1、ASPEN PLUS和化學(xué)過程模擬，第8講學(xué)習(xí)循環(huán)物流過程模擬的收斂技巧，1。PPT學(xué)習(xí)和交流，8.1設(shè)計(jì)規(guī)范，意思是改變(調(diào)整)變量X，使某個參數(shù)或變量Y達(dá)到設(shè)定值。特點(diǎn)：如果模塊成對出現(xiàn)或過程收斂，然后如果它不收斂，首先檢查上下邊界的X不能做X，2，PPT學(xué)習(xí)和溝通與任何參數(shù)。首先，在模塊中設(shè)計(jì)規(guī)則。示范1:已知填料塔總高度為8m，進(jìn)料高度為5m，填料為Mellapak250Y，分離含苯甲苯混合物，常壓泡點(diǎn)進(jìn)料。進(jìn)料速度為5000千克/小時，在常壓下操作。要求頂部和底部成分要求達(dá)到98%重量，99%回流？屈服？分析：確定理論塔板數(shù)，參考手冊：2.5塊/米，共2.58121塊，進(jìn)料位置2.5

2、513塊需要兩個設(shè)計(jì)規(guī)格(Spec)，即回流頂部組成和回收量底部組成。3、PPT研究和交換，X和Y不在同一個模塊中，2、設(shè)計(jì)規(guī)定過程中，4、PPT研究和交換，演示2、一個物料被循環(huán)水冷卻，熱負(fù)荷為74352千卡/小時，循環(huán)水溫度為2838，并計(jì)算循環(huán)水流量。spec在學(xué)習(xí)過程中的使用：循環(huán)水流量為7000kg/h，設(shè)計(jì)要求是計(jì)算流量X:y出水溫度y只能選擇模塊中輸入的參數(shù)(在本例中，模塊輸入壓力和熱負(fù)荷，但溫度需要控制，所以出水物流溫度只能是y)，例1-2。8.2靈敏度分析(靈敏度特征：x-y1，y2，y3，模塊不一定成對出現(xiàn)，然后如果過程收斂，如果它不收斂，首先檢查X的上下邊界不能用任何參數(shù)

3、進(jìn)行X，6，PPT學(xué)習(xí)交換。示范1:分離含苯44wt %的甲苯混合物，并在常壓下在泡點(diǎn)進(jìn)料。進(jìn)料速度為5000公斤/小時，塔頂苯收率為98%，純度不低于98%。采用4000公斤/小時的回流流量，以19為理論塔板數(shù)確定進(jìn)料位置。練習(xí)1:將進(jìn)料流量從5000改為10000，改變溢流系數(shù)和塔內(nèi)壓降。根據(jù)變量x的變化，按照一定的規(guī)則給變量y賦值。常用于物料補(bǔ)充和損耗。特點(diǎn)：作為一個模塊，在流通物流的情況下，經(jīng)常使用給定的計(jì)算順序，這有助于收斂、補(bǔ)充或損失，并限制某個參數(shù)。8.PPT學(xué)習(xí)和交流。示范1:在100千克/升氯化氫進(jìn)入閃蒸罐之前，需要按照2:1的重量比與C3混合，氣相在閃蒸后循環(huán)使用。閃蒸條件

4、為20C，4.1atm，需要補(bǔ)充C3量。練習(xí)1:如果C4與C3的比率被指定為3:2，則計(jì)算要補(bǔ)充的C3的數(shù)量。實(shí)施例2-3.exe，9，PPT研究和交換，示范2:分離含有44wt %苯的甲苯混合物，在常壓下在泡點(diǎn)進(jìn)料。進(jìn)料速度為5000公斤/小時，塔頂苯收率為98%，純度不低于98%。進(jìn)料流速恒定，甲苯組成從10%變化。分析：1)同時應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)則、靈敏度分析和計(jì)算器。2)在靈敏度上改變C6流量(5003000)，在計(jì)算器上計(jì)算C7流量，使用設(shè)計(jì)規(guī)定滿足設(shè)計(jì)要求。10，PPT學(xué)習(xí)和交流，11，PPT學(xué)習(xí)和交流，(1)化學(xué)過程中的循環(huán)回路，大多數(shù)化學(xué)過程模擬都有循環(huán)回路，有兩種回路：組分循環(huán)(循環(huán)

5、質(zhì)量和能量)，熱循環(huán)(僅循環(huán)能量)，8.4計(jì)算順序和循環(huán)流量，12，PPT學(xué)習(xí)和交流，循環(huán)回路的類型，獨(dú)立回路，嵌套回路，互聯(lián)回路，13，PPT學(xué)習(xí)和交流，(2)計(jì)算順序，順序模塊法，聯(lián)立方程法， 同時模塊化方法在大多數(shù)過程模擬軟件(包括ASPEN和ProII)中，只有一個單元(使用順序模塊化方法)、單元和計(jì)算順序是根據(jù)系統(tǒng)的信息流順序自動計(jì)算的，14，PPT學(xué)習(xí)和交流，主流程處理序列，即從進(jìn)料流到產(chǎn)品流的流程序列，稱為主流程處理序列。計(jì)算順序必須包括所有過程單元。計(jì)算順序不必與主流程順序相同。給定不同物流的初始假設(shè)，可以選擇不同的計(jì)算順序，這有時可以加快計(jì)算的收斂速度。15、PPT學(xué)習(xí)與溝通

6、，16、PPT學(xué)習(xí)與溝通，切斷物流與計(jì)算順序的關(guān)系。默認(rèn)情況下，當(dāng)截止流量最小時，ASPEN總是采用計(jì)算順序，這不一定是最佳計(jì)算順序。17.PPT研究和交流；(3)循環(huán)流程模擬求解，為循環(huán)物流提供合適的初始值，選擇合適的單元計(jì)算順序，選擇合適的加速收斂法組合單元，并同時求解。18.PPT學(xué)習(xí)與交流，(D)化學(xué)過程模擬的迭代解法，非線性方程：19，PPT學(xué)習(xí)與交流，循環(huán)迭代方法，直接迭代(連續(xù)替換法)加速迭代Wegstein收斂法Broyden擬牛頓法對于高度非線性系統(tǒng)，連續(xù)替換法和Wegstein法可能失敗或效率很低，以及各種更復(fù)雜的方法(包括牛頓-拉夫森法，主特征值法)，20，PPT學(xué)習(xí)與交

7、流，收斂性演示1。苯加氫制環(huán)己烷，組成，熱力學(xué)方法，工藝流程如下，21，PPT學(xué)習(xí)與交流，進(jìn)料：H2IN和BZIN如下，22，PPT學(xué)習(xí)與交流，模塊參數(shù)如下：進(jìn)料-mex3360t-300f，P-330PSI反應(yīng)器3360計(jì)量反應(yīng)器p-(-15psi)，t-400f反應(yīng)：3H2苯-C6H12-1轉(zhuǎn)化：苯0.998 HP-SEP 3360t-120 f，P默認(rèn)：斷開RXIN，視圖-控制面板如下：用戶自定義：斷開H2RCY，CHRCY步驟：1)添加收斂模塊C-1，輸入斷裂流程2)輸入計(jì)算順序，24。學(xué)習(xí)和交流，增加設(shè)計(jì)規(guī)定，用變頻流量參數(shù)0.76調(diào)整吹掃中的H2濃度。默認(rèn)：由內(nèi)向外學(xué)習(xí)：25，PP

8、T，并自己定義計(jì)算順序：1)添加收斂模塊2)添加設(shè)計(jì)規(guī)則收斂模塊3)定義計(jì)算順序，26)學(xué)習(xí)并與PPT交流，演示收斂2)分離乙腈-甲苯混合物，添加二甲苯進(jìn)行精餾，組分，流程如下：熱力學(xué)方法為(NRTL-RK)，27，PPT學(xué)習(xí)交換，進(jìn)料：XYL，進(jìn)料：a，進(jìn)料：B-AND-C，28，PPT學(xué)習(xí)交換，模塊參數(shù)如下：COLUMN-C色譜柱-2: 40板，進(jìn)料-2 15板，進(jìn)料A 15板，壓力1大氣壓，忽略壓降，冷凝器完全冷凝，回流比為6(摩爾)，頂部排放為362.9千克/小時；COLUMN-3: 5板，4板進(jìn)料，壓力1大氣壓，忽略壓降，冷凝器完全冷凝，回流比為0.1(摩爾)，頂部排放為422.5千

9、克/小時；29，PPT學(xué)習(xí)和交流，1)直接將循環(huán)連接到塔-1，這顯然不收斂。2)添加補(bǔ)充流和計(jì)算器的補(bǔ)充，并根據(jù)循環(huán)流中二甲苯的量進(jìn)行補(bǔ)充，使補(bǔ)充后的二甲苯總量為450千克/小時，30，PPT研究和交流，第1欄可能不收斂！因?yàn)轱暳献兞耍a(chǎn)量也沒變。3)增加第1欄的設(shè)計(jì)規(guī)定，調(diào)整生產(chǎn)量，使產(chǎn)品純度為定值。結(jié)果表明，該算法易于收斂。31，PPT學(xué)習(xí)與交流，收斂演示3，分離異丙醇-水混合物，與苯共沸蒸餾，組成，過程如下：熱力學(xué)方法是(UNIQUAC)。苯的加入量是一定量的進(jìn)料。32，PPT研究和溝通，F(xiàn)EED: feed，F(xiàn)EED:COMPASE，33，PPT研究和溝通，過程模擬計(jì)算中的8.5個注意

10、點(diǎn)，1)正確描述物流物流物流圖中的單元設(shè)備可以用適當(dāng)?shù)膯卧K來描述。34，PPT學(xué)習(xí)與交流，35，PPT學(xué)習(xí)與交流，2)選擇合適的設(shè)計(jì)變量一個功能強(qiáng)大的過程仿真系統(tǒng)，其單元模塊的設(shè)計(jì)變量多于可供選擇的自由度數(shù)。根據(jù)對過程特性的分析，過程中最重要或必要的參數(shù)應(yīng)被用作設(shè)計(jì)變量。如果幾個參數(shù)同等重要，應(yīng)選擇易于估計(jì)的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。36，PPT研究和交流，3)設(shè)計(jì)變量的數(shù)量確定。自由確定的設(shè)計(jì)變量值可能不符合設(shè)計(jì)要求。我們應(yīng)該對流程特點(diǎn)有深刻的理解和分析，進(jìn)行必要的手工計(jì)算或本地計(jì)算機(jī)計(jì)算，以保證整個流程的順利運(yùn)行，減少不必要的機(jī)器時間浪費(fèi)，這對于循環(huán)物流的流程尤為重要。例：V1，37，塔頂PPT研究與交換，4)逐步擴(kuò)大工藝計(jì)算范圍。一般的化學(xué)過程是復(fù)雜的，有許多單元操作，所以通常很難一次完成計(jì)算。它可以劃分為單元模塊較少的子過程進(jìn)行計(jì)算，有利于解決大規(guī)模過程的仿真問題。5)有效地選擇單元模塊，并