化工过程分析与应用-ASPEN应用

化工过程分析与应用——ASPEN应用

一、单项选择题。（每题2分，共15题）

1.Aspen流程模拟软件，采用的收敛方法不包括［2分］

A:直接迭代法

B:主特征值法

C:有界Weg:stein:法

D:B:royden:法

答案：B:主特征值法

2.SimSci是著名的化工模拟软件公司，其开发的流程模拟软件是［2分］

A:A:spen:

B:H:YSYS

C:PRO/II

D:g:prom:s

答案:C:PRO/II

3.在Aspen主窗口，双击鼠标左键的功能是［2分］

A:选择模块、流股

B:取消放置模块、流股

C:打开模块快捷菜单

D:打开中间流股结果窗口

答案：D:打开中间流股结果窗口

4,关于数据浏览器中的状态指示符，下列对应错误的是2分］

A:输入表中要求的输入没有完成

B:结果表中没有错误或警告的结果

C:结果文件夹与当前输入相矛盾的结果

D:带有错误有效结果的结果文件夹

答案：B:结果表中没有错误或警告的结果

5.欲利用Aspen获得未知组分的物性，在全局设定时，应选择的模拟类型是2分］

A:Prope:rtyE:stima:ti:on:

B:Prope:rtyA:nal:ysi:s

C:Prope:rtie:sPI:us

D:D:a:ta:Reg:re:ssi:on:

答案：A:Prope:rtyE:stima:ti:on:

6.定义化学组分时，不能利用下列哪个字段进行快速的查找？［2分］

A:A:lia:s

B:C:om:ponen:tN:ame:

C:CA:SN:umbe:r

D:Struc:tural:F:orm:ula:

答案:D:Struc:tural:F:orm:ula:

7.Aspen数据库中标准态下气体黏度的物性代号是12分］

A:M:UVDI:P

B:K:VDI:P

C:DH:VLB:

D:SIGDI:P

答案:A:M:UVDI:P

8.对于含轻气体的石油加工装置，不适合的热力学方法是［2分］

A:BK:-10

B:PENG:-ROB:

C:CHA:O-SEA:

D:RK:-SOA:VE:

答案:C:CHA:O-SEA:

9.闪蒸模型数据输入时，不允许同时规定的输入变量是.2分］

A:Tem:pe:ra:ture:和Va:pourF:rac:

B:Pre:ssure:和H:ea:tD:ut>

C:H:ea:【D:uty和Va:pourF:rac:

D:Tem:pe:ra:ture:和H:ea:tD:uty

答案:C:H:ea:tD:uty和Va:pourF:rac:

10.换热器模型HeatX能够进行的计算是［2分］

A:换热器设计计算

B:换热器的阻力损失

C:换热器管程污垢热阻

D:换热器机械振动分析

答案：B:换热器的阻力损失

11.基于反应式动力学方程的反应器模型不包括［2分］

A:RYield:

B:RC:STR

C:RPI:ug:

D:RB:a:tch:

答案：A:RYield:

12.若要计算乙酸和乙醇(1:1)在50C。下的理论转化率，应采用的反应器模型是2分］

A:Rstoic:

B:RE:quil:

C:RYield:

D:RG:ibb:s

答案：D:RG:ibb:s

13.模型分析时，对于VariableName字段的命名规则叙述，错误的是［2分］

A:必须以字母开头

B:字段中不能出现特殊符号

C:可以以ZZ字符开头

D：字符的个数必须小于或等于6个

答案：C:可以以ZZ字符开头

14.

Objectivefunction

dMaximize

「Minimize

上图所示的窗口出现于哪一个模型分析功能？［2分］

A:Sen:si:ti:vi:ty

B:Optimi:za:ti:on:

C:D:e:sign:Spec:

D:C:ale:ula:tor

答案:B:Optimi:za:ti:on:

15.

一台离心泵的特性曲线如下表:

流量(ni3/hr)2341.56084

转速

扬程＜111）1131079669

3000ipm

效率（％）63687167

根据以上数据在进行泵模拟分析时，选择“SelectCurveForrrat”下的［2分］

A:Tab:ula:rda:ta:

B:Pol:yn:omial:s

C:Use:rsub:routine:

D:E:xtended:pol:yn:omial:s

答案:A:Tab:ula:rda:ta:

二、由图表，回答问题。（每空2分，共60分）

16.流程如下

运行结果如下

_x]||3Izl▼|▼I▼I

doleFlowkmoi/hr

H2.27913520.0.930450521.5196422.450093220291321.7500

N2.05581180.018603941.5197721.70581217058121.650000

CH4.52728890.01.7576235.369664712728771272876.600000

BENZENE.0598005100.00001993351784538E-4.2001196100.05980.0

C6H12-0142,571620.0141.9054.5259182142.431342.571630.0

TotalFlowkmol/k43.49365100.0000144.978828.93578173.9146473.4937330.0000

TotalFlowkg/hr3598.1387811.3G411993.79216.4226122102212210.22800.7138

TotalFlowl/min80,78288151.9280269.2763601.07422529.76411363.885917.352

TempetaiureK323.1500313.1730323.1500323.1500473.1500423.1500323.1500

Pre$$u(e21.500001.00000021,5000021.5000022.0000023,0000025.00000

VapaFrac0.00.00.01.000000.5300496.96070551.000000

LiquidFrac1oooooo1.0000001.00000000.4699504,03929450.0

SoidFrac0.00.00.0000.00.00.0

lEnlhalpycal/mol■357753412236.40■35775.34•3651.990■22620.232552.421•175.6519

Enthalpycal/gm■4324458156.6487■432.4458■488.2725■322.188398.97901-72.39179

试回答以下问题：

(1)循环流股的摩尔流率：kmol/hr；

(2)在LIQ流股中，C6H12-01的摩尔分率为；

(3)FEED-MIX的热负荷为：Gcal/hr；

(4)HP-SET的气化率为；

(5)BZIN流股的进料温度为K；

(6)若想要在上图所示数据表中，查着各流股中各名且分的质量分数，应打开Data

Browser下的哪个菜单？。［12分］

参考答案：

(1)43.49

(2)0.98

(3)1.60

(4)0.17

(5)313.2

(6)setup

17.流程图如下所示

——LzJ~

BiB2__

l_^>——63

4

-a4

―B5B4y

----□----141?^

模型B1的模块参数

Mixerspecifications

Pressure:0bar▼

Validphases:Vapor-Liquid

模型B5的模块参数

Model

(•Pump「Turbine

6Dischargepressure:

厂Pressureincrease:

CPressureratio:

「Powerrequired:

CUseperformancecurvetodeterminedischargeconditions

运行后流股信息

zJ||2zJ-zdllJ

TemperatureC85.035.55.05.25.0

Pressurebar6.896.083.346.083.34

VaporFrac1.0000.5350.0000.0000.000

MoleFlowkmol/hr1720.0003409.6241689.6321689.6321126.421

MassFlowkg/hf85244.024174328.58689085.19389085.19359390.129

h/olumeFlowcum/hr6E28.4547003.338155.698155.760103.799

根据以上图表，回答以下问题：

(1)在ComponentsSpecifcations窗口中，发现有一Componentname为Ethane,请

问该物质是(中文名称)；

(2)选择好该流程的热力学模型为“RK-SOAVE”，单击“Nextstep”按钮，进入的窗口

是；

(3)在闪蒸器操作参数的输入中,若要求闪蒸压力降为2.7atm,则下图Flash

specifications中的Pressure一栏，应输入；

Flashspecifications

Temperature▼c▼

Pressure▼MPa▼

(4)下图中，5对应的Value值为

Flowsplitspecificationforoutletstreams

StreamSpecificationBasisValue

►5Splitfraction

8Splitfraction

(5)运行后得到模块B3的结果如下，问该过程是吸热？还是放热？

Blockresultssummary

Outlettemperature:278.149994K▼

Outletpressure:N/sqm▼

Vaporfraction:0.17408707

Heatduty:■9577506.8Watt▼

Netduty:-9577506.8Watt▼

(6)上述流程模拟实际存在严重的错误，只得到了数学上可行的结果。试分析该流程在

工程上存在的错误。o[12分]

参考答案：

1)乙烷

(2)Parameters或者BinaryInteraction窗口

(3)-0.27

(4)0.6

(5)吸热

(6)泵出口压力并未达到进料压力，使得循环流股不能进入混合器。

18.流程图如下

反应器中参与反应的方程式和流股数据（kmol/hr）

C3H4-B2X+H2->C3H6-BX

C2H2-YQ+H2->C2H4

C3H4-BQ+H2->C3H6-BX

L3-C4H6+H2->C4H8-1DX

C3H6-BX+H2->C3H8-BW

|3MIX▼

1C4二1

C3H8-BW0.0140.021

C3H6-BX0.0450.096

C3H6-HBW0.0270.027

C3H4-B2X0.0530.003

C4H10-YD8.1728.172

C4H10-ZD34.41034.410

C2H2-YQ0.2400.012

C4H8-F2D16.77616.776

C4H8-1DX57,92457.935

C4H8-YDX0.0330.033

C4H8-S2D7.7757.775

C3H4-BQ0.0090.002

(1)试计算由Aspen软件计算所得的丙快加氢反应生成丙烯的选择性(1位小

数)

(2)通过(1)题的计算发现，软件所计算的选择性不属于［0,1］区间，试分析其中的原因。

(3)问精储塔采取的冷凝器类型o；

(4)对于换热器的冷却水出口温度，要求低于C1-V温度15K,应如何操作？

(5)若C1-V是为了换热器设计而从塔内部引出的流股,问C1-V的流股类型属于

；(流股类型，比如进料流股、出料流股等)

(6)若在塔底储出物中，发现1-丁烯(1-DX)的摩尔百分含量为0.47,较规定的0.48

稍低了一点。那试问塔顶出料的轻关键组分的摩尔百分量是增多了呢？还是减少了呢？

［12分］

参考答案：

(1)6.8

(2)反应选择性定义为生成目地产物所消耗的关键组分量/已转化关键组分量。由于丙烯

有多条路径生成，使得丙快的消耗量虚高，最终使得选择性大于1.

(3)Partial-vapor-liquid

(4)采用模型分析功能中的设计规定

(5)PseudoStreams。(虚拟流股)

(6)减少

19.精镭塔分析得到了如上的塔内组分分布图。试写出你从上图得到的信息。

[12分]

参考答案：

(1)精储塔塔板数为40块，其中精僧段25ik,提储段15块。

(2)该精微塔轻关键组分是乙烯，重关键组分是乙烷。

(3)进料板位置为第25块板，且进料位置靠后。

(4)第22-25板基本无分离能力，进料液中重组分浓度偏高。

(5)分离的效率，乙烯塔顶含量约在0.95左右，乙烯的含量约在0.99左右。

(6)该图属于精锚塔内液相组分乙烯和乙烷摩尔分数含量的分布图。

(7)根据所需产品采取保一端策略，若乙烯为目标产品，则法料位置此时适宜。

20.图1精福塔运行结果图表

View:|Condenser/Topstage▼|Basis:IMole▼|

Condenser/Topstageperformance

Temperature:45.601674C▼

SubcooledTemperature:▼

Heatduty:-3.4646335MW▼

Subcooledduty:▼

Distillaterate:10.832564kmol/hr▼

Refluxrate:665.744144kmol/hr▼

Refluxratio:61.4576702

图2流程模拟图表

图3

-Calculation-Flowarrangement

ShortcutHotfluid:▼

CDetailedFlowdirection:juntercurrent二

「ShellScTubeNo.shellsinseries:1

CAirCooled

「Calculatenumberofshells

CPlate

TransferUAType:[Design

toshortcut

ExchangerType:|Heatexchanger

(1)在换热器核算设计中，Calculation项选择,Type项选择；若要初

步绘制换热器的机械结构图.应选择；

(2)在Exchangerspecification中，选择Exchangerduty，那么Value值为；

(3)若某台换热器，设计屏得的几何尺寸如下，请计算所提供的换热面积m2,

若要求的所需换热面积应为400m2,试问该几何尺寸是否符合要求？

Tuberesults

►TutetypeBARE

Totalnumberoftubes:1234

Tutelength:6meter

Nominaldiameter:

Insidediameter:0.015meter

Outsidediameter:0.019meter

Tutethickness:0.002meter

Birminghamwiregauge(BWG):

Patlern:TRIANGLE

Pitch:0.025meter

Material:CARBON-ST

Thermalconductivity:51,7613873WaU/m-K

（4）若在输入石油组分时，发现二元交互参数出现如下情况，即数据库中部分二元交

互参数缺欠（如苯与丙炊）。为保证模拟结果的准确性，应采用什么方法？（指明最快捷方

法