实例高级暑假收敛中文

1IntroductiontoAspenPlusRadFrac的收敛目的:

介绍在RadFrac模型中可用的收敛算法和初始化策略AspenPlus参考书目:

单元操作模型,第

4章,塔二月18,2024Slide2

IntroductiontoAspenPlusRadFrac的收敛方法RadFrac模型为求解分离问题提供了多种收敛方法。每个收敛方法代表一种收敛算法和一个初始化方法。可用的收敛方法如下：Standard（标准的，缺省的）Petroleum/Wide-Boiling（石油/宽沸程）Stronglynon-idealliquid（强非理想液体）Azeotropic（共沸的）Cryogenic（低温的）Custom（定制的）二月18,2024Slide3

IntroductiontoAspenPlus方法 算法 初始化Standard Standard StandardPetroleum/Wide-boiling Sum-Rates StandardStronglynon-idealliquid Nonideal StandardAzeotropic Newton AzeotropicCryogenic Standard CryogenicCustom 任选其一 任选其一收敛方法（续）二月18,2024Slide4

IntroductiontoAspenPlusRadFrac的收敛算法RadFrac提供了四种收敛算法:Standard(有Absorber=Yes或No)Sum-Rates（流率求和）Nonideal（非理想的）Newton（牛顿）二月18,2024Slide5

IntroductiontoAspenPlus标准算法Standard(缺省时,Absorber=No)算法:使用原始的I-O方法对大多数问题都很有效和快速在中间回路中求解设计规定对于求解沸程非常宽或高度非理想的混合物可能有困难二月18,2024Slide6

IntroductiontoAspenPlus标准算法（续）当Absorber=Yes时的Standard算法:使用与古典的流率求和算法类似的修正的方法只使用于吸收塔和汽提塔收敛迅速在中间回路中求解设计规定对于求解高度非理想的混合物可能有困难二月18,2024Slide7

IntroductiontoAspenPlus流率求和算法Sum-Rates算法:使用与典型的流率求和算法类似的修正的方法可在求解塔描述方程的同时求解设计规定对于宽沸程混合物和带有许多设计规定的问题是非常有效和快速的对于高度非理想的混合物可能有困难二月18,2024Slide8

IntroductiontoAspenPlus非理想算法Nonideal算法:在局部物性方法中包括组成相关性使用连续收敛法在中间回路中求解设计规定对于非理想问题是很有效的二月18,2024Slide9

IntroductiontoAspenPlus牛顿算法Newton算法:是Newton方法的一个典型应用可以同时求解所有塔的描述方程用Powell折线策略来稳定收敛能够同时或在外部回路中求解设计规定能很好地处理非理想物系，并可在求解附近极好地收敛对共沸蒸馏塔推荐使用该算法二月18,2024Slide10

IntroductiontoAspenPlus汽-液-液计算对于三相的汽-液-液体系可以使用Standard、Newton和Nonideal算法。在RadFracSetupConfiguration页上，在ValidPhases（有效相）域中选择Vapor-Liquid-Liquid。Vapor-Liquid-Liquid计算:严格地处理包括两个液相的塔计算处理倾析器用下列方法求解设计规定：对Newton算法即可用同时（缺省的）回路方法也可用中间回路方法所有其它算法都用中间回路方法二月18,2024Slide11

IntroductiontoAspenPlus收敛方法的选择对于Vapor-Liquid（汽-液）体系，要首先用Standard收敛方法。如果Standard方法失败，再用下列方法：如果该混合物的沸程非常宽则用Petroleum/WideBoiling方法。如果该塔是一个吸收塔或汽提塔，则用Custom方法，并在RadFracConvergenceAlgorithm页上将Absorber改为Yes。如果该混合物是高度非理想的，则用Stronglynon-idealliquid（强非理想液体）方法。对于可能有多解的共沸蒸馏问题用Azeotropic方法。对于高度非理想体系也可以使用Azeotropic算法。二月18,2024Slide12

IntroductiontoAspenPlus收敛方法的选择（续）对于Vapor-Liquid-Liquid（汽-液-液）体系:首先在RadFracSetupConfiguration

页的ValidPhases域中选择Vapor-Liquid-Liquid，并使用Standard收敛方法。如果Standard法失败，再试一下用Nonideal或Newton算法的Custom方法。二月18,2024Slide13

IntroductiontoAspenPlusRadFrac的初始化方法Standard是RadFrac模型的缺省初始化方法。该方法有下列功能:对合成进料执行闪蒸计算以得到平均的气体和液体组成假定一个恒定的组成分布数据根据合成进料的泡点和露点温度估算温度分布数据二月18,2024Slide14

IntroductiontoAspenPlus专用的初始化方法专用的初始化方法有四种。使用: 用于:Crude(粗的) 带有多采出点塔的宽沸程体系Chemical(化学的)窄沸程化学体系Azeotropic(共沸的) 共沸蒸馏塔Cryogenic(低温的) 低温的应用 二月18,2024Slide15

IntroductiontoAspenPlus估算RadFrac模型通常不要求温度、流量和组成分布估值。RadFrac可能要求:在出现收敛问题的情况下要求估算温度作为第一个尝试数据对宽沸程混合物的分离要求液体和/或气体流量估值。对于高度非理想体系、极端宽沸程（例如，富氢的）体系、共沸蒸馏体系或汽-液-液体系要求组成估值。二月18,2024Slide16

IntroductiontoAspenPlus组成的估算下面的例子说明了在极端宽沸程体系中需要组成估算值：二月18,2024Slide17

IntroductiontoAspenPlus练习：RadFrac的收敛HCl塔的核算进料: 组成 质量分率

流率 260000lb/hr Hydrogen-Chloride(氯化氢) 0.195

温度 135F Vinyl-Chloride(氯乙烯) 0.335

压力 170psia 1,2-diChloroethane(二氯乙烷) 0.470 塔: 理论级 33+冷凝器+再沸器

压力 168psia(cond),174psia(reb)

估算值 RR=0.7 D:F=1.0(基于HCl),所有气体蒸馏物塔板: 塔直径 7ft

塔板 66浮阀@50%效率,2流动通道

塔板间距 18in

堰高 2in

阀密度 12units/sqft

降液管: 间隙 1.5in

宽度 8.7in(侧面),7.1in(中间)二月18,2024Slide18

IntroductiontoAspenPlus练习:RadFrac的收敛

(续)计算:用RadFrac模型模拟HCl塔并使用Sum-Rates收敛方法。用Peng-Robinson状态方程