Aspen习题

例31，MIXER将下表中的三股物流混合，求混合后的产品温度、压力及各组分流率，物性方法选用CHAOSEA例32，FSPLIT将三股进料通过分流器分成三股产品PRODUCT1,PRODUCT2，PRODUCT3，进料物流同例31的三股进料，物性方法选用CHAOSEA要求PRODUCT1的摩尔流率为进料的50PRODUCT2中含有10KMOL/H的正丁烷例33，MULT将例2中混合后的产品物流流率增加到原来的3倍例34，DUPL将例2中混合后的产品物流复制成相同的3股物流例35，FLASH2进料物流进入第一个闪蒸器FLASH1分离为气液两相，液相进入第二个闪蒸罐FLASH2进行闪蒸分离已知进料温度为100，压力为38MPA，进料中氢气、甲烷、苯、甲苯的流率分别为185KMOL/H、45KMOL/H、45KMOL/H、5KMOL/H。物流组成流率KMOL/H温度压力MPA气相分率进料FEED1丙烷正丁烷正戊烷正己烷101515101002进料FEED2丙烷正丁烷正戊烷正己烷1515101012025进料FEED3丙烷正丁烷正戊烷正己烷250151010005闪蒸器FLASH1温度为100，压降为0闪蒸器FLASH2绝热，压力为01MPA物性方法选用PENGROB求闪蒸器FLASH2的温度例36，FLASH3两股进料物流进入三相闪蒸器FLASH3进行一次闪蒸，进料FEED1中乙醇、甲苯的流率分别为5KMOL/H、25KMOL/H，进料FEED2中水的流率为20KMOL/H，两股进料的温度均为25，压力为01MPA，闪蒸器温度为80，压力为01MPA物性方法选用UNIQUAC求产品中各组分的流率是多少例37，DECANTER两股进料物流进入液液分相器进行液液分离进料FEED1中乙醇、甲苯的流率分别为5KMOL/H、25KMOL/H，进料FEED2中水的流率为20KMOL/H，两股进料的温度均为25，压力为01MPA液液分相器的温度为25，压力为01MPA，乙醇的分离效率为09求出口物流中各组分的流率是多少例38，SEP采用组分分离器SEP将一股温度为70，压力为01MPA的进料物流分离成两股产品，进料中甲醇、水、乙醇的流率分别为50KMOL/H，100KMOL/H，150KMOL/H要求塔顶产品流率为50KMOL/H，甲醇的摩尔分数为095，乙醇的摩尔分数为004物性方法采用UNIQUAC求塔底产品的流率和组成例39，SEP2混合物流FEED1和FEED2，采用物流复制器DUPL将混合后的进料复制成三股后，分别进入三个两相闪蒸器进行绝热恒温闪蒸。两进料温度为70，压力为01MPAFEED1中乙醇和丙酮的流率分别为20KMOL/H和5KMOL/H；FEED2为纯水，流率为25KMOL/H物性方法选择UNIQUAC对三个两相闪蒸器分别选用UNIQUAC,NRTL,WILSON物性方法进行计算，比较结果例41，PUMP通过规定泵的出口压力计算泵的操作参数和出口物流参数一泵将压力为170KPA的物流加压到690KPA，进料温度为10，摩尔流率及组成如下表所示，泵的效率为80，电动机的效率为100。计算泵提供给流体的功率，泵所需的中功率，以及电动机消耗的电功率各是多少。物性方法采用PENGROB组分缩写式流率（KMOL/H）甲烷C1005乙烷C2045丙烷C3455正丁烷NC4860异丁烷IC49001,3丁二烯DC4900例42，PUMP通过规定泵的操作曲线计算泵的操作参数和泵的出口压力一泵输送流率为100KMOL/H的苯，苯的压力为100KPA，温度40，苯的效率为60，电动机的效率为90，特性曲线如下图所示。计算泵的出口压力，提供给流体的功率及泵所需的轴功率各是多少物性方法采用RKSOAVE流率M3/H201053扬程（M）40250300400例43，COMP压缩机的应用物流的温度为100，压力690KPA，组成如下表所示。现用多变压缩机将该物流压缩至3450KPA，压缩机的多变效率为100，驱动机的机械效率为100。求压缩机所需的轴功率及该物流的出口温度和体积流率物性方法选择PENGROB组分缩写式流率（KMOL/H）甲烷C1005乙烷C2045丙烷C3455正丁烷NC4860异丁烷IC49001,3丁二烯DC4900例44MCOMP多级压缩机的应用物流的温度为100，压力690KPA，组成如下表所示。使该物流通过一个二级等熵压缩机，压缩机一级和二级之间的冷却器移出热量30KW,压降为0。求压缩机的总功率，物流经过一级压缩机后的温度，以及最终的出口温度。物性方法选择PENGROB组分缩写式流率（KMOL/H）甲烷C1005乙烷C2045丙烷C3455正丁烷NC4860异丁烷IC49001,3丁二烯DC4900例45VALVE阀门应用举例水温度为25，压力600KPA，流率为100M3/H，流经一公称直径为6IN的截止阀（1IN254MM）。阀门的规格为V500系列的线性流量阀，开度为30。计算阀门的出口压力物性方法选择STEAMTA例46PIPE管线应用举例流率为4000KG/H，压力为600KPA的饱和水蒸汽流经114MM4MM的管道。管道长25M，出口比进口高6M，粗糙度为005MM，传热系数为20W/M2K。管道采用法兰连接，安装有闸阀一个，90肘管两个，环境温度22计算出口蒸汽的压力，温度以及管道的热损失各是多少物性方法采用STEAMTA例47PIPELINE管线系统应用举例流率为80M3/H，温度为40，压力为400KPA多段水流经114MM4MM的管线，管内壁粗糙度为005MM，管线首先向北延伸10M，再向东延伸5M，再向南延伸10M，然后升高5M，再向东延伸5M。计算管线的出口压力物性方法采用STEAMTA例51锅炉温度25、压力04MPA、流量5000KG/HR的软水在锅炉中加热成为045MPA的饱和水蒸气进入生蒸汽总管。物性方法选择IAPWS95。求所需的锅炉供热量。例52冷凝器流量为1000KG/HR、压力为011MPA、含乙醇70W、水30W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。例53换热器简捷计算模拟一个换热器，热物流苯流率为65800KG/H，温度为200、压力为28MPA。冷物流正十二烷流率为222200KG/H，温度为40、压力为14MPA。换热完成后，苯冷却至100。两股物流逆流换热，热物流走壳程。物性方法选择PENGROB求两股物流出口状态及换热器热负荷。例54换热器详细计算对例53的换热器进行详细核算，并将结果与简捷计算结果进行比较。换热器具体结构如下换热器水平放置，采用单壳程双管程的挡板换热器，壳体内径为850MM，壳/管束间隙15MM，使用碳钢管，共200根，管长8M，管子规格为2525MM，正方形排列，管心距30MM；挡板为24块，板间距300MM，挡板圆缺率02；壳侧管口直径150MM，管侧管口直径200MM，且管子穿过挡板窗口。由膜传热系数法计算传热系数，忽略污垢热阻，其他条件采用默认值。例61化学计量反应器RSTOIC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14，流量为100KMOL/HR。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为01013MPA，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物性方法PENGROB例62产率反应器RYIELD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14，流量为100KMOL/HR。反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为01013MPA，温度为750，如果反应器出口物流中摩尔比率CH4H2OCO2H2等于1234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物性方法PENGROB例63平衡反应器REQUIL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14，流量为100KMOL/HR。若反应在恒压及等温条件下进行，系统总压为01013MPA，温度为750，当反应器出口处达到平衡时，CO2和H2的产量是多少反应热负荷是多少例64吉布斯反应器RGIBBS同上例65全混釜式反应器RCSTR乙酸乙酯的平衡反应式为乙醇（ETHANOL）乙酸（ACETIC）乙酸乙酯（ACETATE）水（WATER）基于摩尔摩尔浓度的反应平衡常数为K，LNK1335。进料为01013MPA下的饱和液体，其中，水、乙醇、乙酸的流率分别为736KMOL/H，218KMOL/H，225KMOL/H，全混釜反应器的体积为21000L，温度为60，压力为01013MPA，化学反应对象选用指数型。物性方法选用NRTLHOC。求乙酸乙酯的流率例66平推流反应器RPLUG反应式和指数型动力学方程如下（其中动力学参数以英制单位为基准，浓度为摩尔浓度，反应相态为气相）2244HCO2244CO2243CHOCCL2C3H6C3H5CLHCLR115106EXP（27200/RT）CL2C3H6CL2C3H6C3H6CL2R29046EXP（6860/RT）CL2C3H6两股进料混合后进入反应器，进料氯气（CL2）的温度为200，压力为02026MPA，流率为0308KMOL/H。反应器长度为762M，内径508MM，压降为0，传热系数U24412KCAL/HM2K。用180KG/H的水作为冷却剂与反应器逆流换热，对于水的进口温度可以设定初值为80，压力为01013MPA，规定水的出口温度为90。物性方法选用IDEAL。求冷却剂水的进口温度，产品的温度以及产品中氯丙烯（C3H5CL）和1,2二氯丙烷（C3H6CL2）的流率各是多少。例67间歇反应器RBATCH模拟烷基甘油醚反应，反应包括两个单体反应和两个二聚反应，化学反应对象选择指数型。FATTYALCOHOLEQIALPHAMONOMER1十三烷醇（C13H28O）环氧氯丙烷（C3H5CLO）FATTYALCOHOLEQIBETAMONOMERALPHAMONOMEREQIAADIMERALPHAMONOMEREQIABDIMER间歇进料FATTYALCOHOL总量为3257KG，温度为65，压力为01013MPA；连续进料EPI总量为1710KG，温度为65，压力为01013MPA，并以1140KG/H的流率连续进料15H。反应器温度为65，压力为01013MPA，反应为液相反应，反应15H后结束，计算时间间隔设为1MIN，物性方法选用NRTL,求反应产品的组成流率ROH2CCHOHCH2CLROCHCH2OHH2CCLALPHAMONOMERBETAMONOMERROH2CCHOCH2CLH2CHCOHH2CCLROH2CCHOCH2CLHCH2CCLH2COHAADIMERABDIMER例68小测验以苯和丙烯反应生成异丙苯为例含苯（BENZENE,C6H6）和丙烯PROPENE,C3H6的原料物流FEED进入反应器REACTOR，经反应生成异丙苯PROBEN,C9H12，反应后的混合物经冷凝器COOLER冷凝，再进入分离器SEP,分离器SEP顶部物流RECYCLE循环回反应器REACTOR，分离器SEP底部物流PRODUCT作为产品流出，求产品PRODUCT中异丙苯的摩尔流率原始物流FEED温度为105，压力为025MPA，苯和丙烯的摩尔流率均为18KMOL/H，反应器绝热操作，压力为01MPA反应方程如下C6H6C3H6C9H12其中丙烯转化率为90冷凝器COOLER的出口温度为54，压降为07KPA，分离器绝热操作，压降为0（1）要求产品中异丙苯的含量为98MOL求冷凝器出口温度。简述实现该模拟计算的基本步骤。（设计规定）画出该流程的流程图，并在图中标注各流股的温度、压力及摩尔组成。（2）分析冷凝器出口温度对闪蒸器底部产品中异丙苯摩尔分率的影响，请画出简图。例71简捷精馏含乙苯5843W、苯乙烯415W、其余为焦油（正十七烷）的混合物（F12500KG/HR、P01013MPA、T45C）用精馏塔（塔压002MPA）分离，要求塔顶产品中乙苯不少于99，塔底产品中苯乙烯含量不少于997，采用全凝器。冷凝器压力6KPA，再沸器压力14KPA。PENGROB求最小回流比，最小理论板数，实际回流比，实际理论板数，进料位置，塔顶产品与进料摩尔流率比，回流比随理论板数变化关系例72简捷校核DISTL用简捷法校核一个精馏塔，进料条件同例71冷凝器压力为6KPA，再沸器压力14KPA，实际回流比511，理论板数65，塔顶产品与进料摩尔流率比（DISTILLATETOFEEDMOLERATIO）为05853。求冷凝器和再沸器的热负荷，塔顶产品，塔底产品的质量纯度例83严格精馏计算RADFRAC在例81简捷设计的基础上，对乙苯苯乙烯精馏塔进行严格核算和设计计算。进料条件，冷凝器形式，冷凝器压力，再沸器压力，产品纯度要求与例81相同。塔顶压力为67KPA，再沸器采用釜式再沸器。物性方法选用PENGROB求根据例81的设计结果，利用RADFRAC模块计算塔顶及塔底产品的纯度求满足产品纯度要求所需的回流比和塔顶产品流率以及冷凝器和再沸器的热负荷在满足产品纯度的基础上，绘制塔内温度分布曲线，塔内液相质量组成分布曲线在满足产品纯度的基础上，分析进料位置和总理论板数变化对再沸器热负荷的影响求达到分离要求的最小回流比求达到分离要求的最小理论板数进行塔板校核和填料设计初步设计的板式塔结构为塔径46M，板间距600MM，浮阀塔板，双溢流，溢流堰高50MM，校核塔板的水力学性质采用诺顿公司的DG50金属IMTP填料，确定塔径例81设计规定DESIGNSPEC以苯和丙烯反应生成异丙苯为例含苯（BENZENE,C6H6）和丙烯PROPENE,C3H6的原料物流FEED进入反应器REACTOR，经反应生成异丙苯PROBEN,C9H12，反应后的混合物经冷凝器COOLER冷凝，再进入分离器SEP,分离器SEP顶部物流RECYCLE循环回反应器REACTOR，分离器SEP底部物流PRODUCT作为产品流出，求产品PRODUCT中异丙苯的摩尔流率要求产品中异丙苯的含