Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системный анализ химико-технологических процессов с использованием программы ChemCad. Учебно-методическое пособие
.pdf
Окно модуля имеет две вкладки. Вкладка General Specifications
(Общие спецификации) (рис.3.22) содержит параметры, которые
используются как для РИВ, так и для РИС.
Рис. 3.22. Вкладка General Specifications модуля Kinetic Reactor
В поле Number of reactions (Количество реакций) вводится число
реакций. Допускается до 300 одновременных реакций.
В поле Reactor pressure (Давление в реакторе) задается давление
на входе в реактор. Если оно не задано, то используется давление во
входном потоке.
В P
ressure Drop (Перепад давления) определяется давление, при
котором протекает химическая реакция в реакторе. Для РИС эта
величина равна нулю. Для РИВ профиль давления равномерно
91
распределяется между входом и выходом по числу шагов
интегрирования.
Список Kinetic rate expression (Выражение скорости реакции)
служит для указания, как задана информация о реакциях:
− Standart – All reactions (Обычный – для всех реакций);
− Excel VB – All reactions (В Excel VB – для всех реакций);
− Define each reaction (Определять каждую реакцию отдельно).
В области Reactor Model (Модель реактора) определяется тип
реактора и фаза протекания реакции.
Тип реактора выбирается в списке Specify reactor type:
(Определение типа реактора:):
− Cont Stir Tank Reac (CSTR) – РИС;
− Plug Flow Reactor (PFR) – РИВ.
Следующие опции позволяют задать фазу протекания реакции:
− L
− Vapor only (Только пар);
− Liquid reaction, Mixed phase – смешанная фаза, реакция в жидкой
− Vapor reaction, Mixed phase – смешанная фаза, реакция в паровой
− Izothermal (specify temp) (Изотермический (Задать температуру))
− Adiabatic (no heat exchange) (Адиабатический (без теплообмена)).
− Specify heat duty (Заданная тепловая нагрузка) – для этого режима
iquid (Только жидкость) – по умолчанию;
фазе;
фазе.
В области Thermal mode: (Тепловой режим:) выбирается тепловой
режим (вариант расчета):
– для него рассчитывается тепловая нагрузка. В этом случае в поле
напротив необходимо ввести значение температуры. В противном
случае используется температура входного потока;
– для этого режима рассчитывается температура для РИС и
температурный профиль для РИВ;
в случае РИС с заданной тепловой нагрузкой итерационно определяется
температура. В поле напротив задается количество тепла, добавляемое
или отнимаемое от реакции. Используются глобальные единицы
измерения. В случае РИВ тепловая нагрузка равномерно распределяется
на каждом шаге интегрирования и затем используется для расчета
температурного профиля;
92
− Spec PFR temp. profile (later) (Задан температурный профиль для
РИВ). Этот режим используется только в случае РИВ. Задаются
значения температур на каждом шаге интегрирования и для них
вычисляются соответствующие тепловые нагрузки. Затем они
суммируются и определяется общая тепловая нагрузка;
− Specify PFR utility U (Задан коэффициент теплопередачи для
РИВ). В этом режиме тепловая нагрузка на каждом шаге
интегрирования вычисляется индивидуально с использованием общего
коэффициента теплопередачи, значение которого вводится в поле
напротив. Это значение необходимо только для РИВ.
В области Specify calculation mode (Определение режима расчета)
выбирается режим расчета:
− Specify Volume, Calculate conversion (Задан объем, рассчитать
степень превращения);
− S
− для РИС задается объем в поле Reactor Volume (Объем реактора);
− для РИВ вводится либо объем как число в поле Reactor Volume
− в режиме Specify PFR utility U объем задается только как составное
pecify convercion, Calculate volume (Задана степень
превращения, рассчитать объем).
Если выбран режим расчета Specify Volume, Calculate conversion, то
объем реактора используется для вычисления степени превращения
реагентов, а также выходных составов и условий. Объем задается
следующим способом:
(Объем реактора), либо объем как составное из длины, диаметра труб и
числа труб на вкладке More Specifications (Другие условия);
из длины, диаметра труб и числа труб на вкладке More Specifications
(Другие условия).
Если выбран режим расчета Specify conversion, Calculate volume, то
объем реактора вычисляется на основе конверсии ключевого
компонента. Расчет связан со степенью превращения одного
(ключевого) компонента независимо от числа реакций.
В списке K
номер ключевого компонента, относительно которого определяется
объем реактора. В поле C
степень превращения ключевого компонента. Для РИС объем
определяется временем пребывания, для РИВ пока не будет достигнута
требуемая степень превращения ключевого компонента. Для РИВ
ey Component (Ключевой компонент) выбирается
onversion (Степень превращения) задается
93
необходимо задать длину, диаметр труб и число труб на вкладке More
Specifications. Значение объема используется как оценка при расчете.
Вкладка More Specifications (Другие условия) (рис. 3.23) содержит
геометрические параметры и численные параметры для выполнения
счета.
Рис. 3.23. Вкладка More Specifications модуля Kinetic Reactor
На этой вкладке только для РИВ можно задать Length of tubes
(Длину труб), Diameter of tubes (Диаметр труб), Number of tubes
(Число труб).
94
Опции настройки метода расчета реактора – Number of steps (Число
шагов), Stepsize (Шаг), Tolerance (Точность).
Для пятого теплового режима Specify PFR utility U задается
направление потока 0 Counter current (Противоток), 1 Co current
(Прямоток).
В области Reaction engineering units (Единицы измерения для
реакции) задаются единицы измерения.
Если задан вспомогательный поток (термический режим =5), то у
реактора может быть два входа и два выхода. Первые вход и выход
содержат потоки процесса, а вторые вход и выход – вспомогательные
потоки.
По окончании работы с окном настройки реактора выдается окно
формирования информации о реакциях (рис. 3.24). Для каждой реакции
выдается отдельное окно. В поля F
(Предэкспоненциальный коэффициент) Activation energy (Энергия
активации) нужно занести коэффициенты уравнения Аррениуса.
Задание стехиометрии реакций проводится аналогично реактору EREA.
requency factor
Рис. 3.24. Окно задания параметров реакции для модуля Kinetic Reactor
95
3.15. Упражнение. Ввод спецификаций аппаратов
технологической схемы
1. В задании TUTOR1 выполнить ввод параметров аппаратов
технологической схемы стабилизации газового конденсата.
Для вывода на экран окна ввода параметров аппарата использовать
разные способы: команду Specifications/Select Unit Ops (Технические
условия/Выбор оборудования), двойной щелчок левой клавиши мыши
на пиктограмме аппарата, команду контекстного меню Edit Unit Op
Data (Редактирование параметров единицы оборудования).
Для теплообменника 1: Выбрать вкладку Specifications (Технические
условия) (рис. 3.25), в поля Pressure Drops: (Перепад давления:) ввести
значения перепада давления между входом и выходом для обеих сторон
теплообменника: для Stream 1 (П
(Потока 4) – 0.3 бара.
отока 1) – 0.3 бара, для Stream 4
Рис. 3.25. Настройка параметров теплообменника 1
96
В Vapor fraction stream 2 (Доля пара потока 2) задать точку росы равной
1.0.
Сохранить данные, нажав кнопку ОК.
Для теплообменника 2. Выбрать вкладку Specifications
(Спецификации) (рис. 3.26):
В поле Pressure Drop ввести значение перепада давления, равное 0.3 бара,
в поле Temperature of stream 3 (Температура потока 3) ввести значение
-20 °С.
Рис. 3.26. Настройка параметров теплообменника 2
Для сепаратора 3. В данном примере сепаратор рассчитывает
параметры выходных жидкого и парового потоков при известных
параметрах входного потока и в других спецификациях не нуждается.
Для вентиля 4
на выходе из вентиля
соответствует 9 бар. В
окне ввода параметров
(рис. 3.27) в поле Outlet
pressure (Давление на
выходе) ввести значение
бар.
9
Рис. 3.27. Настройка параметров клапана 5
Для стабилизатора 5
конфигурация) (рис. 3.28) и ввести значения следующих параметров:
. Выбрать вкладку General (Общая
. Давление
97
В списке Condenser type (Тип конденсатора) установить тип
конденсатора – 0 Total or no condenser (0 полный конденсатор или
нет конденсатора).
Рис. 3.28. Настройка параметров стабилизатора 6. Вкладка General
В поле Top pressure (Давление вверху) ввести значение 9 бар.
В поле Colm press drop (Перепад давления в колонне) ввести
значение перепада давления в колонне 0.3 бара.
В поле No. of stages (Число тарелок) задать число тарелок равное 12.
Рядом с полем Feed tray for stream (Тарелка питания для потока)
выводится ID номер потока питания (на схеме это поток 7), а
непосредственно в поле надо задать расположение тарелки питания – это
тарелка номер 1. После завершения ввода параметров на вкладке
General перейти на вкладку Specifications (Спецификации) (рис. 3.29).
В списке Select reboiler mode: (Выбор режима куба:) указать расход
кубового потока колонны: 11 Bottom mass flowrate (4 Массовый расход
куб. остатка). В поле Specification (Значение) ввести значение расхода
1000 кг/ч.
98
Рис. 3.29. Настройка параметров стабилизатора 6. Вкладка Specifications
Выбрать раздел Convergence (Сходимость) (рис. 3.30), в поле T top (Т
наверху) ввести значение оценки температуры, равное
0 °С, а в поле T bottom (Т внизу) – значение 120 °С.
4
Рис. 3.30. Настройка параметров стабилизатора 6. Вкладка Convergence.
2. Сохранить задание.
99
3.16. Выбор параметров сходимости для расчета схем с
рециклами
По умолчанию в ChemCad модули оборудования рассчитываются
последовательно. Каждый модуль принимает входные потоки и
вычисляет параметры выходных потоков, используя параметры
оборудования, задаваемые пользователем. При наличии рециклов
программа решает задачу итерационно до тех пор, пока параметры
рецикловых потоков не станут неизменными с заданной точностью в
двух последовательных итерациях. Скорость сходимости
итерационного процесса регулируется параметрами сходимости.
Для выбора параметров сходимости используется команда
Run/Convergence (Расчет/Сходимость), доступная в режиме Mode:
Simulation. На экран выводится окно C
(Параметры сходимости) (рис. 3.31).
onvergence Parameters
Рис. 3.31. Настройка параметров сходимости для расчета схемы
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]