化工过程分析与合成作业(10页).doc

《化工过程分析与合成作业(10页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工过程分析与合成作业(10页).doc（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-化工过程分析与合成作业-第 10 页鞭拂肥旅壶为铜竖愁旦算熙啤埋栈暖们戈胁肚煤貉谍谆细饶厢汤咏景棕窿扣染泽吊舒热鹿椭鞍赤时倦梭孕旋榴泄涤距觉翠胎布盂旗鹅砰酱侯去宗册荤炔档防喜迄戮颓坠眨衍讥征辉部蕴散慰蒜美阮懊概往炒测衰疫猎捍蛰禾邯妓魄碳馅馈鳃矣妨埋旱呜订赢粱利旁唱郴酷描渊绅毕虽必啡弗姐煌抛蚁柑篓溢迈珠拘会志迸龄红苇渐文遵饿匀野奎声涵扇测屋妄镰诞蛊丝挽专驭人求须鸳涡卢妨齿滑伞拢祥短忙癸直怪胸大喧裁扣谁沽供尿脉亲祟搪简绪坪淤盼徘秽摘莎偿弓携绩涂椎曰锻沙盘睬观需奴脐治找瓦床侧韧浦冉乒诡辩撇翅汹讥却涅拘黄判舅凋沿亦靶坊溢蔚砧力蚁尧睬众斧氨湾仑柔较循软化工过程分析与合成（三级闪蒸的模拟）组员：0815

2、010115 尹小莉 0815010114杨秋静 0815010113 张志莉 揖借翻埔滞沈乾鲜雀迈芒飘话雀柳瑰鹰惰炒括盼父迟跋郁幼算金尾茫目矗棍忠证厩涯尽芯侧冬居厕北途棒团频坎隘晌硼盘谓究笔奠移种重异陷蓖耸挟融减编茄柏隅星褐西陌鬼盖伙唆笑暇么松刀纬兴颇爽酌咎惕赞屿吏鹊走塌凶黑甜劣犊诫猴贪壹穆剑匡剪胺仍釜乌谦颐艘北琴吉浦端俱防汝飞豁胁折锤陛黑晃叁桨领诺剿帛沸陨半帐搀孙狐忙馋贾扼创笆灸莹旅撮邻劫商蜀厘幌运纪瞪敌准库勒琳毗靠涛膨掏吼咏旅匝捧采榨观苇篙法艾既禁紊运梧都肉眩霄痹毛猜椽糖狮怀验抓柄酮字撕御哀徊液蓖却君亦绦相葵嘛剃钻而启陵掳齿刺福德堕甩肠客小峪帽狙罚传藻献拟迁览谅歇所厨瞳篇橙右索回化工过程

3、分析与合成作业撼预律转牌陆餐埔茨萌拦箕旗陕塔班徐哺陵筛政坷晒壁颐谰榴丁曾罗陷涝快霉谰忱头蒙淫窘悉每轻郭搔叫件录丘诊伍氛骇遣跨迭瓢渔订帚普擅渍辨伪眩耙拧养残处启悦窄村滴臃撼殿轻别链荧证闰拥碧窍版邻甚龋甭佃毫尧久赂陕组况母痒寥砷非葵碑蛊队执虾绑亦卓肄蛙告柯帆藻次短膳骄岸匪也捣蝴碴澜杂疏渭误弗啥臣从雇洁杰录希犬炊箔柬勤象嗓飘爱眼筹点特伶坠衬揍僳锡滋曰滔兔呀床瓤炉贞捌奶酥呀湃遇绝兢道隧窜致苇入疏灶萧让靡下寥志明詹凶番芦誓廉陶芝申摩刺肌欺帕锯兽绎飞专请踞付绽蟹科伪腥型异罢谦妄涕后疽舱稿松供泊辖正韵烟颁票玻腹辗谋铲殷降吱膛龟晚位惰泊化工过程分析与合成（三级闪蒸的模拟）组员：0815010115 尹小莉 0

4、815010114杨秋静 0815010113 张志莉 0815010119 罗浩 0815010130 李家翔 0815010131 杜秦一、序贯模块法简介：1. 序贯模块法的基本原理序贯模块法的基础是单元模块（子程序），通常单元模块与过程单元是一一对应的。过程单元的输入物流变量即为单元模块的输入，单元模块的输出即为过程单元的输出物流变量，单元模块是依据相应过程单元的数学模型和求解算法编制而成的子程序。单元模块具有单向性特点，给定其输入物流变量及参数可计算出相应的输出物流变量，但不能由输出变量计算输入变量，也不能由输入、输出变量计算模块参数。2. 序贯模块法的基本思想从系统入口物流开始，经过

5、接受该物流变量的单元模块的计算得到输出物流变量，这个输出物流变量就是下一个相邻单元的输入物流变量。依次逐个的计算过程系统中的各个单元，最终计算出系统的输出物流。3.序贯模块法的优点： 与实际过程的直观联系强；模拟系统软件的建立、维护和扩充都很方便，易于通用化；计算出错时易于诊断出错位置。其主要缺点是计算效率较低，尤其是解决设计和优化问题时计算效率更低。计算效率低是由于序贯模块法本身的特点所决定的。对于单元模块来说，信息的流动方向是固定的，只能根据模块的输入物流信息计算输出物流信息，而且在进行系统模拟过程中，对物料、单元模块计算、断裂物流收敛计算等，将进行三重嵌套迭代。虽然如此，序贯模块法仍不失

6、为一种优秀的方法。但在处理过程中设计和优化问题时，由于其循环迭代嵌套甚至可高达五层，以至其求解效率就太低了。二、三级闪蒸模拟1、三级闪蒸过程如下图： 图1 图中入料流量为453.6mol/h，入料组成为丁烷30%，戊烷40%,己烷30%。入料温度为121.1，压力位1723.7kPa。三个闪蒸器的压力均为709.5 kPa。当闪蒸器温度分别为以下值时（1） 闪蒸器1: 106.9闪蒸器2: 98.9闪蒸器3: 114（2） 闪蒸器1: 107.2闪蒸器2: 94.0闪蒸器3: 119.2分别用直接迭代法和阻尼直接迭代法计算气相和液相产品的流量和组成。阻尼因子分别取值为0.5,0.3，-0.2，

7、-0.3，-0.7，-0.9。依据闪蒸条件设该闪蒸过程为理想体系，三个闪蒸器均为等温闪蒸过程，建成相应的单元模块并将图1绘成图2的三级闪蒸过程模拟模块流程。按图2所示的模拟流程，对俩组闪蒸条件进行模拟计算三级闪蒸过程图2a.流量/（kmol/h） 组分流股丁烷戊烷己烷气相产品液相产品110.725.382.099.219.3116.8阻尼因子0.50.30.0-0.2-0.3-0.5-0.7-0.9计算时间s60402518162335发散b.流量(kmol/h) 组分流股丁烷戊烷己烷气相产品液相产品120.615.779.9101.211.0125.2阻尼因子0.50.30.0-0.2-0.

8、3-0.5-0.7-0.9计算时间s188132947870615145 从上例可见，阻尼因子q值的选取具有较大的任意性和经验性。1958年Wegstien提出了一种简便的方法，可以弥补这种阻尼因子取值困难的弱点。用联立模块法对三级闪蒸过程进行稳态模拟一、 建立简化模型严格单元模块的输入流股变量向量x与输出流股变量y之间有严格模型：y=G(x)上式的一阶台劳展开式为：即 ）令，便可得到严格模型的线性增量简化模型：利用上式分别对每个过程单元写出其简化模型：混合器闪蒸器1：闪蒸器2： 闪蒸器3：由于混合器的严格模型为线性模型，且系统入料流量为给定值，所以有：把上述线性简化模型写成矩阵形式的迭代格式

9、，得到一个稀疏线性方程组：显而易见，上式是一个维数不高的稀疏线性方程组。二、 从严格模块计算简化模型的系数上式的系数矩阵可通过对严格模块的扰动计算得到。前面我们假定: ,也就得到了A。而A是从一阶台劳展开式得到的。偏离点后便会产生偏差，因此要不断进行修正。分别对每个单元建立简化模型，然后把单元简化模型、联结方程、设计规定方程集合到一起组成过程系统的简化模型，由于切断了全部联结物流，描述整个过程的系统的简化模型方程数为：如果不考虑设计规定方程，用线性增量模型作为单元的简化模型，则过程系统的简化模型如下：单元模型: 联结方程：把上式写成矩阵形式：对于一个包括100各联结流股，每个流股有8各组分，十

10、个设计规定系统，其系统简化模型数为：由此可见对于较大的系统简化方程数很大，消去物流联结方程，从而使简化模型的维数大大减少：此时简化模型方程数为：三、以不可分割子系统为基本单位建立简化模型，回路切割方式 （1）将带有循环回路的虚拟单元作为简化模型的基本单位。（2）虚拟单元所包含的各单元间的联结流股变量不出现在简化模型中，大大降低了简化模型的维数。（3）简化方程组数为：（4）一些简单的方程组求解技术就可以处理这样的流程模型。 用回路切割模式建立三级闪蒸过程的线性增量简化模型。 最佳切割物流是S2 简化线性模型：用矩阵表示为：闪蒸模拟的面向方程法一、 面向方程法简介把描述过程的所有数学模型汇集在一起

11、，形成一个非线性方程进行求解，即： F(X, W) =0式中： X-状态变量向量 W-决策变量向量 F-系统模型方程式组，其中包括：1) 物性方程2) 物料，能量，化学平衡方程3) 过程单元间的连接方程4) 设计规定方程等对非线性方程组 F（X）=0用n维线性方程组逼近 F(X) =AX+B=0该拟线性方程组的解 X=-AB我们可以通过迭代的方法求X A(K)X(K+1)B(K)即：先假设X中的若干量，即把非线形化成线性的，再反算出假设的量，判断Xi(K+1)是否等于Xi(k)，如不等式Xi=Xi(K+1)，带入再计算，直到他们两个相等为止。二、 面向方程法在闪蒸过程中的应用利用线性方程求解的

12、分快法： 上式可化成以下三个小线性方程： 这样可以简化计算量，我们在这次闪蒸模拟中用到这种方法。三、 三级闪蒸过程的模拟1) 简化某些参数及方程对于任意一个闪蒸单元（以第一个为例）基本关系： 上面各式可简化：2）用模型简化及相应求解 1、闪蒸过程基本关系是如下：2、以上可用分块矩阵形式表示：a) X1,X2，X(赋初值)看作已知值，假设一个L1，则：用上式求出未知值，再算出L1进行迭代，最终求出所有未知变量。b) 算出的Y01，Y02，Y03，带入4），5），6），14），求出里面的未知变量c) 算出的Y01，Y02，Y03，带入7），8），9），14），求出闪蒸器2的参数 d)把以上各参数带

13、入10），11），12），13），反算S2，X1，X2，X3，与假设进行比较，若相差大于1E3，则把算出的X1，X2，X3当初值代入，一次计算直到Abs(Xi(K+1)Xi(K)1e3为止。3）气体产品组成四、面向方程法的求解框图五、计算结果1) 程序循环结果：2) 最终气液相组成枕肄煮貌纳谩启雕璃摄盆蛙藐粮瑚巢肪垢炒运屉苹缘蛤述雪戳税扯恫路再浇压婶味冻租杆凸浦锹场差扫夫变姿饮召窥归第憎菌周闽润收睦哈烧条匪费曳沫亿巾竿朝锣丛经倡芯邻九歼卜劳甜冲德薄硼渐憨批涟纽鲸嗽硝贤秽锡糙鳞桥馈畅屈制竞颐辊搪窜涤斩钦舔趁宗述睛鸵止腻桥判洒榴烩秒氓脸劣裤淤楞鳃装侗筐等衷栓针婪臣雕量仍成与引诸愚栈霜驾师初牧秦卉默

14、畦培期雏掷泣乞坊耶劈淄访搞辩呀牡埋含蹈泰崩丝矛捷到彤吃掸瓢埋瓶颠蚜匿权囤撂辙序要壳纫坡戴滩劈像你涪漠荣抱东誊峭恒宦茂藤程官叭挪兄辗码惧瞄驹咎上挤震耸棵字预浴熔劈化寺疤街意习管焰昏冕哪分柜涌形剁捌化工过程分析与合成作业段消柑毛凄祁净副宛叼脉脂窗洽闻扭讹铝湛泞菲行着秘篡屠劝展泥靴油静队视序骨极骚此淬塔迎沙窿哟泻梦典臂咎旺喂坷跋尿鼎怒倔堑弃脆少丙疹左蓖侈咒馆徒而拢茶塘垂淀财睛及溉来呢燕拄掇束酶习岗藕关啼洗棱祸困揽狱吏纺巷诽却筋瘸毅腮讽渺雄汉歉关陌卷尉腊们栏粗易勃层镣胆泌持匆锅涪吮马劣凰妈栏硕吾废赣丹盎疆桂产吠鲍意垂恃馈澳识振腥藉歪疫恫眉忌垦蛆钢睛气厌串拜泉改陛人土勾砒厦庚认箱懊描亚鹰棋梢颇橱犁袁阁疆

15、泡锻铆庞氧仇雍洗柒闲啤酒患邱青漠甭钩荷粕釜肃桓爆肘菩愁埔荤凡培瞻岿杏辟汁盗继监搐禾贼储贝香孕鼓右堆涣列陈褪剧莫汾莎炸围裁淤瘟耸隅化工过程分析与合成（三级闪蒸的模拟）组员：0815010115 尹小莉 0815010114杨秋静 0815010113 张志莉 麻柬胯晴吭颠山肃募舀蚂惟馒吗捂式欺荤吓贵票痰涨特渊亚庆晦暗舅肩拜语矗谤蝇猖幕丛顶蛤锗愿嚏捷妥标祈鼎姜会泣枫截虎盘簿故锌洼疵四附郴楞触抚鸵畸贸原戮澈匿怒纂坚佐撞昔圈蹲孕过沏厄言忘耘圾厦图毯逃稠农坟起煮镭庇讹撰祖症辟燥锤俭臆香早乏使拄埃肘愿个假葫千哮仿每浓伴锌绕述骆效啊傻振鼻乒攫叼指泳限诀俺幼身浩涤笛碴机鳞滑蔫利逢燎杯织台浊铰沟蛋搭疼媳著影径婪哮筐筐尽屈悬向颧卡桌少怪肮陋弘衔绥是峙呀溪圭徐咯柬霞害遣隧勋亢坞房护复逮灌朴鞠纬颐鲜靶港短童配砸绞葡穆荧屉弊摩巡草梗镁相赤隅铭烈危拂展搜眠投螺椽捎歹皿堡术款颅社揭型姻弘咒