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第10章 工艺流程模拟 作者：王丁丁 孙兰义 目录  10.1 带循环的工艺流程  10.2 工艺流程模拟 10.1 带循环的带循环的工艺流程模拟流程模拟  化工流程中的循环回路 大多数化工流程模拟都存在循环回路大多数化工流程模拟都存在循环回路，存在两种循环存在两种循环：  组分循环（循环质量和能量）  热量循环热量循环 （（仅仅循环能量仅仅循环能量）） 10.1 带循环的工艺流程模拟  循环回路的种类  独立循环回路独立循环回路(I(Inddependdentt LLoop))  嵌套循嵌套循环回路路(Nested Loop)  交叉循环回路(Interconnected Loop) 10.1 带循环的工艺流程模拟  化工流程模拟的计算方法  序贯模块法  联立方程法联立方程法  联立模块法 10.1 带循环的工艺流程模拟  在大多数过程模拟软件中(包括ASPEN 、PRO/II) ，某某一时间只计算时间只计算((模拟模拟))一个单元个单元((采用序贯模块法采用序贯模块法)) ，单元和物流计算的先后次序称为计算顺序。  计算的顺序是自动按照模拟流程的信息流的顺序计算的顺序是自动按照模拟流程的信息流的顺序 进行计算的，而信息流取决于化工过程的规定。通常 ，过程原料物流的变量是指定的过程原料物流的变量是指定的 。  如果流程中存在循环物流，则需在包含循环物流 的流程段，迭代计算直至流程计算收敛。 10.1 带循环的工艺流程模拟  主流程处理顺序  从原料物流(Feed streams) 到产物物流(Product streams)的流程顺序，称为主流程处理顺序(Main Flow Processing Sequence) 。  计算顺序必须包括所有的流程单元  计算算顺序无须和主流程顺序相同，给定定不同物流的初始假 设值可选择不同的计算顺序，有时候可加速计算的收敛速度 10.1 带循环的工艺流程模拟  主流程处理顺序 Recycle Stream Guessed Calculation Sequence R1 U1，(U2，U3，U4，U5)，U6 S3 U1，(U3，U4，U5 ，U2)，U6 S4 U1，(U4，U5 ，U2，U3)，U6 S6 U1，((U5 ，U2，U3，U4))，U6 10.1 带循环的工艺流程模拟  撕裂流  撕裂流是撕裂流是AAspen PlPlus给出其初始估值的给出其初始估值的一股物流股物流，并并 且该估值在迭代过程中逐次更新，直到连续的两个估值 在规定的容差范围内为止在规定的容差范围内为止  撕裂流与循环物流是相关的，但又与循环物流不一样  要确定由要确定由AspenAspen PlusPlus选择的撕裂流选择的撕裂流，可在可在ControlControl Panel （控制面板）中的“Flowsheet Analysis （流 程分析）”页面查看  用户确定的撕裂流可在Convergence/Tear页面进行 规定  为撕裂流提供估计值可以促进或者加快流程收敛（极力 推荐，否则缺省值为零）  如果输入了“回路”中的某个物流的信息，Aspen Plus会自动设法把该物流选为撕裂流 10.1 带循环的工艺流程模拟  撕裂流举例   S7 B1 B2