应，，常常用用的的类类型有三种：型有三种：1、、LHHW 型型 (Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson)2、幂律型、幂律型 (Power Law 反应级数反应级数)3、反应精馏型、反应精馏型 (Reac-Dist)12高级课件反应类型输入选择反应类型输入选择Reac-Dist13高级课件14高级课件 每每每每一一一一个个个个化化化化学学学学反反反反应应应应对对对对象象象象可可可可以以以以包包包包含含含含多多多多个个个个化化化化学学学学反反反反应应应应，，，，每每每每个个个个反反反反应应应应都都都都要要要要设设设设定定定定计计计计量量量量学学学学参参参参数数数数和和和和动动动动力力力力学学学学参参参参数数数数/ /平衡参数平衡参数平衡参数平衡参数 1 1、计量学参数、计量学参数、计量学参数、计量学参数(Stoichiometry)(Stoichiometry) 2 2、动力学参数、动力学参数、动力学参数、动力学参数 (Kinetic)(Kinetic) 3 3、平衡参数、平衡参数、平衡参数、平衡参数 (Equilibrium)(Equilibrium)15高级课件在在计计量量学学表表单单中中为为每每一一个个化化学学反反应应创创建建一一个个对对象象，，并并选选择择对对象象类类型型为为动动力力学学 (Kinetic)或或平平衡衡 (Equilibrium)型型。

输输入入反反应应方方程程式式中中的的化化学学计计量量系系数数(Coefficient)，，对对于于幂幂律律型型反反应应对对象象，，还还要要输输入入动动力力学学方方程程式式中中每每一一个个浓浓度度因因子子的的幂幂指指数数(Exponent)16高级课件 输入输入正反正反应应的方式的方式注意选择注意选择Kinetic 17高级课件输入逆反应输入逆反应的方式的方式18高级课件在在在在动动动动力力力力学学学学表表表表单单单单中中中中为为为为每每每每一一一一个个个个化化化化学学学学反反反反应应应应输输输输入入入入发发发发生反应的相态、动力学参数以及浓度基准生反应的相态、动力学参数以及浓度基准生反应的相态、动力学参数以及浓度基准生反应的相态、动力学参数以及浓度基准幂律型：反应动力学因子幂律型：反应动力学因子幂律型：反应动力学因子幂律型：反应动力学因子(Kinetic factor)(Kinetic factor)即反应即反应即反应即反应速率常数速率常数速率常数速率常数 k k’ ’，它与温度的关系用修正的，它与温度的关系用修正的，它与温度的关系用修正的，它与温度的关系用修正的ArrheniusArrhenius方程表示方程表示方程表示方程表示：：19高级课件 输入输入正反正反应动力应动力式式数值数值注意单位注意单位20高级课件浓度基准浓度基准([Ci] basis)有以下几种有以下几种：：• 摩尔浓度摩尔浓度 (Molarity) , kmol/m3• 质量摩尔浓度质量摩尔浓度 (Molality) , mol/kg water• 分压分压 (Partial pressure) , Pa• 质量浓度质量浓度 (Mass Concentration) , kg/m3• 摩尔分率摩尔分率 (Mole fraction) , , ——• 质量分率质量分率 (Mass fraction) , , ——21高级课件输入输入逆反逆反应动力应动力式式数值数值22高级课件程序输入方法23高级课件 选择选择Columns，，后选后选择择STRIP124高级课件 将将塔塔顶顶物流物流与与冷凝器冷凝器进进行行连连接接25高级课件 加入加入Decanter26高级课件First Liquid (water)27高级课件有有机机相回流至反相回流至反应应蒸蒸馏馏塔塔28高级课件 物流名物流名称称29高级课件30高级课件进料流的输入31高级课件废废酸酸进进料料32高级课件丁醇丁醇进进料料33高级课件反应蒸馏塔内操作方法34高级课件选择选择VLE，，并选择并选择Strong non-ideal liquid ，，设设定定Duty35高级课件输入输入各股流各股流进进入塔入塔内内的的塔板位塔板位置置输入输入各股流出去塔外的塔各股流出去塔外的塔板位置及板位置及状态状态36高级课件37高级课件反反应应段之段之起起始塔板始塔板与终与终止塔板止塔板38高级课件输入输入塔中的塔中的holdup39高级课件设设定定Tray Sizing40高级课件决决定塔定塔顶顶到塔底的到塔底的tray type，，反反应应蒸蒸馏馏塔塔选选Bubble Cap41高级课件同同tray sizing超超过过0.1524则压则压力需要自己力需要自己给给定定holdup的的设计设计42高级课件分相槽及冷凝器操作方法43高级课件 Decanter之操作之操作压压力及力及温温度度因因为为水水为为第一液第一液相，所以酯相，所以酯为为第第二液相二液相44高级课件冷凝器操作冷凝器操作状态状态有效相有效相45高级课件收敛方法设定46高级课件收收敛设敛设定的相定的相对误差对误差全局全局收收敛的设敛的设定定47高级课件选择选择收收敛敛的方法的方法Ø 每个设计规定和撕裂流都有一个相关联的收敛模块。

每个设计规定和撕裂流都有一个相关联的收敛模块Ø 收敛模块确定撕裂流或设计规定的操作变量的推测值收敛模块确定撕裂流或设计规定的操作变量的推测值在迭代过程中的更新方法在迭代过程中的更新方法Ø Aspen Plus定义的收敛模块的名字以字符定义的收敛模块的名字以字符“$.”开头 48高级课件收敛模块的类型•不同类型的收敛模块是用于下列不同用途的：要收敛撕裂流，请用:•WEGSTEIN •DIRECT•BROYDEN•NEWTON要收敛设计规定，请用:•SECANT•BROYDEN•NEWTON要收敛设计规定和撕裂流，请用:•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49高级课件选择选择收收敛敛的次的次数数50高级课件执行与结果操作51高级课件塔塔内浓度分布内浓度分布52高级课件Tray sizing的的column diameter参考值参考值53高级课件冷凝器冷凝器负荷负荷54高级课件55高级课件END56高级课件。