第6讲-带循环物流的化工流程模拟.ppt

带循环物流的化工流程模拟本节目的提纲（一）化工流程中的循环回路Fig6.1循环回路的种类独立循环回路(IndependentLoop)嵌套循环回路(NestedLoop)交叉循环回路(InterconnectedLoop)（二）计算顺序主流程处理顺序MainFlowProcessingSequence：

U4，U5，U6CalculationSequence：
U1，(U2，U3，U4，U5)，U6RecycleSreamGuessed（三）切断物流切断物流与计算顺序的关系切断物流为S4切断物流与计算顺序的关系（四）循环回路流程模拟的解决方法控制循环回路的方法循环计算的收敛准则参考物流源物流:S2
目标物流:S5*（五）化工流程模拟的迭代解法循环回路的迭代方法迭代解法涉及的问题迭代变量的选择迭代程序的组织迭代收敛的加速加速迭代加速迭代Wegstein法是通过二次直接迭代来求取松弛因子。（六）案例分析6.1苯加氢制环己烷工艺Task1：求解苯加氢制环己烷工艺流程的物料平衡和热量平衡，物流条件如表所列，其它条件示于流程图中。要求：不要切断能量循环回路或使用其它任何加快收敛速度的特殊手段。
过程条件：
将循环迭代次数提高到80
使用最小切断流数（默认）
使用SRK热力学模型（API液相密度）
换热器在冷热流体两侧均有5psi的压降
换热器E1为管壳式换热器（1壳程2管程），U=100Btu/℉-ft2，换热面积A＝650ft2
排放物流占进分流器总物流的20％

反应条件：
气相反应：
反应器温度控制在435℉
苯的转化率为99.9％
反应热为-87×103Btu/lb-mol苯（77℉时）

RunA：
需要经过多少循环迭代才收敛？耗时多少？
氢气和甲烷的质量平衡误差分别为多少？
ProII选择了怎样的计算顺序和切断物流？

RunB：
将循环物流的相对误差降低到0.001，并将排除物的摩尔分率降低到0.001，重新计算
增加了多少循环迭代才能收敛？
氢气和甲烷的质量平衡误差改善了吗？Task2：使用Inside/Out方法进行上述流程的计算
从上述RunB开始进行计算
将计算顺序改为M1,RX1,E1,E2,E3,F1,SP1,C1
定义内层循环(RX1－>E2)和外层循环（MIXER－>COMPRSSOR)每个外循环需要进行多少次内循环才能收敛？
外循环共进行了多少次迭代收敛？
Reactor和HeatExchanger被计算了多少次？Flash和Compressor呢？
使用了Inside/Out后流程求解更快了吗?从中说明了什么问题？Task3：切断热量循环回路

观察原流程，可发现：

S5与S3有相同的组成
S5的压力可简单计算得到
S5的温度已知由Ｔask１\RunB开始计算：

需要多少次迭代可收敛？（27）
ProII采取了怎样的计算顺序？
M1、R1、E1、E2、E3、F1、SP1、C16.2氯苯分离工艺Problems:6.3合成氨工艺考虑合成氨的过程，在过程中N2和H2（有Ar和CH4杂质）在高压下转化为NH3。
用ProII模拟合成氨反应器回路，考察排放/循环比对排放和循环物流组成和流量的影响，从结果可以得出什么结论？
对ProII流程，作下列规定：热力学性质估计选用Chao-Seader法。在77℉和200atm下，组合进料物流组成为：排放物流中各组分的浓度随排放/循环比的影响氨产量随排放/循环比的影响循环量随排放/循环比的影响Conclusions