清华大学《化工系统工程基础》大作业2报告

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1、模拟上机作业二：甲苯加氢制苯工艺流程模拟1、根据所给的流程图和物流数据表(见附件excel表)，建立流程的稳态模型:由题可以将FFH2和FFT01的参数输入，以及发生的反应。由于副反应速率方程为“““n2(-211060)(-217570)r2=1142200p：exp-32401000pDpHexpRTJ7,正逆反应活化能不相等，为了简便，将此反应设为正逆两个，输入不同的E值。再按照所给数据表格依次输入各个设备的出口参数，完成blocks设置。C2,C3的回流比先都设为1。再利用冋路切割法，观察发现冋路FEHE——E10

2、0——PFR——M1X101——FEHE,冋路FEHE——COND——SEP——COMP——TEE101——MIX100——FEHE以及回路FEHE〜TEE100~MIX102~FEHE,切割流线HOUT和ROUT可以使回路全部断开，切割流线数最少。于是将表格中数据输入这两个物流作为初始值，以便迭代求解。后面的CONVERGENCE——TEAR部分也将HOUT和ROUT设为撕裂流，设置完毕后开始运行。运行后发现很多问题，一一解决。首先发现一些数据的单位有错误，例如压强单位Kpa误为bar。检查无误后，经同学指导，发现收敛方法可

3、以调整，将原设的weigstein法先改成Tbroyden法。问题没有解决，换热器FEHE不断出错，检查所得结杲与表格中数据的偏差，发现回路上半部分的Pl、TEE100这一支路数据都相差很多，无法收敛。猜想是因为上半部分冋路需要FQUENCH支路的初值，否则计算时FQUENCH不能收敛，这一回路都出现问题。于是把原先设置的F1的流量换成FQUENCH的流量，发现各设备不再出现故障。之后又调节了一下C2C3回流比，发现设为1左右可以收敛。^Specifications!FlashOptions

4、KeyComponenUFlows

5、pecificationfo(outletstreamsStreamSpecificationBasisVaJu©Units►F11FQUENCHFlow

6、Mole7076kmol/hrDet9)5pecSonmayTmiSummij

7、EOConvergenceSunmaryFndfor(MrsTearStatusMaximumerrorToleranceMaximumerror/ToleranceVariablewithmaximumenorCoConverged6586E-0796897E-07067963125C7H8M

8、OLEFLOW$01?ROUTConverged2.8826EO9857O6E-O9033632471^A$$ENTHALPf$01?TearConvergence^/DefaultMethodsSequendngDefaukconvergencemethodsTears:Singledesignspec:Multipledesign$pec$:Tears&designspecs:Optimization:3、调节精镭塔的回流比和蒸出比，使得产品物流(V80UT)中的苯的摩尔浓度达到99.9%以上，并指出各塔的冋流比和蒸出比。

9、我先学习了modelanalysistools的optimization使用方法，以解决产品的浓度达标问题。利用优化工具，添加Cl、C2、C3的回流比和蒸出比，共五个变量(C1无冋流比)，设置各变量的限制范禺，优化得出V8OUT苯摩尔浓度的最大值，可以达到0.999o若调整限制条件，还可以达到更高的摩尔浓度。❼VariableDefinitionSelectavariablecategoryand(defenceType：Stream:Substream:ComponentVanable/OPT三］CategotyCAlCBl

10、ock*•StreamsCModelUtMyCPhytic^lPropeityPaiameteftCReactiomStreamna»e.yDefhejyObfectfve(Constraints/Vaiy

11、Fortran

12、Decbra6on$

13、I1FDnablevariableManpulatedvariableManagedviableImtfs•Jnrts:Typo;BlockSentence:VonableLower6Upper12Repotilabek^Deine^SpecFocUan

14、DeclarationsCom

15、trantexp（e$$KX）$Specification:ClGreyerthanorequalto▼10.999Tolerance:0.00001VectorcomtoaintinfocmabonThisisavectorcomtrairtF頂elementp三

16、Utte