化工过程模拟课程论文

过 程 模 拟 与 优 化课 程 论 文院 系：能源与化工系姓 名：学 号：提交日期：成绩（五级记分制）：教师签名：例7-换热器模拟问题描述：第一类：两个换热器联合；第二类：简捷算法换热器；第三类：严格算法换热器，如图所示。物流工艺条件见表1。第一类：两个换热器联合第二类：简捷算法换热器第三类：严格算法换热器比表1项目热物流冷物流温度200C20C压力4bar10bar流量10000kg/h60000kg/h组成苯（C6H6）50%（质量分数）苯乙烯（C8H8）20%(质量分数)乙苯（C8H10）20%（质量分数）水（H2O）10%（质量分数）水（H2O）100%（质量分数）要 求：比较三类换热器模拟冷却水冷却烃类混合物，并绘制热曲线。求解过程：一、 创建换热器模拟的流程图图1 流程图图2 信息提示对话框二、 完成输入规定（0）设置全局变量图3 全局变量设置（1）组分输入图4 组分输入（2）物性方法输入图5 物性方法输入（3）二元交互作用参数图6 二元交互作用参数（4）冷流体CLD配置图7 冷流体CLD配置（5）热物流HOT配置图8 热物流HOT配置（6）物性集设置图9 物性集设置（7）配置物性集BETA图10 创建物性集BETA图11 配置BETA（8）创建物性集DEWBUB图12 创建物性集DEWBUB（9）添加TBUB物性图13 添加TBUB物性图14 信息提示对话框（10）添加TDEW物性图15 添加TDEW物性（11）指定物性单位图16 指定物性单位（12）Report Options的Stream 配置图17 Report Options的Stream 配置（13）物性集配置图18 物性集配置（14）HEATER-C模块的配置图19 HEATER-C模块的配置图20 HEATER-C模块的配置(15) HEATER-H模块的配置图21 HEATER-H模块的配置图22 HEATER-H模块中Hcurvers曲线编号图23 HEATER-H模块中Hcurvers的配置(16)HEATER-C模块中Hcurvers的配置图24 HEATER-C模块中Hcurvers曲线编号图25 HEATER-C模块中Hcurvers的配置(17) RHEATX模块的配置图26 RHEATX模块的配置图27 RHEATX模块几何尺寸Shell的配置图28 RHEATX模块几何尺寸Tubes的配置 图29 RHEATX模块几何尺寸Baffles的配置图30 RHEATX模块几何尺寸Nozzles的配置(18) SHEATX模块配置图31 SHEATX模块配置三、 计算与结果分析图32 模拟运行结果图33 HEATER-C模拟结果窗口图35 HEATER-H模块结果窗口图36 RHEATX模块结果窗口图37 SHEATX模块结果窗口 图38 HEATER-C模块中蒸汽分率随温度变化曲线图38 HEATER-H模块中蒸汽分率随温度变化曲线图39 泡点、露点温度（一）图40 泡点、露点温度（二）图41 BETA值（一）图41 BETA值（二） 例8-反应器模拟问题描述：用Aspen四种不同的反应器模块（RStoic, RGibbs, RPlug, RCSTR）模拟如下反应：CH3CH2OH+CH3COOH=CH3CH2OOCCH3+H2O其中正反应：k=1.9*108,E=5.95*107J/kmol;逆反应：k=5.0*107,E=5.95*107J/kmol。反应温度为70，反应压力为1 atm.进料液中水流率为8.892kmol/h,乙醇流率为186.59kmol/h,乙酸流率为192.6kmol/h,RStoic反应器中乙醇的转化率为70%，RPlug反应器长2m，直径0.3m,RCSTR反应器的体积0.14m3.物性方法采用NRTL-RK.要 求：计算：四种反应器中反应产物CH3CH2OOCCH3的摩尔流率求解过程：四、 创建反应器模拟的流程图图6 流程图五、 完成输入规定（1） 设置全局变量 图 7-全局变量设置（2） 组分输入图8-组分输入（3）物性方法设置图9-物性方法设置（4）二元交互参数确认图10-二元交互作用参数（5） 物流输入图11-物流FEED数据输入（6）模块设置图12-RCSTR模块配置（7）创建反应R-1图14-创建反应R-1（8）编辑“1）”反应图15-编辑“1）”反应图16-R-1的Stoichiometry（一）（9）编辑“2）”反应图17-编辑“2）”反应图18-R-1的Stoichiometry（二）（10）正反应Kinetic参数配置图19-正反应Kinetic参数配置（11）逆反应Kinetic参数配置图20-逆反应Kinetic参数配置（12）RCSTR模块的Reactions配置图21-RCSTR模块的Reactions配置（一）图22-RCSTR模块的Reactions配置（二）（13）RGIBBS模块配置图23-RGIBBS模块配置（14）RPLUG模块配置图24-RPLUG模块配置图25-RPLUG模块的Configuration配置（15）RSTOIC模块配置26-RSTOIC模块配置（16）RSTOIC模块的配置27- RSTOIC模块的Reactions配置图28- RSTOIC模块的反应配置六、 运行计算图29-控制面板四、通过Aspen Plus模拟得到：（1）R-Stoic反应器中反应产物CH3CH2OOCCH3摩尔流率为287.9524 lbmol/h（2）R-Cstr反应器中反应产物CH3CH2OOCCH3摩尔流率为264