3、化工过程操作程序的模型构建与实例分析

化工过程操作程序的模型构建与实例分析

1 实验装置设置

在过渡到动态模拟文件时，需要明确四个部分，分别是塔径、回流罐尺寸、集液槽尺寸以及每个塔板的压力分布。若已知晓这四个参数的值，直接将其输入指定位置即可；若不清楚，也有相应方法。

1.1 确定塔径及相关参数

首先要确定塔径，可借助 Aspen Plus 完成。接着固定塔内的压力分布，通常会指定塔顶压力（冷凝器压力）或塔底压力（再沸器压力）。最后确定集液槽和回流罐的尺寸，可通过以下公式计算直径和高度：
- (H = 2D)
- (D = \sqrt[3]{\frac{2\dot{V}\tau}{\pi}})

其中，(H) 表示高度，(D) 表示直径，(\dot{V}) 表示体积流量，(\tau) 表示停留时间。一般情况下，集液槽和回流罐的停留时间为 10 分钟。

1.2 其他设备尺寸确定

• 反应器 ：在化学工程领域，反应器是重要单元。其大小主要由动力学决定，无论连续搅拌釜式反应器（CSTR）还是活塞流反应器（PFR）都是如此。
• 储罐 ：用于储存化学品或缓冲系统流量，其尺寸由停留时间决定。例如，倾析器和闪蒸罐的停留时间可能为 15 - 30 分钟，而储存和缓冲罐的停留时间则根据具体应用而定。
• 阀门和泵 ：若用户掌握阀门开度与 (Cv) 值、泵性能曲线等详细属性，可自行指定。

2 实例分析

2.1 简单蒸馏实例