今天给各位分享aspen物料衡算教程的知识,其中也会对aspen物料循环如何设置进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
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Aspen进阶篇6—反应器单元模拟
Aspen Plus软件中有七个模型用来模拟生产能力类、热力学平衡类和化学动力学类反应器,见下图:
生产能力类 包括化学计量反应器(RStoic)和产率反应器(RYield)两种,其主要特点是用户指定生产能力进行物料和能量衡算,不考虑热力学可能性和动力学可行性。
热力学平衡类 包括嫌岩平衡反应器(REquil)和吉布斯反应器(RGibbs)两种,其主要特点是根据热力学平衡条件计算体系发生化学反应能达到的热力学结果,不考虑动力学可行性。
化学动力学类 包括全混釜反应器(RCSTR)、平推流反应器(RPlug)和间歇釜反应器(RBatch)三种,其主要特点是根据化学反应动力学计算反应结果。
以上就是三类反应器的简单介绍,下面我将给大家详细的介绍,希望在反应器这一部分能帮到大家。
第一类: 生产能力类反应衫耐器
(一)化学计量反应器(RStoic)
化学计量反应器是按照化学反应方程式中的计量关系进行反应,从而得到反应器的物料平衡和热量平衡,可以计算并行反应和串联反应。使用化学计量反应器模拟时,用户需给定反应程度或转化率,以及化学计量方程式,而不用考虑平衡和动力学的影响,如果有多个反应需要指定每个反应的参数。该模型用来模拟单一或多个反应的反应器,其主要参数设置如下表:
操作如下:
Step1:输入四种物质,并选择物性方法及查看二元交互作用参数
Step2:构建流程图
Step3:输入进料物流参数
常压条件即为1个大气压,见下图
Step4:设置RStoic反应器参数
先设定温度、压力和有效相态
点击New,新建,然后指定反应、产物及其系数,此外还要指定转化率(Molar extent指的是反应程度)
Step5:运行并查看结果
在Block/RSTOIC/Results/Summary界面查看结果,热负荷为-13.41kW
在Setup/Report Options/Streams勾选mole,重新运行,在Steams/Results/PRODUCT里查看出口物流组成,如下图
至此,我们就得到了想要的结果,回顾一下,整个过程还是比较简单的,但需要我们掌握各个地方的含义及正确地输入数据。
(二)产率反应器(RYield)
产率反应器是在知道反应物及反应器出口产物而不知道化学反应计量式时,根据产物分布来计算物料衡算和能量衡算。该模型只考虑总质量守恒而不考虑元素守恒,其主要参数与化学计量反应器不同的在两个参数:
Step1:输入九种物质,并选择物性方法SRK及查看二元交互作用参数
Step2:构建流程图
Step3:输入进料物流参数
Step4:设置RYield反应器参数
首先设定温度、压力和有效相态
接下来输入组分及组分含量,产物收率默认芹塌御为组分收率(Component yields)。(若体系中有不参加反应的惰性组分,则在Insert Components下面输入框中输入,则惰性组分不参与反应)
Step5:运行并查看结果
运行之后系统给出警告,这是由于输入的产物和进料的元素组成不平衡所致,可以忽略。
在Block/RYIELD/Results/Summary界面查看结果,热负荷为29550.6kW。
第二类: 热力学平衡类反应器
(一)平衡反应器(REquil)
平衡反应器主要是根据化学反应方程式,按照化学平衡关系式进行反应,并达到化学平衡。其结果只是热力学计算结果,代表了化学反应可能到达的限度,不考虑化学动力学上的可行性,只能模拟单相和两相反应,不能模拟三相反应。
平衡反应器需要指定化学计量方程式,根据吉布斯自由能计算平衡常数,通过规定产物生成速率(Extend)或趋近平衡温度(Temperature Approach)来限制平衡,其主要参数设置如下表:
进料物流经预热后的温度为898K,压力为0.12MPa,进料为乙苯和水蒸气的混合物,质量比1:20,总进料量为1000kg/h。反应在绝热条件下进行,物性方法采用SRK方程。计算反应达到平衡时反应器出口温度和组成。
Step1:输入3种物质,并选择物性方法SRK及查看二元交互作用参数
Step2:构建流程图
Step3:输入进料物流参数
Step4:设置REquil反应器参数
注意设置为绝热条件,压力同进料物流压力
接下来输入计量方程式
Step5:运行,查看结果
在Results Summary/Streams界面查看出口物流组成情况
同时查看反应器出口温度为600.649℃
(二)吉布斯反应器(RGibbs)
吉布斯反应器根据系统的吉布斯自由能趋于最小值的原则,计算同时到达化学平衡和相平衡的系统组成和相分布,不需要知道反应方程式和化学动力学,该反应器可以用来估算系统可能到达的化学平衡和相平衡结果。吉布斯反应器是唯一能处理汽液固三相平衡的反应器模块,其主要的参数设置如下:
前面操作均与上例相同,包括选择物质、物性方法进料物流条件
但流程图不相同,如下
接下来我们输入模块参数 ,指定温度及压力,而且这里我们默认同时计算相平衡和化学平衡,其余条件默认,并运行模拟
查看模拟结果 ,我们可以看出,物流计算结果几乎一致,同时查看反应器结果,这里不是绝热条件,故此有热负荷损失,出口温度、压力是一致的。
以上就是前两类反应器的简单介绍,对于第三类反应器,牵扯到动力学数据,因此把它放在下一篇里介绍,希望大家通过此篇能对反应器有一个初步的认识!
aspen怎么根据dstwu模块计算
在模拟有循环的流程时,首先按流程顺序模拟好每一个模块,在每一模块模拟好之后,将需要循环的物料进行循环。通常在进行循环时会出现不收敛和很多错误与警告(在有几个精馏塔时错误和警告数最多,流程越难收敛)。以下是模拟循环的步骤。
1、将需要循环的物料连接一个分流器Fsplit分出一部分物料(因反应中有惰性组分产生,如果不进行分流放空就会造成惰性组分在循环中积累导致循环不收敛),一般分出的物料较少。将另一股物料连接到循环的起始点。
2、我们首先将收敛方法的迭老凳代次数增加到较大的值,根据自己侍差旅的情况自己设置,我一般是设为300次。
3、根据最初的反应物料庆拦进料量和循环反应物的量计算出循环时反应物的进料量(计算精确一点,最好到小数点后两位,此计算值较为准确),循环不收敛或产物的产量和自己设计的不同时只需微调进料量即可。
4、对于只有一个塔的循环,先将塔换为DSTWU模块进行设计计算,结果收敛后再换为RadFrac模块计算。
5、对于有多个精馏塔的循环,首先全部换为DSTWU模块进行设计计算,在计算结果收敛和达到自己设计的产量后再将DSTWU模块每次一个(将循环流程内的DSTWU模块一个换为RadFrac模块,计算收敛和产量达预定值时再换下一个)的换为RadFrac模块进行设计计算。
6、如果循环很难收敛,我们考虑改变收敛方法,一般布洛伊顿拟牛顿法(Broyden)最易收敛。
7、对于具体不收敛情况,我们只需微调精料量和精馏塔的回流比(根据具体情况进行调节,有的只要调节小数点后两位的值流程有可能有很大变化)。
8、根据个人经验,小数点后的最后一位数设置为偶数比设置为奇数流程更易收敛。
有没有会用aspen计算物料衡算的啊,太复杂了,我不会用,能帮帮忙吗
就是用aspen做一个流程模拟,然后就可以得到每一股物流的数据,一个物料平衡就出来了
解析塔 aspen 怎么设计
Aspen中塔设计步骤 一、板式塔工艺设计 首先要知道工艺计算要算什么?要得到那些结果?如何算?然后再进行下面的计算步骤。 其次要知道你用的软件(或软件模块)能做什么,不能做什么?你如何借助它完成给定的设计任务。 记住:你是工艺设计者,没有 aspen 你必须知道计算过程及方法,能将塔设计出来,这是你经过课程学习应该具有备薯喊的能力,理论上讲也是进入毕业设计的前提。只是设计过程中将复杂的计算过程交给 aspen 完成, aspen 只替你计算,不能替你完成你的设计。做不到这一点说明工艺设计部份还不合格,毕业答辩就可能要出问题,实际的这是开题时要做的事的一部份,开题答辩就是要考察这个方面的问题。 设计方案,包括设计方法、路线、分析优化方案等,应该是设计开题报告中的一部份。没有很好的设计方案,具体作时就会思路不清晰,足见开题的重要性。下面给出工艺设计计算方案参考,希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案,明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法,以便以后设计工作顺利进行。 板式塔工艺计算步骤 1.物料衡算(手算) 目的:求解 aspen 简捷设计模拟的输入条件。 内容:(1) 组份分割,确定是否为清晰分割; (2)估计塔顶与塔底的组成。 得出结果:塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率 参考:《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的内容。 2.用简捷模块(DSTWU)进行设计计算 目的:结合后面的灵敏度分析,确定合适的回流比和塔板数。 方法:选择设计计算,确定一个最小回流比倍数。 得出结果:理论塔板数、实际板数、加料板位置、回流比,蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。 3.灵敏度分析 目的:1.研究回流比与塔径的关系(NT-R),确定合适的回流比与塔板数。 2.研究加料板位置对产品的影响,确定合适的加料板位置。 方法:可以作回流比与塔径的关系曲线(NT-R),从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数。 得到结果:实际回流比、实际板数、加料板位置。 4. 用DSTWU再次计算 目的:求解aspen塔详细计算所需要的输入参数。 方法:依据步骤3得到的结果,仿野进行简捷计算。 得出结果:加料板位置、回流比,蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有手蠢数据。 5. 用详细计算模块(RadFrace)进行初步设计计算 目的:得出结构初步设计数据。 方法:用 RadFrace 模块的Tray Sizing(填料塔用PAking Sizing),利用第4步(DSTWU)得出的数据进行精确设计计算。 主要结果:塔径。6. 核算 目的:确定工艺计算的最后结果。 方法:对第 5 步的计算结果(如:塔径等)按设计规范要求进行必要的圆整,用 RateFrace 或 RateFrace 模块的Tray Rating(填料塔用PAking Sizing),对塔进行设计核算。 结果:塔工艺设计的所有需要的结果。 如果仅是完成设计,至此,工艺计算全部完成。 工艺计算说明书内容要求 1.给出 aspen 每步输入参数(除给定的设计条件外)和选项的依据。 2.给出输入的结果画面。 注意:不要每一步的输入方法,且记你在写设计报告,而不是软件的使用教程。 3.给出运算结果(表格) 注意: (1)不是生成的计算结果画面,而是生成的表格,最好是Excel 的,然后插入说明中时要对其进行必要的编辑,比如,分子式的角标的写法等。 (2)插入说明书中的单位必须是法定计量单位。 二、填料塔工艺设计 填料塔吸收塔设计比板式塔复杂,具有一点挑战性,原因是由于填料塔设计本身的复杂性,设计软件无法依据给定的设计参数,按照某一个不变的设计路线作出最后的设计结果,需要设计者利用各模块的功能,自己设计一个计算路线,完成给定的设计任务。因此,需要设计者有一定的独立思考和解决问题的能力。下面的给出利用RatdFrace 做吸收塔设计的3种的计算路线,仅供设计参考,当然你可能有更好的设计方法。 填料吸收塔工艺计算步骤 方案一:用RadFrace计算 1.吸收剂用量的初步估算(手算) 目的:为 RateFrace 计算填料高度准备数据。 2.确定理论板数(手算) 目的:为 RadFrace 详细设计计算准备数据( RadFrace 模型需要理论平衡级数)。 3.用 RateFrace 模块确定填料高度 目的:为 RadFrace 详细设计计算提供数据。 4.用 RadFrace 模块详细设计计算 5.核算 该方案手算内容较多。 方案二:用RateFrace计算 1.吸收剂用量的初步估算(手算) 目的:为 RateFrace 计算填料高度准备数据。 2. 初步计算填料高度 估算一塔径,用 RateFrace 模块的设计规定,初步计算填料高度。 3.确定塔径与填料高度 用灵敏度分析,研究填料高度与塔径的关系,选择合适的塔径及对应的填料高度, 4.核算对确定的塔径和填料高度的塔进行最后核算,得出最后结果。 rate给出的计算结果不够充分。 方案三:用RateFrace和RadFrace结合计算 1.吸收剂用量的初步估算(手算) 2. 确定平衡级数 用 RateFrace 模块的设计规定,计算填料高度 H 和等板高度 HEPT。进而得到理论板数 NT=H / HEPT。 3.用RadFrace 进行初步设计 4.用RadFrace 进行最后核
如何用aspen进行热量衡算呀!在安装软件的时候,是不是要点击哪个才可以呀!
aspen plus在计算过程中本来就会进行物料衡算和能量衡算的。
高版本的aspenaspen物料衡算教程,比如aspen V7.0、V7.1、V7.2aspen物料衡算教程,现在有专门的能量分析器(aspen energy analyzer)aspen物料衡算教程,在安装的时候需闷孙要选择,是一个独没乎立的模块。蚂察链
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