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1、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华东理工大学华东理工大学华东理工大学华东理工大学华东理工大学华东理工大学 凌昊凌昊凌昊凌昊凌昊凌昊中国化工学会培训中心中国化工学会培训中心中国化工学会培训中心中国化工学会培训中心 中国石油和化学工业协会培训中心中国石油和化学工业协会培
2、训中心中国石油和化学工业协会培训中心中国石油和化学工业协会培训中心Reactive Distillation SimulatiAspen反应精馏的模拟和设计ppt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.稳态模拟选择Steady-State即可，若选择dynami 输入系统输入系统所需的物所需的物质质 输入系统所需的物质 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)选定要使用的Databanks(一般为此四项)系系统统中中会会用到的物用到的物质质 系统中会用到的物质选选定定缺少的
3、参数估计缺少的参数估计选定缺少的参数估计两元体系选用的估计算法两元体系选用的估计算法两元体系选用的估计算法 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 选定热力学模式，HOC表示气体会产生双元体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、亲水和疏水系数输入两元体系热力学参数极性、亲水和疏水系数反应动力学方程的输入方法反应动力学方程的输入方法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
4、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)Reactions 对象类型 创建化学反反应类型输入选择反应类型输入选择Reac-Dist反应类型输入选择Reac-DistAspen反应精馏的模拟和设计ppt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
5、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)每一个化学反应对象可以包含多个化学反应，每个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
6、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)。在计量学表单中为每一个化学反应创建一个对象，并选择对象类型为 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 输入正反应的方式注意选择Kinetic 输入逆反应输入逆反应的方式的方式输入逆反应的方式在在在在动动动动力
7、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Arrheniu
8、sArrhenius方程表示方程表示方程表示方程表示：在动力学表单中为每一个化学反应输入发生反应的相态、动力学参数 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 输入正反应动力式数值注意单位输入输入逆反逆反应动力应动力式式数值数值输入逆反应动力式数值程序输入方法程序输入方法 选择选择Columns，后选后选择择STRIP1 选择Columns，后选择STRIP1 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 将塔顶物流与冷凝器进行连接 加入加入Decanter 加入DecanterFirst Liquid(water)First Liquid(water)有有机机相回流至反
9、相回流至反应应蒸蒸馏馏塔塔有机相回流至反应蒸馏塔 物流名物流名称称 物流名称Aspen反应精馏的模拟和设计ppt课件进料流的输入进料流的输入废废酸酸进进料料废酸进料丁醇丁醇进进料料丁醇进料反应蒸馏塔内操作方法反应蒸馏塔内操作方法选择选择VLE，并选择并选择Strong non-ideal liquid，设设定定Duty选择VLE，并选择Strong non-ideal liqu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输入各股流进入塔内的塔板位置输入各股流出去塔外的塔板位置及状Aspen反应精馏的模拟和设计ppt
10、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反应段之起始塔板与终止塔板输入输入塔中的塔中的holdup输入塔中的holdup设设定定Tray Sizing设定Tray Sizing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 Cap决定塔顶到塔底的tray type，反应蒸馏塔选Bubble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的的设计设计同tray sizing超过0.1524则压力需要自己给定h分相槽及冷凝器操作方法分相槽及冷凝器操作方法 Decanter之操作之操作压压力及力及
11、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 Decanter之操冷凝器操作冷凝器操作状态状态有效相有效相冷凝器操作状态有效相收敛方法设定收敛方法设定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收敛设定的相对误差全局收敛的设定选择选择收收敛敛的方法的方法 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。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。Aspen Plus定义的收敛模块的名字以字符定义的收敛模块
12、的名字以字符“$.”开头。开头。选择收敛的方法 每个设计规定和撕裂流都有一个相关联的收敛模块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 DIRECTBROYDENNEWTON要收敛设计规定，请用:SECANTBROYDENNEWTON要收敛设计规定和撕裂流，请用:BROYDENNEWTON对于优化，请用:SQPCOMPLEX在Convergence ConvOptions Defaults窗体上可以规定全局的收敛选项。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：选择选择收收敛敛的次的次数数选择收敛的次数执行与结果操作执行与结果操作塔塔内浓度分布内浓度分布塔内浓度分布Tray sizing的的column diameter参考值参考值Tray sizing的column diameter参考值冷凝器冷凝器负荷负荷冷凝器负荷Aspen反应精馏的模拟和设计ppt课件ENDEND
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