aspen 高級(jí)培訓(xùn)班 講義第一部分

1、jjjjjjjjjAspen高級(jí)班培訓(xùn)講義1aspen軟件版本從10.2升級(jí)到12.1，講解aspen12.1新增功能2 復(fù)習(xí)初級(jí)班的內(nèi)容以作練習(xí)的形式幫助大家復(fù)習(xí)aspen初級(jí)班的內(nèi)容練習(xí)1：甲醇-水精餾塔已知條件：l 進(jìn)料物流：進(jìn)料量：120000 1b/hr；質(zhì)量分率：甲醇 36.8wt%，水 63.2wt%；進(jìn)料壓力 P=18.5psi；飽和液體進(jìn)料；l 塔的規(guī)定：實(shí)際塔板數(shù)：N=20，進(jìn)料板：NF=12；塔頂為全凝器，塔頂壓力為16.1psi，每板壓力降為0.1psi，塔頂采出量為D=1245 1bmol/hr，摩爾回流比為RR=1.3l 計(jì)算方法：NRTL要求：1計(jì)算出塔頂甲醇的質(zhì)

2、量純度： ；塔底再沸器的熱負(fù)荷： 。2對(duì)塔進(jìn)行設(shè)計(jì)（Sizing），計(jì)算出塔經(jīng)：D= （塔板類型選用篩板塔）。 3建立塔內(nèi)的設(shè)計(jì)規(guī)定要求塔頂蒸出物甲醇含量為99.9wt%，改變塔頂回流比范圍為（0.8-3），記錄算出的回流比：RR= 。 練習(xí)2：模擬二氯二甲烷催化裂解制氯乙烯的反應(yīng)工藝，流程圖如下2000 1bmol/hr DEC390 psi outlet900 F390 psi10 deg F subcooling5 psi presure drop70 F390 psi已知條件：反應(yīng)式為 CH2CL-CH2CL HCL + CHCL=CH2 計(jì)算方法： RK-SOAVE （DEC） （V

3、CM） CH2CL-CH2CL轉(zhuǎn)化率=0.55原料二氯二甲烷的進(jìn)料量、溫度和壓力以及反應(yīng)器、冷凝器、泵的操作條件在流程圖中已給出，下面給出精流塔COL1、COL2的操作條件 COL1：塔板數(shù)15 stages、回流比RR=1.082、D:F=0.354、進(jìn)料板:tray 7、壓力為367 psiCOL2：塔板數(shù)10 stages、回流比RR=0.969、D:F=0.550、進(jìn)料板:tray 6、壓力為115 psi要求：1由上述已知條件建立一個(gè)流程模塊并給出下列結(jié)果： 反應(yīng)器(REACTER)熱負(fù)荷： 冷卻器(QUENCH)熱負(fù)荷： 冷卻器(QUENCH)出口溫度： COL2塔頂冷凝器和塔底再

4、沸器熱負(fù)荷： 在產(chǎn)品中VCM的濃度： 2在反應(yīng)器中DEC的轉(zhuǎn)化率在0.50-0.55之間變化，做一個(gè)靈敏度分析，被調(diào)節(jié)變量為反應(yīng)器的熱負(fù)荷和冷卻器的熱負(fù)荷。(保存為aspen2b.bkp) 3 在計(jì)算的最后執(zhí)行一個(gè)FORTRAN模塊，編輯兩個(gè)塔塔底再沸器熱負(fù)荷之和，并調(diào)節(jié)這個(gè)變量，針對(duì)2.中DEC轉(zhuǎn)化率的變化作靈敏度分析。練習(xí)3：建立一個(gè)流程模擬，分離出1-CL（1位氯代異戊烯）、3-CL（3位氯代異戊烯）、IP（異戊二烯）、CH4O（甲醇）混合物中的1-CL和3-CL。要求：1-CL的質(zhì)量含量為97%以上，3-CL的質(zhì)量含量為80%以上，并計(jì)算出兩個(gè)它的塔徑（采用篩板塔）混合物的進(jìn)料量為10

5、0kg/hr，溫度：20，壓力：1 atm質(zhì)量組成：IP：0.1，1-CL：0.6，3-CL：0.25，CH4O：0.051-CL：C5H9CL 結(jié)構(gòu)式：沸點(diǎn)：TB=1043-CL：C5H9CL 結(jié)構(gòu)式： 沸點(diǎn)：TB=87IP：C5H8-6提示：采用兩個(gè)塔分離，脫輕塔塔頂壓力為19 Kpa，全塔壓降為3 Kpa，物性方法采用NRTL-RK；1-CL、3-CL精餾塔塔頂壓力為10 Kpa，全塔壓降為4 Kpa物性方法采用PEN-ROB。3 電解質(zhì)3.1 電解質(zhì)舉例含有酸、堿或鹽的水溶液，酸性或堿性水溶液，氣體凈化時(shí)的含水胺或熱碳酸鹽。3.2 電解質(zhì)系統(tǒng)的特征Ø 電解質(zhì)分子形式在液體溶劑

6、中部分電離成離子或完全電離成離子。Ø 液相反應(yīng)總能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。Ø 液相中有離子存在要求用非理想溶液熱力學(xué)方法。Ø 可能有鹽析出。3.3 電解質(zhì)組分的類型Ø 溶劑：標(biāo)準(zhǔn)的分子形式，如：水（water）、甲醇（methanol）、醋酸（acetic acid）。Ø 離子：帶電荷的形式，如：H3O+、OH-、Na+、Cl-、Fe(CN)63-Ø 鹽：每種被析出的鹽都是一個(gè)新的純組分，如：NaCl(s)、CaCO3(s)、CaSO42H2O (石膏)、Na2CO3、NaHCO3 、2H2O (天然堿)。3.4 表觀組分和真實(shí)組分3.4.

7、1 真實(shí)組分在溶液中組分實(shí)際存在的形式3.4.2 表觀組分組分在形成離子之前的形式3.4.3 舉例NaCl水溶液所涉及到的離子反應(yīng)：NaCl ->Na+ + Cl-，Na+ + Cl-<->NaCl(s)表觀組分：H2O, NaCl，真實(shí)組分：H2O, Na+, Cl-, NaCl(s)3.5 定義電解質(zhì)的步驟Ø 確定產(chǎn)生新的組分 (離子和固體鹽)。Ø 修正純組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的搜索順序以便第一個(gè)收索的數(shù)據(jù)庫(kù)是ASPENPCD。 Ø 規(guī)定組分之間發(fā)生反應(yīng)Ø 設(shè)定Property（物性）方法，用ELECNRTL。Ø 創(chuàng)建一個(gè)Henrys

8、 Component （亨利組分）列表。Ø 檢索下列參數(shù) 反應(yīng)平衡常數(shù)值 鹽的溶解度參數(shù) ELECNRTL 交互作用參數(shù) 亨利常數(shù)的關(guān)聯(lián)式參數(shù)Ø 生成的化學(xué)組成可以被修改。簡(jiǎn)化該Chemistry（化學(xué)組成）。3.6 電解質(zhì)的局限性Ø 不能計(jì)算液-液平衡。Ø 在某些情況下不能使用下列模型:平衡反應(yīng)器：RGibbs 和 REquil動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器：Rplug、RCSTR 和 RBatch簡(jiǎn)捷法蒸餾：Distl、Dstwu 和 SCFrac嚴(yán)格蒸餾：MultiFrac 和 PetroFracØ 反應(yīng)式右邊的化學(xué)組成中可能不包含任何揮發(fā)性種類。

9、6; 液-液平衡的化學(xué)過(guò)程可能不包含分裂反應(yīng)。Ø 輸入規(guī)定不能按照離子或固體鹽來(lái)規(guī)定。3.7 電解質(zhì)示例3.8 練習(xí)目的: 用電解質(zhì)創(chuàng)建一個(gè)流程。 一個(gè)簡(jiǎn)單的流程，模擬用石灰（氫氧化鈣）處理硫酸廢水的過(guò)程。利用Electrolyte Wizard （電解質(zhì)向?qū)В┥善銫hemistry（化學(xué)過(guò)程）。使用真組分法。B1WASTEWATLIMELIQUIDTemperature = 25CPressure = 1 barFlowrate = 10 kmol/hr5 mole% 石灰（氫氧化鈣）溶液液Temperature = 25CPressure = 1 barFlowrate = 1

10、0 kmol/hr5% 硫酸溶液Temperature = 25CP-drop = 0注釋: 從化學(xué)組成中刪除:CaSO4(s)、CaSO41:2W:A(s) 4 固體處理目的:概要介紹固體處理能力4.1 組分類別Ø 常規(guī)組分：氣體和液體組分、溶液中的固體鹽。Ø 常規(guī)惰性固體 (CI 固體)：對(duì)相平衡不起作用的固體以及鹽的析出/溶解。Ø 非常規(guī)組分 (NC 固體)： 不能用分子結(jié)構(gòu)表示并且對(duì)相平衡、鹽溶解平衡和化學(xué)平衡來(lái)說(shuō)是惰性非均勻物質(zhì)。4.2 規(guī)定組分類型在 Components Specifications Selection 頁(yè)上規(guī)定組分時(shí)，在Type列中

11、選擇適當(dāng)?shù)慕M分類型。 Conventional - 常規(guī)組分 Solid - 常規(guī)惰性組分 Nonconventional - 非常規(guī)固體4.2.1 常規(guī)組分Ø 這類組分參與氣液平衡以及鹽和化學(xué)平衡。Ø 這類組分有分子量。例如： 水、氮、氧、氯化鈉 、鈉離子、氯化物離子位于 MIXED 子物流中4.2.2 常規(guī)惰性固體Ø 組分對(duì)相平衡和鹽的析出/溶解是惰性。Ø 可能與常規(guī)組分存在化學(xué)平衡并發(fā)生反應(yīng)。Ø 組分有分子量。例如：碳、硫位于 CISOLID 子物流中4.2.3 非常規(guī)固體Ø 組分對(duì)相平衡、鹽或化學(xué)平衡不起作用。Ø 可

12、能與常規(guī)組分和CI(常規(guī)惰性)固體組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。Ø 組分是不均勻物質(zhì)并且沒(méi)有分子量。例如：煤、焦碳、灰、木質(zhì)紙漿位于NC Solid (非常規(guī)固體)子物流中4.3 組分屬性Ø 組分屬性是用一些可識(shí)別的構(gòu)成有代表性地表示組分的組成Ø 對(duì)組分屬性可進(jìn)行下列操作： 由用戶分配 在物流中初始化 在單元操作模型中修改Ø 組分屬性在物流中攜帶。Ø 非常規(guī)組分的性質(zhì)由物性系統(tǒng)用組分屬性來(lái)計(jì)算。Ø 組分屬性的描述屬性類型元素描述PROXANAL1. 濕氣 2. 固定碳3. 揮發(fā)性物質(zhì) 4. 灰近似分析,wt %（干基）ULTANAL1.灰 5.氯

13、2.碳 6.硫3.氫 7.氧4.氮元素分析,wt % （干基）SULFANAL1.硫化鐵礦的2.硫酸鹽3.有機(jī)的硫分析形式，原煤的wt%（干基）GENANAL1.成分12.成分220. 成分 20一般成分分析，wt % 或 vl %4.4 固體性質(zhì)1）對(duì)于常規(guī)組分和常規(guī)固體Ø 計(jì)算焓、熵、自由能和摩爾體積。Ø 使用在Properties Specification Global頁(yè)上所規(guī)定的Property Method（物性方法）中的物性模型。2）對(duì)于非常規(guī)固體Ø 計(jì)算焓和摩爾體積。Ø 使用在Properties Advanced NC-Props窗口上

14、規(guī)定的物性模型。4.4.1 常規(guī)固體對(duì)于焓、自由能、熵和熱容1）Barin 方程Ø 對(duì)所有性質(zhì)只用一套參數(shù)Ø 對(duì)所選的溫度范圍可能用到多套參數(shù)Ø 在SOLIDS之前列出INORGANIC數(shù)據(jù)庫(kù)2）常規(guī)方程Ø 用熱容模型將生成熱和生成的自由能合并Ø Aspen Plus 和 DIPPR 模型參數(shù)Ø 在INORGANIC之前列出SOLIDS數(shù)據(jù)庫(kù)3）固體的熱容Ø 熱容的多項(xiàng)式模型Ø 用于計(jì)算焓、熵和自由能Ø 參數(shù)名: CPSP014）固體的摩爾體積Ø 體積多項(xiàng)式模型Ø 用于計(jì)算密度

15、6; 參數(shù)名: VSPOLY4.4.2 非常規(guī)固體1）焓Ø 通用熱容多項(xiàng)式模型: ENTHGENØ 用質(zhì)量分率的加權(quán)平均數(shù)Ø 基于 GENANAL 屬性Ø 參數(shù)名: HCGEN2）密度Ø 通用的密度多項(xiàng)式模型: DNSTYGENØ 用質(zhì)量分率的加權(quán)平均數(shù)Ø 基于 GENANAL 屬性Ø 參數(shù)名: DENGEN4.4.3 煤的專用模型1）焓Ø 煤的焓模型: HCOALGENØ 基于 ULTANAL, PROXANAL和 SULFANAL 屬性2）密度Ø 煤的密度模型: DCOALIGT&

16、#216; 基于 ULTANAL, PROXANAL 和 SULFANAL 屬性4.5 單元操作模型通用原則：Ø 接受任意類別的物流。Ø 對(duì)入口物流和出口物流應(yīng)該使用同樣的物流類別（ Mixer 和 ClChng除外 ）。Ø 不可識(shí)別的屬性（組分或子物流）通過(guò)該模塊后保持不變。Ø 有些模型允許對(duì)每個(gè)出現(xiàn)的子物流做規(guī)定（例如： Sep、RStoic ）Ø 在氣-液分離中，固體留在液體中。Ø 除非另有規(guī)定，否則出口固體子物流與MIXED子物流是處于熱平衡狀態(tài)的。4.6 例題目的: 模擬一個(gè)常規(guī)固體干燥器。用空氣將SiO2 水含量從 0.5

17、% 降到 0.1% 。注釋:將物流類別的類型改為: MIXCISLD 。 將SiO2 放入CISOLID子物流中。 一個(gè)物流的全部子物流的壓力和溫度必須都是一樣的。Temp = 70 FPres = 14.7 psia995 lb/hr SiO2 5 lb/hr H2O壓降 = 0絕熱的Temp = 190 FPres = 14.7 psiaFlow = 1 lbmol/hr0.79 mole% N20.21 mole% O2設(shè)計(jì)規(guī)定:99.9 wt.% SiO2物性方法：SOLIDS4.7 練習(xí)目的: 用固體單元操作模擬從氣化器尾氣進(jìn)料中除去微粒。含有少量原料微粒的氣體的處理是很困難的，因?yàn)?/p>

18、這些微粒有可能干擾大部分操作（例如：孔板和填料的表面腐蝕、結(jié)垢、堵塞）。因此有必要從氣態(tài)物流中除去大部分原料微粒?？捎糜谶@一用途的選項(xiàng)有很多（旋風(fēng)分離器、袋式過(guò)濾器、文丘里滌氣器以及靜電除塵器），并且可以通過(guò)變更它們的設(shè)計(jì)和操作條件改變它們的微粒分離效率。最終選擇哪種設(shè)備要權(quán)衡技術(shù)性能和與使用特定單元相關(guān)的費(fèi)用。 在這個(gè)練習(xí)中，對(duì)從煤汽化所得的合成氣中除去微粒所采用的各種選項(xiàng)進(jìn)行比較。注：Ø 煤灰主要是粘土和重金屬氧化物，并且可看作是非常規(guī)組分。Ø HCOALGEN 和 DCOALIGT 可用于計(jì)算用元素分析、近似分析和硫分析(ULTANAL, PROXANAL, SULF

19、ANAL)得出的灰的焓和物料密度。這些可在Properties Advanced NC-Props窗體上進(jìn)行規(guī)定。Ø PSD限制可在Setup Substreams PSD窗體上加以改變。Ø 使用物性方法 IDEAL 。DUPLCYCFAB-FILTESPV-SCRUBFEEDF-CYCF-SCRUBF-ESPF-BFS-BFG-CYCS-CYCG-SCRUBS-SCRUBLIQG-ESPS-ESPG-BFTemp = 650 CPres = 1 barGas Flowrate = 1000 kmol/hr Ash Flowrate = 200 kg/hr組成 (mole-

20、frac) CO 0.19 CO20.20 H2 0.05 H2S 0.02 O2 0.03 CH4 0.01 H2O 0.05 N2 0.35 SO20.10粒子大小分布 (PSD)Size limit wt. %mu044 304463 106390 2090130 15130200 10200-28015Temp = 40 CPres = 1 barWater Flowrate = 700 kmol/hrDesign ModeMax. Pres. Drop = 0.048 bar設(shè)計(jì)方式高效率分離效率 = 0.9設(shè)計(jì)方式分離效率 = 0.9介電常數(shù) = 1.5設(shè)計(jì)方式分離效率 = 0.9

21、 物性分析當(dāng)完成物性規(guī)定后，應(yīng)該分析通過(guò)模型預(yù)測(cè)的物性，以確保結(jié)果正確可以使用ASPENPLUS Property Analysis 物性分析來(lái)實(shí)現(xiàn)，Property Analysis 可產(chǎn)生物性數(shù)值表，并可根據(jù)這些數(shù)值作圖，以更好地理解通過(guò)物性。規(guī)定預(yù)測(cè)的物性通過(guò)下列方法可進(jìn)入Property Analysis 物性分析。l 通過(guò)訪問(wèn)工具菜單的交互方法可以快速容易地生成許多圖表。l 另一種方法是從Data Browser 數(shù)據(jù)瀏覽菜單中的Property Analysis 物性分析文件夾生成Property Analysis，這種方法最靈活。本章討論了使用Property Analysis物

22、性分析特性的每種方法并包含幾個(gè)示例主題包括l 關(guān)于物性分析l 交互生成物性分析l 純組分物性l 二元系統(tǒng)物性l 三元共沸曲線圖l 物流物性l 使用窗口生成物性分析l 純組分l 通用l 二元系統(tǒng)l PT 封閉曲線l 三元共沸曲線l 用于物性分析的方法規(guī)定l 檢驗(yàn)分析結(jié)果5.1 關(guān)于物性分析Property Analysis 物性分析可生成與下列變量有關(guān)的物性窗口l 溫度l 壓力l 氣相分率l 熱負(fù)荷l 組成該表包括的物性值是由Property Set 物性集定義的，由熱力學(xué)物性、傳遞物性和其它導(dǎo)出的物性組成。關(guān)于Property Set 及包含的物性更詳細(xì)資料見(jiàn)第七章和第二十八章?？梢酝ㄟ^(guò)下列方

23、法使用Property Analysis 物性分析：l 單獨(dú)運(yùn)行l(wèi) 在Flowsheet 流程圖中運(yùn)行l(wèi) 在Data Regression 數(shù)據(jù)回歸中運(yùn)行可在Setup（設(shè)定）中的Global（全局）窗口中Run Type（運(yùn)行類型）列表中規(guī)定Property，Analysis（物性分析），或者如果創(chuàng)建一個(gè)新的運(yùn)行可，在New（新建）對(duì)話框中Run Type，列表中規(guī)定Property Analysis。5.2 交互生成物性分析本節(jié)講述了如何使用Tool（工具）菜單中的Analysis（分析）命令來(lái)交互生成許多常用的物性分析。這種方法可以自動(dòng)地進(jìn)行生成Property Analysis（性質(zhì)分

24、析）所需的許多步驟，并定義一個(gè)內(nèi)置的圖形可快速容易地查看常用信息。如果需要的信息可從交互Analysis（分析）命令生成，則通常比用窗口創(chuàng)建Analysis 更快速、更容易。如果所需要的物性信息不是由交互Analysis（分析）命令得到的，則可使用窗口手動(dòng)創(chuàng)建Analysis。本節(jié)下面幾節(jié)將詳細(xì)講述使用窗口手動(dòng)創(chuàng)建Analysis?？梢栽谕瓿晌镄砸?guī)定后的任何時(shí)候使用交互Analysis 分析命令。交互Analysis 分析命令可產(chǎn)生：l 純組分物性l 二元系統(tǒng)物性l 三元系統(tǒng)的三元共沸曲線圖l 物流物性為生成物流物性必須定義至少一個(gè)物流5.3 純組分物性使用交互Analysis Pure 分析

25、純組分命令并顯示作為溫度函數(shù)的組分物性：l 檢查純組分?jǐn)?shù)據(jù)和參數(shù)值l 比較同族的組分物性同族的組分物性圖可揭示不正確的趨勢(shì)l 當(dāng)溫度超過(guò)關(guān)聯(lián)式限制時(shí)確定物性是否外推正確為產(chǎn)生作為溫度函數(shù)的純組分物性可使用交互Analysis Pure Analysis Pure (分析純組分)命令：1. 確認(rèn)Setup 設(shè)定Components 組分和Properties 性質(zhì)規(guī)定已完成。2. 在Tools 工具菜單中單擊Analysis 分析然后選Property 性質(zhì)再選Pure純組分。3. 從Property 性質(zhì)列表框中選擇表中物性。4. 擇所需物性的相態(tài)，單擊一個(gè)或多個(gè)Phase（相）選擇框：Vap

26、or（氣相），Liqui（液相）或 Solid（固態(tài)）。Liquid 是缺省，不是所有相態(tài)對(duì)所有物性都有效。5. Available Components （可用組分）列表中選擇一個(gè)或多個(gè)組分，并單擊右邊箭頭按鈕將這些組分移到Selected Components（選擇組分）列表中。6.完成后單擊Go 進(jìn)行產(chǎn)生結(jié)果。5.4 二元系統(tǒng)物性可以生成二元系統(tǒng)的常用相圖用于l 檢測(cè)數(shù)據(jù)和參數(shù)值的有效性l 估計(jì)非理想程度l 檢測(cè)共沸物存在l 檢測(cè)兩液相存在l 檢測(cè)模型外推質(zhì)量使用Analysis Binary（分析二元系統(tǒng)）命令生成二元系統(tǒng)的一般物性。做法如下：1 確認(rèn)Setup（設(shè)置），Compone

27、nts（組分）和Properties（性質(zhì)）規(guī)定已完成。2 在Tools（工具）菜單中單擊Analysis（分析），然后選Property（性質(zhì)），再選Binary（二元系統(tǒng)）。3 在Binary Analysis（二元分析）對(duì)話框中，選擇Analysis Type（分析類型）列表框中的Analysis （分析）類型。使用的分析類型列表Txy給定壓力下溫度T對(duì)液相x和氣相y組成列表Pxy給定溫度下壓力P對(duì)液相x和氣相y組成列表混合吉布斯能在給定溫度和壓力下混合吉布斯能相對(duì)于液相組成的列表此表用來(lái)檢測(cè)兩液相的形成5.5 三元共沸曲線圖三元共沸曲線可以繪制三元混合物在全回流蒸餾下的組成曲線。通過(guò)該

28、曲線可觀察到存在的共沸物并限制共沸物影響分離度。使用三元共沸曲線可以預(yù)測(cè)可能的分離、選擇夾帶劑和分析塔的潛在操作問(wèn)題。三元共沸曲線可用于非理想的化學(xué)體系以及代表這種體系的物性方法。例如活度系數(shù)基準(zhǔn)的物性方法如NRTL、Wilson、UNIQUAC和UNIFAC。不能使用電解質(zhì)物性方法。使用交互Analysis Residue（分析三元共沸物）命令生成三元共沸曲線：1. 確認(rèn)已完成Setup（設(shè)置）、Components（組成）和Properties（性質(zhì)）規(guī)定。2. 在Tools（工具）菜單中選擇Analysis（分析），然后選擇Property（性質(zhì)），選擇Residue （共沸物）。3.

29、在Residue Curves（共沸曲線）對(duì)話框中，ASPEN PLUS 對(duì)所有需要的信息都設(shè)置了缺省值。5.6 應(yīng)用舉例例1：檢測(cè)組分氣體壓力的示例計(jì)算并顯示CCL4、CH2CL2和CHCL3，溫度50到200oF。例2：生成Txy 曲線的示例HNO3 和水的混合物在壓力1atm和2atm下，生成Txy 曲線圖，ELECNRTL（電解質(zhì)）物性方法和GLOBAL（全局）求解化學(xué)方程。生成混合Gibbs 自由能的示例在溫度25下生成甲醇-環(huán)己烷的混合Gibbs 能圖。使用UNIF-LL物性方法。6 流程收斂目的：介紹收斂模塊、撕裂流以及流程順序的概念。（1）收斂模塊l 每個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)定和撕裂流都有一

30、個(gè)相關(guān)聯(lián)的收斂模塊l 收斂模塊確定撕裂流或設(shè)計(jì)規(guī)定的操作變量的推測(cè)值在迭代過(guò)程中的更新方法l Aspen Plus定義的收斂模塊的名字以字符“$.”開(kāi)頭Ø 用戶定義的收斂模塊的名字一定不要用字符“$.”開(kāi)頭l 要確定由Aspen Plus定義的收斂模塊，請(qǐng)看Control Panel（控制面板）信息中的“Flowsheet Analysis（流程分析）”部分l 用戶收斂模塊可在Data/Convergence/ Convergence.下進(jìn)行規(guī)定（2）收斂模塊的類型不同類型的收斂模塊是用于下列不同用途的：l 要收斂撕裂流，請(qǐng)用：Ø WEGSTEINØ DIRECT

31、Ø BROYDENØ NEWTONl 要收斂設(shè)計(jì)規(guī)定，請(qǐng)用：Ø SECANTØ BROYDENØ NEWTONl 要收斂設(shè)計(jì)規(guī)定和撕裂流，請(qǐng)用：Ø BROYDENØ NEWTONl 對(duì)于優(yōu)化，請(qǐng)用：Ø SQPØ COMPLEX在Convergence/Conv Options/Defaults窗體上可以規(guī)定全局的收斂選項(xiàng)（3）流程順序l 要確定Aspen Plus進(jìn)行流程計(jì)算的流程順序，請(qǐng)看Control Panel（控制面板）中或者Control Panel（控制面板）左窗格中的“COMPUTATION

32、 ORDER FOR THE FLOWSHEET”部分l 用戶確定的順序可在Convergence/Sequence窗體上進(jìn)行規(guī)定l 用戶規(guī)定的順序即可以是全部的計(jì)算順序也可以是局部的順序（4）撕裂流l 撕裂流是Aspen Plus給出其初始估值的一股物流，并且該估值在迭代過(guò)程中逐次更新，直到連續(xù)的兩個(gè)估值在規(guī)定的容差范圍內(nèi)為止l 撕裂流與循環(huán)物流是相關(guān)的，但又與循環(huán)物流不一樣l 要確定由Aspen Plus選擇的撕裂流，請(qǐng)看Control Panel（控制面板）中的“Flowsheet Analysis（流程分析）”部分l 用戶確定的撕裂流可在Convergence/Tear窗體上進(jìn)行規(guī)定l

33、 為撕裂流提供估計(jì)值可以促進(jìn)或者加快流程收斂（極力推薦，否則缺省值為零）l 如果你輸入了“回路”中的某個(gè)物流的信息，Aspen Plus會(huì)自動(dòng)設(shè)法把該物流選為撕裂流（5）撕裂流舉例見(jiàn)下圖所示的流程圖。l 哪個(gè)是循環(huán)物流？Ø S7Ø S6l 哪個(gè)可能是撕裂流？Ø S7和S6Ø S2和S4Ø S3l 哪個(gè)是最好的撕裂流選擇？Ø S3（只需要一個(gè)撕裂流，而其它選擇都是兩個(gè)）（6）練習(xí)：收斂目的：收斂這個(gè)流程。DP(壓降) = 0DUTY = 0使用NRTL-RK物性方法NSTAGES = 10Mole-RR = 5D:F = 0.2P =

34、1 atm進(jìn)料: Above-Stage 5全凝器50 lbmol/h 乙二醇T = 70 FP = 35 psi面積：65 sqft進(jìn)料：100 lbmol/hT = 165 FP = 15 psi摩爾分率：x(水) = 0.4x(甲醇) = 0.3x(乙醇) = 0.3關(guān)于收斂練習(xí)的提示：l 需要自己回答的問(wèn)題：Ø 在控制面板上顯示哪些信息？Ø 為什么有些模塊顯示出的流量為零？Ø Aspen Plus生成的流程執(zhí)行順序是什么？Ø Aspen Plus選擇哪股物流做撕裂流？Ø 還有哪些其它的可能撕裂流？l 建議：給出撕裂流的初始估值Ø

35、; 你可以選擇的三種可能的撕裂流中，你最了解哪一種？l 注釋：如果你輸入了“回路”中的某個(gè)物流的信息，Aspen Plus會(huì)自動(dòng)選擇該物流為撕裂流，并為之建立收斂模塊l 需要自己回答的問(wèn)題：Ø 輸入撕裂流的初始估值后，流程會(huì)收斂嗎？Ø 如果沒(méi)收斂，為什么？（參見(jiàn)控制面板）Ø 誤差/容差值是如何起作用的？在運(yùn)行結(jié)束時(shí)其值是多少？Ø 增加收斂迭代次數(shù)有幫助嗎？Ø 還有其它方法可以改進(jìn)這個(gè)收斂嗎？l 建議：試一下不同的收斂算法（例如：Direct、Broyden或Newton）l 注釋：你可以手動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)收斂模塊來(lái)收斂你所選擇的撕裂流，也可以在Con

36、vergence/ConvOptions/Defaults DefaultMethods頁(yè)上改變所有撕裂流的缺省收斂方法7 RadFrac的收斂目的：介紹在RadFrac模型中可用的收斂算法和初始化策略。（1）RadFrac的收斂方法RadFrac模型為求解分離問(wèn)題提供了多種收斂方法。每個(gè)收斂方法代表一種收斂算法和一個(gè)初始化方法?？捎玫氖諗糠椒ㄈ缦拢簂 Standard（標(biāo)準(zhǔn)的，缺省的）l Petroleum / Wide-Boiling（石油/寬沸程）l Strongly non-ideal liquid（強(qiáng)非理想液體）l Azeotropic（共沸的）l Cryogenic（低溫的）l C

37、ustom（定制的）方法算法初始化StandardStandardStandardPetroleum / Wide-boilingSum-RatesStandardStrongly non-ideal liquidNonidealStandardAzeotropicNewtonAzeotropicCryogenicStandardCryogenicCustom任選其一任選其一（2）RadFrac的收斂算法RadFrac提供了四種收斂算法：l Standard（有Absorber=Yes或No）l Sum-Rates（流率求和）l Nonideal（非理想的）l Newton（牛頓）（3）標(biāo)準(zhǔn)算

38、法Standard（缺省時(shí)，Absorber = No）算法：l 使用原始的I-O方法l 對(duì)大多數(shù)問(wèn)題都很有效和快速l 在中間回路中求解設(shè)計(jì)規(guī)定l 對(duì)于求解沸程非常寬或高度非理想的混合物可能有困難當(dāng)Absorber=Yes時(shí)的Standard算法：l 使用與古典的流率求和算法類似的修正的方法l 只使用于吸收塔和汽提塔l 收斂迅速l 在中間回路中求解設(shè)計(jì)規(guī)定l 對(duì)于求解高度非理想的混合物可能有困難（4）流率求和算法Sum-Rates算法：l 使用與典型的流率求和算法類似的修正的方法l 可在求解塔描述方程的同時(shí)求解設(shè)計(jì)規(guī)定l 對(duì)于寬沸程混合物和帶有許多設(shè)計(jì)規(guī)定的問(wèn)題是非常有效和快速的l 對(duì)于高度非

39、理想的混合物可能有困難（5）非理想算法Nonideal算法：l 在局部物性方法中包括組成相關(guān)性l 使用連續(xù)收斂法l 在中間回路中求解設(shè)計(jì)規(guī)定l 對(duì)于非理想問(wèn)題是很有效的（6）牛頓算法Newton算法：l 是Newton方法的一個(gè)典型應(yīng)用l 可以同時(shí)求解所有塔的描述方程l 用Powell折線策略來(lái)穩(wěn)定收斂l 能夠同時(shí)或在外部回路中求解設(shè)計(jì)規(guī)定l 能很好地處理非理想物系，并可在求解附近極好地收斂l 對(duì)共沸蒸餾塔推薦使用該算法（7）氣-液-液計(jì)算對(duì)于三相的汽-液-液體系可以使用Standard、Newton和Nonideal算法。在RadFrac Setup Configuration頁(yè)上，在Valid Phases（有效相）域中選擇Vapor-Liquid-Liquid。Vapor-Liquid-L