清华大学《化工系统工程基础》氨合成流程修正

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1、模拟上机作业一：氨合成与分离工段流程模拟的修正1、存在错误:RCY・1单元是一个没有运算收敛的模块。从下图物流22和物流23的参数比较即可看出。RCT-1Workshec

2、23Vapomidooo09987Temperahjre(C

3、•3995•3995Pte«mc(kPd]1502e<00415O2e*O(MMetaRow(komote/h

4、<137e40043594e4KMFlowfkQ/h

5、5426e*0054942e*0055

6、lpy(kJAgmoie]・2416e・004•2737&MXMMoteEntropy

7、kJAgmote€

8、87809098H2flow(kJ/h]•9994e*008•98370*006IgnoredIWry]「fiecycleAitith]错误分析：从parameters中的numerical设置中可以看出，迭代方法采用的是Wegstein法,最大迭代次数是10可能是迭代次数不够。解决方法：将复选框屮的"ignored"对号去除，继续进行迭代“continue",发现继续迭代约50次之后就收敛了：WegstenP^rametetsAcceterationFrequ

9、encyJ3.QMa»mum0.00QMinimum・200CJAccelefationDelayT

10、ParametersVdtiablesNumericalConvergenceCalculationModeMode:eNested「SmufeaneousAcceler&ion:QW旳stemCdominantEigenvalue9PTFUthPropertesToietance[PSDPropeities1.000$MaximumheralionsllerationCountFlashTypeConnechomParameters[Worksheet]MonikH

11、]UserVariablesCorrfinuerIgnored2、物流14的流量为0.错误分析:物流14是液氨的产品物流,其进料和反应温度是34.98°C,反应压力是148.4bar,查液氨的压力温度对照表，得到在压力146bar附近时液氨的饱和温度为38°C,操作温度应该在此温度以下。该气液分离器是分离氨和其他物料的，因此应该适当降低操作温度。解决方法：适当降低进料温度，发现进料温度越低，液氨产量越高，氨含量越高。但考虑到进料温度越低，换热器所需冷凝水越多，冷凝的费用消耗越高，故将物流13温度调低至10°C：可以看到物流14的流量为1.568*104kg/h,计算一

12、下液氨年产量大概在14万吨左右，比佼合理。3、反应器PFR101和PFR102中的反应没有进行。ComJImmmMciaiCrtK^F

13、U^ymcirC

14、MMfAow^lAJ2

15、C

16、FWewt”・

17、MiteFigmata/h)9How.列MkMl^VomowImTNrrf2ioo»J93O)0.34込•0046203^00516481M81105e«

18、变温度，观察转化率随温度的变化：温度（°C）265270275280285转化率（%）10.0717.1820.4920.9620.78发现适当降低反应温度在280°C左右时时，可以得到更高的转化率20.77%。观察1）FR-101和PFR-102的进料温度分别是392°C和396°C,故考虑是反应温度过高，导致2和出生成NH：；的转化率过低。解决方法：控制VLV-100和VLV-101的流量，从而控制混合器屮冷物料的温度，使PFR-101和PFR102的进料温度降低至280°C左右。（注意变温过程中调收敛）VLV-100流量/kinol/h1400015000160

19、00170001800019000200002100022000PFR-101转化率/%10.9411.8812.8613.8714.9115.9516.9317.4915.56观察到在流量小于21000kmo1/h时，转化率随流量上升而线性上升。大于21000kmol/h时，转化率骤降。故选择VLV-100流量为21000kmol/h。此时VLV-100流量为21000kmol/h,PFR-101入口温度271.2°C。10继续调解VLV-101的流量，从而改变物流27的温度，进而改变PFR-102的入口温度。VLV-101流量/kmol/h800