AspenPlus在化工过程模拟中的应用.doc

AspenPlus在化工过程模拟中的应用Prop 丙 n- 正 iso- 间、异Meta-间 目 录第1章 化工过程模拟概述-第2章 AspenPlus模拟基础第3章 流股的混合与分割过程模拟第4章 压力变送过程模拟第5章 分离设备模拟第6章 传热设备模拟第7章 塔设备模拟第8章 反应器模拟第9章 固体操作设备模拟第三章 流股的混合与分割过程模拟学习目的：1、练习用Aspen Plus 进行流程仿真的基本步骤；2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的用法。内容：课堂练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise-3.1)：已知：将100m3/hr 的低浓酒精（乙醇20%w，水80%w，400C，1 atm）与200m3/hr的高浓酒精（乙醇90%w，水10%w，300C，2atm）混合，混合后物流平均分为三股，一股直接输出，第二股与100 kg/hr 的甲醇水溶液混合后（甲醇95%w，水5%w，450C，1.5 bar）输出，第三股与80 kg/hr 的乙酸水溶液混合后（乙酸90%w，水10%w，350C，1.2 bar）输出。求：三股输出物流的组成（摩尔分率与质量分率）和流量（摩尔流量及体积流量）分别是多少？课后练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise-3.2)：1）将4000C，3 bar 下的1000m3/hr 水蒸气、1000 m3/hr 二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。2）将4000C，30 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。3）将4000C，300 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。在物性方法及模型（Property methods & models）设定中分别选用理想气体状态方程（Ideal）、Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling 状态方程（BWR-LS）、Peng-Robinson状态方程（Peng-Rob）、Redlik-Kwong-Soave 状态方程（RK-Soave）作为基本方法（Basemethod）进行以上计算，比较各方法所得的结果有何不同，将结果汇总编辑为MS-Word 文档。第四章 压力变送过程模拟学习目的：掌握各压力变送模块的用法，包括压缩机、泵、阀门、管道等。内容：课堂练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型：1、 将100m3/hr 的水（250C，1.5 atm）用泵进行输送。分别在如下情况下进行模拟。a).泵效为0.68，轴效率为0.96，要求泵出口压力为6bar。(exercise-4.1-a)b).已知所用离心泵的特性参数如下表：(exercise-4.1-b)扬程(m)5954.247.843流量(m3/h)7090109120泵效0.6450.690.690.66允许吸上真空度(m)5.04.53.83.52、 计算5000kg/hr 的饱和水蒸汽（7 atm）经过管线（绝热，长20m，内径100mm，粗糙度0.05mm）输送到5m高处后的压力降和温度降。(exercise-4.2)3、 计算100m3/hr 的水（500C，5bar）经过如下管线后(从A点到G点)的出口压力。各点坐标为：A(0,0,0)，B(5,0,0)，C(5,5,0)，D(15,5,0)，E(15,0,0)，F(15,0,10)，G(20,0,10)。管线直径均为0.1m，粗糙度为0.00005m。(exercise-4.3)课后练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型。(exercise-4.4)1、已知：将 20C 的水从蓄水池输送到高位水池，环境地理位置如下图所示。管道采用1334 的无缝碳钢管。所用离心泵的特性参数在课堂练习1中给出。泵出口安装一只V500 系列的等百分比流量截止阀（Globe Valve）调节流量。不同阀门开度下阀的流通系数Cv, 压降比例因子Xt和压力补偿因子FI如下表所示。开度()102030405060708090100Cv144672102126147168186202212Xt0.970.970.960.940.930.920.920.90.90.9FI0.790.790.770.750.730.710.710.690.680.68求：1、最大输送流量（m3/hr）及相应的轴功率。(此时阀全开)2、阀门开度为20%时的流量及相应的轴功率。2、某吸收塔用293.15 K的清水作为吸收剂，正常用量为50 m3/hr。清水贮槽液面至吸收塔顶加料口的垂直高度为40m。清水贮槽内压力为0.1013MPa，吸收塔内压力为0.3 MPa。初步设计方案如下(参见下图)：使用1084 的无缝钢管作为输水管，进水管道长10m，需要安装1个90弯头（Elbow）和2只闸阀（Gate Valve）；出水管道长55 m，需要安装6个90弯头，2 只闸阀；离心泵入口的安装高度比清水贮槽液面低0.5 m。为降低能耗，采用变频电动机改变离心泵转速来调节输送流量，转速变化范围为15002800 rpm。离心泵的特性曲线如下表。求：1） 最大输水量；(exercise-4.5-a)2） 输水量为正常用量时离心泵所需的转速、轴功率和泵出口压力；(exercise-4.5-b)3） 输水量为 50%正常用量时离心泵所需的转速、轴功率和泵出口压力。(exercise-4.5-c)转速 3000 rpm流量（m3/hr）2341.56084扬程（m）1131079669效率（%）63687167转速 2500 rpm流量（m3/hr）20355070扬程（m）76726444效率（%）64.5696966转速 2000 rpm流量（m3/hr）16.5284158扬程（m）5148.543.530.5效率（%）62646563第五章 分离设备模拟学习目的：掌握各分离设备模块的用法，包括闪蒸、蒸发、萃取和简单分离设备。内容：课堂练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型1、 流量为1000 kg/hr、压力为0.11 MPa、含乙醇70%w、水30%w的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比（摩尔）=1/3。求离开冷凝器的汽、液两相的温度和组成。(Exercise-5.1)2、 流量为1000kg/hr、压力为0.5MPa 温度为120、含乙醇70%w、水30%w的物料绝热闪蒸到0.15MPa。求离开闪蒸器的汽、液两相的温度、流量和组成。(Exercise-5.2)3、 流量为1000kg/hr、压力为0.2MPa 温度为20、含丙酮30%w、水70 %w的物料进行部分蒸发回收丙酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器温度和热负荷以及汽、液两相的流量和组成。(Exercise-5.3)4、 流量为1000kg/hr、压力为0.2MPa 温度为20、含丙酮30%w、水70%w的物料进行部分蒸发回收丙酮，蒸发器热负荷为250kW。分析液沫夹带对汽相丙酮分率和丙酮回收率的影响。(Exercise-5.4)5、 流量为1000kg/hr、压力为0.11MPa、含乙醇30%w、正己烷30%、水40%w的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比（摩尔）=1/9。求离开冷凝器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组成。(Exercise-5.5)6、 F=500kg/hr、P=0.8MPa、T=100含乙醇70%w、水30%w的物流与F=500 kg/hr、P=0.8MPa、T=70含正己烷60%、乙醇40 %w的物流在闪蒸器中混合并绝热闪蒸到P=0.11MPa，求离开闪蒸器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组成。(Exercise-5.6)7、 在课堂练习6中分别设置乙醇和己烷为关键组份，观察输出结果有什么变化。8、 用水（P= 0.2 MPa、T=20、F=500 kg/hr）从含乙醇40 %w、正己烷60%w的混合液（F=500 kg/hr、P= 0.2 MPa、T=20 ）中萃取乙醇，求：乙醇的萃取率，以及萃取相和萃余相的组成。(Exercise-5.8)9、 第8例中乙醇的萃取效率为90时的需要的水流量，以及萃取相和萃余相的组成。(Exercise-5.9)10、 把F=500 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=20 含乙醇30 %w、正丙醇20%w、正丁醇10%w、水40 %w的物流分成四股输出物流，各组份在输出物流中的分配比例为：(Exercise-5.10)乙醇 0.96 : 0.02 : 0.01 : 0.01正丙醇 0.01 : 0.95 : 0.02 : 0.02正丁醇 0.01 : 0.05 : 0.92 : 0.02水 0.01 : 0.02 : 0.03 : 0.94求输出物流组成。11、 从F=500kg/hr、P= 0.15MPa、T=20、含乙醇60%w、正丙醇25%w、正丁醇15%w的物流中回收乙醇，要求：1).乙醇浓度达到98%w、正丁醇含量不大于1%w；2).乙醇回收率达到95%。求输出物流的组成和流量。 (Exercise-5.11)12、 同课堂练习11，如果分离过程是在精馏塔中实现，塔顶出料是0.11 MPa 的饱和蒸汽，塔底出料是0.13 MPa 的饱和液体，求输出物流的温度和体积流量。(Exercise-5.12)13、 采用膜分离装置制取富氧空气。原料空气T=30、P=1.013bar、F=500 kmol/hr，经压缩机加压到4.5bar后进入膜分离组件，出口压强1.1bar。已知膜分离组件的性能与进、出口压差及进口流量的关系由下式描述：求富氧空气的氧浓度和体积流量，及其与进口压强的关系。(Exercise-5.13)课后练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型1、F=1000kg/hr、P=0.8MPa、T=100含乙醇70%w、水30%w的物流与F=500 kg/hr、P=0.6MPa、T=70含正己烷60%、乙醇40%w的物流在闪蒸器中绝热闪蒸到P= 0.11MPa。轻液相在汽相中的液沫夹带率为5%，重液相在汽相中的液沫夹带率为1%。求：离开闪蒸器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组成。(Exercise-5.14)2、用水（P=0.15 MPa、T=25）从含乙醇40%w、正己烷60%w的混合液（F=1000 kg/hr、P=0.15MPa、T=25）中萃取乙醇，要求乙醇的萃取率达到97%。求：1）需要的水流量，以及萃取相和萃余相的组成；(Exercise-5.15)2）乙醇分离效率对需要的水流量和萃取相组成的影响。3、用精馏塔从F=1000kg/hr、P=0.14MPa、T=25、含乙醇60%w、正丙醇25%w、正丁醇15%w 的物流中回收乙醇，要求：1） 回收物流的乙醇浓度达到 98%w、正丁醇含量不大于0.5%w; 2） 乙醇回收率达到 97%。塔顶出料是 0.12 MPa 的饱和蒸汽，塔底出料是0.14 MPa 的饱和液体。求：输出物流的组成、温度和体积流量。(Exercise-5.16)4、渗透汽化膜分离装置被用于制取高浓度乙醇。原料乙醇(P=0.15MPa T=25) 含水5%w，产品乙醇含水(0.050.01)%w。渗透膜的分离面积为100m2，汽化侧的压强为0.2 bar。装置内的加热系统使料液始终维持在泡点温度。料液侧的流动压降为0.5 bar， 膜的平均渗透速率为：式中为料液侧进口压强(6bar)与汽化侧压强之差。表观分离因子为：式中Pw 和Pe是汽化侧的水和乙醇分压，xw 和xe是料液侧进口的水和乙醇摩尔分率。如果要达到100 kg/hr的高浓乙醇产量，试求渗透膜料液侧的进口压强进口温度和出口温度。(Exercise-5.17)第六章 传热设备模拟学习目的：掌握各传热换热设备模块的用法，包括加热器、冷凝器、换热器。内容：课堂练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型1、 20、0.41 MPa、4000 kg/hr 流量的软水在锅炉中加热成为0.39MPa的饱和水蒸气进入生蒸汽总管。求所需的锅炉供热量。(Exercise-6.1)2、 1000 kg/hr（0.4MPa）的饱和水蒸汽用蒸汽过热器加热到过热度100（0.39 MPa），求过热蒸汽温度和所需供热量。(Exercise-6.2)3、 流量为1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、含乙醇70 %w、水30 %w的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比（摩尔）=1/3。求冷凝器热负荷。(Exercise-6.3)4、 流量为100 kg/hr、压力为0.2MPa、温度为20的丙酮通过一电加热器。当加热功率分别为2、5、10和20kW时，求出口物流的状态。(Exercise-6.4)5、 求压力为0.2 MPa，含甲醇30 %w 、乙醇20 %w、正丙醇20 %w、水30 %w的混合物的泡点和露点。(Exercise-6.5)6、 用1200 kg/hr饱和水蒸汽(0.3MPa)逆流加热2000 kg/hr甲醇(20、0.3MPa)。离开换热器的蒸汽冷凝水压力为0.28MPa、过冷度为2。换热器传热系数根据相态选择，对数平均温差校正因子取常数0.95。求甲醇出口温度、相态、需要的换热面积。换热系数指定值如下表所示，其中L表示Liquid，B表示Boling，C表示Condensing，V表示Vapor。(Exercise-6.6) 热侧相态LLLCCCVVV冷测LBVLBVLBVU(W/m2)1200200010020003000150100150707、 对课堂练习6选用下述换热器进行详细核算：外壳直径：325 mm，公称面积：10m2，管长：3m ，管径：f192 mm，管数：76，排列方式：正三角，管程数：2，壳程数：1，折流板间距：150mm ，折流板缺口高度：79mm。(Exercise-6.7)课后练习：建立以下流程系统的Aspen Plus 仿真模型 (Exercise-6.8)已知：1、20、0.1013MPa、2000kg/hr流量的软水用冷水泵（1）加压到0.41MPa后与同样压力的循环冷凝水混合后进入锅炉（2），加热成为0.4MPa的饱和水蒸气进入生蒸汽总管； 2、生蒸汽的10%被分流送到空气加热器（3）加热空气。冷空气参数为10、0.11MPa、5000m2/hr。离开空气加热器的蒸汽冷凝水压力为0.38MPa、过冷度为2。换热器传热系数为50W/m2.K。3、剩余生蒸汽的10%被分流送到乙醇加热器（4）加热乙醇水溶液。冷乙醇水溶液参数为20、0.11MPa、乙醇含量70%W,流量1000kg/hr。离开乙醇加热器的蒸汽冷凝水压力为0.38MPa、过冷度为2。换热器传热系数为1250W/m2.K。4、1000kg/hr生蒸汽被送到蒸汽过热器（5）加热到过热度100（压力0.38MPa）。5、空气加热器和乙醇加热器排出的冷凝水混合后用热水泵（6）加压到0.41Mpa循环到锅炉供水系统。求： 1、热空气的温度，空气加热器的传热面积和热负荷； 2、热乙醇的温度和蒸汽分率，乙醇加热器的传热面积和热负荷； 3、过热蒸汽的温度，蒸汽过热器的热负荷； 4、锅炉热负荷和富余蒸汽流量； 5、如果要求将乙醇刚好加热到泡点温度，则乙醇加热器的传热面积及加热蒸汽流量应为多少？(Exercise-6.8b)第七章 塔设备模拟学习目的：掌握各种以下塔设备的模拟方法：气液吸收塔、解吸塔、精馏塔、萃取塔。内容：课堂练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型1、 含乙苯30%w、苯乙烯70%w的混合物（F=1000kg/hr、P=0.12MPa、T=30 C）用精馏塔（塔压0.02MPa ）分离，要求99.8%的乙苯从塔顶排出，99.9%的苯乙烯从塔底排出，采用全凝器。求：Rmin，NTmin，R=1.5 Rmin 时的R、NT和NF。(Exercise-7.1)2、 绘制课堂练习1的NTR关系图，根据该图选取合理的R值，求取相应的 NT、NF、冷凝器和再沸器的温度和热负荷。(Exercise-7.2)3、 根据课堂练习2的结果，选取R=25、NT=61、NF =36 用Distl进行核算。再选取NF =20进行核算。(Exercise-7.3)4、 根据课堂练习2的结果，选取R=25、NT=61、NF =36用RadFrac进行核算。再选取最佳进料板位置进行核算。(Exercise-7.4)5、 如将课堂练习1的塔压调到0.01 MPa，全塔压降0.005 MPa，试求满足分离要求所需的回流比和馏出物流量。(Exercise-7.5)6、 如果课堂练习5中的精馏段的墨弗里效率为0.45，提馏段的墨弗里效率为0.55，试求满足分离要求所需的塔板数和加料板位置。(Exercise-7.6)7、 在课堂练习6的基础上选定性质选项中的包括水力学参数，计算后查看结果。(Exercise-7.7)8、 在课堂练习6的基础上进行塔板设计和塔板核算，分别选用浮阀塔板和弹性浮阀塔板计算后对比结果。(Exercise-7.8)9、 在课堂练习5的基础上进行填料设计和填料核算，分别选用MELLPAK和RALU-PAK计算后对比结果。(Exercise-7.9)10、 摩尔组成为CO2 (12%)、N2 (23%)和H2 (65%)的混合气体（F=1000kg/hr、P=2.9MPa、T=20C）用甲醇（F=60t/hr、P=2.9MPa、T=-40C）吸收脱除CO2。吸收塔有30块理论板，在2.8 MPa 下操作，每块塔板上的压降0.0015Pa。求出塔气体中的CO2浓度。(Exercise-7.10)11、 在课堂练习10的基础上求使出塔气体中的CO2浓度达到1.0%所需的吸收剂（甲醇）用量。(Exercise-7.11)12、 在课堂练习11的基础上求使出塔气体中的CO2浓度达到1.0%所需的吸收剂（甲醇）用量与理论板数的关系。(Exercise-7.12)13、 对课堂练习10所示的混合气体的吸附过程，选用10块理论板，求使出塔气体中的CO2浓度达到1.0%所需的吸收剂（甲醇）用量以及采用典型塔板和填料时的塔径。(Exercise-7.13)14、 将课堂练习13所得到的吸收富液减压到0.15 MPa进行闪蒸，低压液体再进入脱吸塔在0.12 MPa下用氮气进行气提脱吸，要求出塔贫液中的CO2浓度达到0.1%。求合理的理论板数、所需氮气流量、采用不同塔板和填料时的脱吸塔尺寸、压降和负荷情况。(Exercise-7.14ad)15、 用甲基异丁基甲酮(CH3COC4H9)从含丙酮45%w 的水溶液中萃取回收丙酮，处理量 500 kg/hr。采用逆流连续萃取塔，在 0.12 MPa下操作。求萃取塔理论板数和萃取剂用量对萃余相中丙酮浓度的影响。(Exercise-7.15)课后练习：1、根据以下条件设计一座分离甲醇、水、正丙醇混合物的连续操作常压精馏塔。生产能力： 4000 吨精甲醇/年；原料组成： 甲醇 70%， 水 28.5%， 丙醇 1.5%；产品组成： 甲醇 99.9%；废水组成： 水 99.5%；进料温度： 323.15 K；全塔压降： 0.011 MPa；所有塔板的 Murphree 效率Emv=0.35。（注：组成均为质量百分率）给出下列设计结果：(Exercise-7.16)1、进料、塔顶产物、塔底产物、侧线出料流量；2、全塔总塔板数 N；3、最佳加料板位置 NF；4、最佳侧线出料位置 NP；5、回流比 R；6、冷凝器和再沸器温度；7、冷凝器和再沸器热负荷；8、使用 Koch Flexitray 和Glistch Ballast 塔板时的塔径和板间距。(Exercise-7.16)2、用甲醇在低温和加压条件下吸收合成气里的二氧化碳。原料合成气的温度为20C，压力为2.9MPa，流量为1000kmol/hr，摩尔组成为CO2 : 12%；N2: 23%；H2: 65%。吸收剂甲醇再生通过处理后循环使用。已知条件：1) 经吸收处理后的净化合成气中的CO2浓度降低到0.5%；2) 离开吸收塔的甲醇富液减压到0.15MPa，闪蒸释放出的CO2用作生产尿素的原料，闪蒸后的液体送到解吸塔用30C 的N2气提进行再生处理；3) 再生后的甲醇贫液中残余CO2控制为0.1%，加压到2.9 MPa， 冷却到-40 C 下送入吸收塔作吸收剂。给出下列设计结果：(Exercise-7.17)1）构建合理的工艺流程；2）确定吸收塔和解吸塔的理论塔板数；3）确定进入吸收塔的吸收剂流量；4）确定进入解吸塔的N2流量；5）甲醇消耗量。第八章 反应器模拟学习目的：掌握如下类型反应器的模拟方法：计量反应器、产率反应器、平衡反应器、Gibbs反应器、全混流反应器、平推流反应器和间歇反应器。内容：课堂练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型1、 甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为： 原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1:4，流量为100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，温度为750 ，当反应器出口处CH4转化率为73%时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？(计量反应器，Exercise-8.1) 2、 反应和原料同课堂练习1，若反应在恒压及绝热条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，反应器进口温度为950 ，当反应器出口处CH4转化率为73%时，反应器出口温度是多少？(计量反应器，Exercise-8.2) 3、 在课堂练习1中增加甲烷部分氧化反应如下式： 并在原料气中加入15 kmol/hr的氧气。若上述两个反应中CH4转化率均为43%时， 产品物流中CO、 H2O、CO2 和H2的流量各是多少？(Exercise-8.3a)如果将反应设为串联进行，上述流量又各是多少？(Exercise-8.3b)以上两个反应的反应热各是多少？ 4、 对课堂练习1中所示的反应，原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1:4，流量为100 kmol/hr。反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，温度为750，如果反应器出口物流中摩尔比率CH4 : H2O : CO2 : H2等于1 : 2 : 3 : 4时，CO2和H2的产量是多少？需要移走的反应热负荷是多少？此结果是否满足总质量平衡？是否满足元素平衡？(产率反应器，Exercise-8.4)5、 若在课堂练习3的原料气中加入 25 kmol/hr氮气，其余条件不变，计算结果会发生什么变化？(产率反应器，Exercise-8.5)6、 以课堂练习4的结果为基础，在Ryied模块的产率设置项中将氮气设置为惰性组份，重新计算，结果如何？(产率反应器，Exercise-8.6) 7、 甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为： 原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1:4，流量为100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，温度为750 ，当反应器出口处达到热力学平衡时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？(平衡反应器，Exercise-8.7) 8、 分析课堂练习6中反应温度在3001000 范围变化时对反应器出口物流CH4质量分率的影响。(平衡反应器，Exercise-8.8)9、 将课堂练习6中的反应温度设为1000 ，分别分析反应(1)和反应(2)的趋近平衡温度在2000范围变化时对反应器出口物流CH4质量分率和CO/CO2摩尔比的影响。(平衡反应器，Exercise-8.9) 10、 对课堂练习6中所示的反应过程，原料气中甲烷与水蒸汽的摩尔比为1:4，流量为100 kmol/hr。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为0.1013 MPa，温度为750 ，当反应器出口处Gibbs自由能最小而达到平衡时，CO2和H2的产量是多少？反应热负荷是多少？与REquil的结果进行比较。(Gibbs反应器，Exercise-8.10)11、 分析课堂练习10中反应温度在3001000 范围变化时对反应器出口物流CH4质量分率的影响。(Gibbs反应器，Exercise-8.11)12、 若在课堂练习9中的原料气中加入25 kmol/hr 的氮气，并考虑氮与氢结合生成氨的副反应，求反应器出口物流中CH4和NH3的质量分率。如果将氮设为惰性组份，结果有什么变化？(Gibbs反应器，Exercise-8.12)13、 甲醛和氨按照以下化学反应生成乌洛托品： 反应速率方程式如下：式中： 反应器容积为5m3，装填系数为0.6，输入氮气作为保护气体。为了保证釜内的惰性环境，输入氮气量应该使出釜物料的气相分率保持在0.001左右。加料氨水的浓度为4.1kmol/m3，流量为32.5m3/hr。加料甲醛水溶液的浓度为6.3 kmol/m3，流量为32.5m3/hr。求35C下乌洛托品的产量和输入氮气流量，并分析反应温度在2060C范围里对甲醛转化率的影响。(全混流反应器，Exercise-8.13)14、 丁二烯和乙烯合成环己烯的化学反应方程式如下： 反应速率方程式如下： 式中： 反应器长5米、内径0.5米，压降可忽略。加料为丁二烯和乙烯的等摩尔常压混合物，温度为440C。如果反应在绝热条件下进行，要求丁二烯的转化率达到12%，试求：(平推流反应器，Exercise-8.14)1).环己烯的产量。2).作出温度和环己烯摩尔分率沿反应器长度的分布图。3).分析反应器压力在0.11.0 MPa 范围内对环己烯产量的影响。15、 乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的化学反应方程式如下： 反应速率方程式如下： 式中： 在间歇搅拌釜中等温反应，T=100C，P=3bar，操作周期2.5hr。加料为水溶液，T=40C，处理量1m3/hr，含乙醇10.2 kmol/m3、乙酸3.908 kmol/m3。求乙酸转化率为35%的反应时间，乙酸乙酯的产量，装填率=0.7时所需的反应釜体积。(间歇釜反应器，Exercise-8.15)16、 如果课堂练习14中反应速率常数和平衡常数与温度的关系如下： 考虑到釜液升/降温的影响，操作周期延长到3hr，并按以下升/降温程序操作：t=0, T=40C; t=15min, T=80C; t=30min, T=100C; t=110min, T=100C; t=140min, T=40C。求：乙酸转化率为35%的反应时间，乙酸乙酯的产量，装填率=0.7时所需的反应釜体积。(间歇釜反应器，Exercise-8.16)17、 如果将课堂练习15的操作时间设置改为间歇加料时间2hr，停止时间1hr，求乙酸转化率为35%的反应