1、ASPEN高級培訓-收斂中文ASPEN高級培訓-收斂中文21 九月 2022Slide 2 Introduction to Aspen PlusRadFrac 的收斂方法RadFrac 模型為求解分離問題提供了多種收斂方法。每個收斂方法代表一種收斂算法和一個初始化方法。可用的收斂方法如下：Standard （標準的，缺省的）Petroleum / Wide-Boiling（石油/寬沸程）Strongly non-ideal liquid（強非理想液體）Azeotropic（共沸的）Cryogenic（低溫的）Custom（定制的）21 九月 2022Slide 4 Introd21 九月 20

2、22Slide 3 Introduction to Aspen Plus方法算法初始化StandardStandardStandardPetroleum / Wide-boilingSum-RatesStandardStrongly non-ideal liquidNonidealStandardAzeotropicNewtonAzeotropicCryogenicStandardCryogenicCustom任選其一任選其一收斂方法 （續）21 九月 2022Slide 5 Introd21 九月 2022Slide 4 Introduction to Aspen PlusRadFrac 的

3、收斂算法RadFrac 提供了四種收斂算法:Standard (有 Absorber=Yes 或 No)Sum-Rates（流率求和）Nonideal（非理想的）Newton（牛頓）21 九月 2022Slide 6 Introd21 九月 2022Slide 5 Introduction to Aspen Plus標準算法Standard (缺省時, Absorber=No) 算法:使用原始的I-O方法對大多數問題都很有效和快速在中間回路中求解設計規定對于求解沸程非常寬或高度非理想的混合物可能有困難21 九月 2022Slide 7 Introd21 九月 2022Slide 6 Intro

4、duction to Aspen Plus標準算法 （續）當Absorber=Yes 時的Standard 算法 :使用與古典的流率求和算法類似的修正的方法只使用于吸收塔和汽提塔收斂迅速在中間回路中求解設計規定對于求解高度非理想的混合物可能有困難21 九月 2022Slide 8 Introd21 九月 2022Slide 7 Introduction to Aspen Plus流率求和算法Sum-Rates 算法:使用與典型的流率求和算法類似的修正的方法可在求解塔描述方程的同時求解設計規定對于寬沸程混合物和帶有許多設計規定的問題是非常有效和快速的對于高度非理想的混合物可能有困難21 九月 2

5、022Slide 9 Introd21 九月 2022Slide 8 Introduction to Aspen Plus非理想算法Nonideal 算法:在局部物性方法中包括組成相關性使用連續收斂法在中間回路中求解設計規定對于非理想問題是很有效的21 九月 2022Slide 10 Intro21 九月 2022Slide 9 Introduction to Aspen Plus牛頓算法Newton 算法:是Newton方法的一個典型應用可以同時求解所有塔的描述方程用Powell 折線策略來穩定收斂能夠同時或在外部回路中求解設計規定能很好地處理非理想物系，并可在求解附近極好地收斂對共沸蒸餾塔

6、推薦使用該算法21 九月 2022Slide 11 Intro21 九月 2022Slide 10 Introduction to Aspen Plus汽-液-液計算對于三相的汽-液-液體系可以使用Standard、 Newton和Nonideal算法。在RadFrac Setup Configuration頁上，在Valid Phases （有效相）域中選擇Vapor-Liquid-Liquid 。Vapor-Liquid-Liquid 計算:嚴格地處理包括兩個液相的塔計算處理傾析器用下列方法求解設計規定：對Newton算法即可用同時（缺省的）回路方法也可用中間回路方法所有其它算法都用中間回

7、路方法21 九月 2022Slide 12 Intro21 九月 2022Slide 11 Introduction to Aspen Plus收斂方法的選擇對于Vapor-Liquid（汽-液）體系，要首先用Standard收斂方法 。如果Standard方法失敗，再用下列方法：如果該混合物的沸程非常寬則用Petroleum / Wide Boiling方法。如果該塔是一個吸收塔或汽提塔，則用Custom方法，并在RadFrac Convergence Algorithm頁上將Absorber改為Yes 。如果該混合物是高度非理想的，則用Strongly non-ideal liquid （

8、強非理想液體）方法。對于可能有多解的共沸蒸餾問題用Azeotropic方法。對于高度非理想體系也可以使用Azeotropic算法。21 九月 2022Slide 13 Intro21 九月 2022Slide 12 Introduction to Aspen Plus收斂方法的選擇 （續）對于Vapor-Liquid-Liquid（汽-液-液）體系:首先在RadFrac Setup Configuration 頁的Valid Phases 域中選擇Vapor-Liquid-Liquid ，并使用Standard收斂方法。如果Standard法失敗，再試一下用Nonideal或 Newton算法

9、的Custom方法。21 九月 2022Slide 14 Intro21 九月 2022Slide 13 Introduction to Aspen PlusRadFrac 的初始化方法Standard 是 RadFrac模型的缺省初始化方法。 該方法有下列功能: 對合成進料執行閃蒸計算以得到平均的氣體和液體組成假定一個恒定的組成分布數據根據合成進料的泡點和露點溫度估算溫度分布數據21 九月 2022Slide 15 Intro21 九月 2022Slide 14 Introduction to Aspen Plus專用的初始化方法專用的初始化方法有四種。使用:用于:Crude(粗的) 帶有多

10、采出點塔的寬沸程體系Chemical(化學的) 窄沸程化學體系Azeotropic(共沸的)共沸蒸餾塔Cryogenic(低溫的)低溫的應用21 九月 2022Slide 16 Intro21 九月 2022Slide 15 Introduction to Aspen Plus估算RadFrac模型通常不要求溫度、流量和組成分布估值。RadFrac 可能要求:在出現收斂問題的情況下要求估算溫度作為第一個嘗試數據對寬沸程混合物的分離要求液體和/或氣體流量估值。對于高度非理想體系、極端寬沸程（例如，富氫的）體系、共沸蒸餾體系或汽-液-液體系要求組成估值。21 九月 2022Slide 17 Int

11、ro21 九月 2022Slide 16 Introduction to Aspen Plus組成的估算下面的例子說明了在極端寬沸程體系中需要組成估算值：21 九月 2022Slide 18 Intro21 九月 2022Slide 17 Introduction to Aspen Plus練習：RadFrac的收斂HCl 塔的核算進料:組成 質量分率流率260000 lb/hrHydrogen-Chloride(氯化氫)0.195 溫度135 FVinyl-Chloride(氯乙烯) 0.335 壓力170 psia1,2-diChloroethane(二氯乙烷)0.470塔: 理論級33

12、+ 冷凝器 + 再沸器壓力168 psia (cond), 174 psia (reb)估算值RR=0.7D:F=1.0 (基于 HCl), 所有氣體蒸餾物塔板:塔直徑7 ft塔板66 浮閥 50% 效率, 2 流動通道塔板間距18 in堰高2 in閥密度12 units/sqft降液管:間隙1.5 in寬度8.7 in (側面), 7.1 in (中間)21 九月 2022Slide 19 Intro21 九月 2022Slide 18 Introduction to Aspen Plus練習:RadFrac的收斂 (續)計算:用RadFrac模型模擬HCl塔并使用Sum-Rates收斂方法。用Peng-Robinson狀態方程來表示物性。21 九月 2022Slide 20 Intro