推薦ASPEN-PLUS-軟件講座.優(yōu)化和撕裂流

1、12010.07陳定江 副研究員清華大學化學工程系email: tel: 136-9353-08422收斂模塊的類型要收斂撕裂流撕裂流，請用: wegstein direct broyden newton要收斂設(shè)計規(guī)定設(shè)計規(guī)定，請用: secant broyden newton對于優(yōu)化優(yōu)化，請用: sqp complex 在convergence convoptions defaults窗體上可以規(guī)定全局的收斂選項。3課堂練習：優(yōu)化目的目的: 優(yōu)化一個過程的蒸汽使用。優(yōu)化一個過程的蒸汽使用。兩個閃蒸塔，tower1 和tower2分別在19.7和18.7 psia絕壓下絕熱運行。物流feed中

2、含有1400 lb/hr 的二氯甲烷和 98600 lb/hr 的水，溫度為100of，壓力為24 psia。物流 steam1 和 steam2 為200 psia絕壓下的飽和蒸汽，流量范圍為1000 lb/hr 到 20,000 lb/hr 。物性用nrtl方法。問題：使物流 steam1 和 steam2 中的蒸汽總用量最少。要保證容差在1/10 ppm之內(nèi)，從 tower2 出來的物流effluent中的二氯甲烷的最大允許濃度應(yīng)為150 ppm（質(zhì)量）。4優(yōu)化模型q: 如何在aspen中表達優(yōu)化模型？q: 如何在aspen中求解優(yōu)化模型？5課堂練習：撕裂流收斂下面的流程。收斂下面的流程

3、。liqvaporfeed-htfeedbotdistbot-coolglycol塔塔預熱器預熱器預閃蒸器預閃蒸器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 glycol6撕裂流 要確定由aspen plus選擇的撕裂流，請看control panel（控

4、制面板）中的“flowsheet analysis（流程分析）”部分。 用戶確定的撕裂流可在 convergence tear 窗體上進行規(guī)定。 為撕裂流提供估計值可以促進或者加快流程收斂（極力推薦，否則缺省值為零）。 如果你輸入了“回路”中的某個物流的信息， aspen plus會自動設(shè)法把該物流選為撕裂流。7選做練習 1. 模擬一個認識實習中了解過的單元操作。或者 2. 對下頁的環(huán)己烷生產(chǎn)流程進行模擬和分析。8環(huán)己烷生產(chǎn)過程目的:創(chuàng)建一個流程來模擬環(huán)己烷生產(chǎn)過程環(huán)己烷可以用苯加氫反應(yīng)得到，反應(yīng)如下:c6h6+3 h2 = c6h12在進入固定床接觸反應(yīng)器之前，苯和氫氣進料與循環(huán)氫氣和環(huán)己烷

5、混合。 假設(shè)苯轉(zhuǎn)化率為 99.8%。反應(yīng)器出料被冷卻，輕氣體從產(chǎn)品物流中分離出去。 部分輕氣體作為循環(huán)氫氣返回反應(yīng)器。從分離器出來的液體產(chǎn)品物流進入蒸餾塔進一步脫除溶解的輕氣體，使最終產(chǎn)品穩(wěn)定。部分環(huán)己烷產(chǎn)品循環(huán)進入反應(yīng)器，輔助控制溫度。9 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 = 10

6、0 kmol/hrt = 150cp = 23 bart = 200 cpdrop = 1 barbenzene conv =0.998t = 50 cpdrop = 0.5 bar去物流去物流 h2rcy的流量為的流量為92% 去物流去物流 chrcy的流量為的流量為30% stages = 12reflux ratio = 1.2只有氣體蒸餾物只有氣體蒸餾物的部分冷凝器的部分冷凝器p = 15 barfeed stage = 8reactfeed-mixh2inbzinh2rcychrcyrxinrxouthp-sepvapcolumncolfdltendsproductvflowpurg

7、elflow通過在通過在 97到到 101 kmol/hr之間改變來指定環(huán)己烷摩爾回收率為之間改變來指定環(huán)己烷摩爾回收率為0.999910靈敏度分析a:當lflow中的循環(huán)分流分率從0.1到0.4改變時，繪制反應(yīng)器負荷(模塊 react)隨之變化的曲線。b:除改變循環(huán)分流分率外, 把苯轉(zhuǎn)化率從 0.9 改變到 1.0，制成反應(yīng)器負荷表，繪制參數(shù)圖，顯示反應(yīng)器負荷對循環(huán)分流分率和苯轉(zhuǎn)化率的依賴關(guān)系。目的:用靈敏度分析研究環(huán)己烷流程中循環(huán)流率的變化對反應(yīng)器負荷的影響。11設(shè)計規(guī)定環(huán)己烷生產(chǎn)流程是現(xiàn)有裝置的一個模型 。圍繞反應(yīng)器的冷卻系統(tǒng)能夠處理的最大負荷為 4.7 mmkcal/hr。確定所需的循環(huán)環(huán)己烷量以保證該反應(yīng)器的冷卻負荷為該量 。 目的目的: :對于環(huán)己烷用流程，采用設(shè)計規(guī)定，通過改變