创建包含所有热设计信息的热曲线
6.3、 为了把流量为60000 lb/h、压力为150 psia的丙酮从250℉冷却到100℉，需要设计一热交换系统。可以用需要加热的醋酸为冷却剂，其流量为185000 lb/h，温度为90℉，压力为75psia。现有四台单壳程双管程的管壳式换热器，每台的壳体内径均为21.25 in，装有270根3/4 in外径、14BWG（指列管厚度为0.0785 in）、16ft长的碳素钢管，以1in的管心距正方形排列于管板上。壳程圆缺形挡板切除率为25％，板间距为5 in。试确定应当采用上述的一台还是多台换热器完成此换热任务。请注意若采用两台、三台或四台串联操作时，分别与采用双壳程四管程、三壳程六管程、四壳程八管程换热器等效。如果上述换热器不适用，请设计适用的一台或一组换热器。设污垢因子为0.004(h·ft2·℉)/Btu。（换热器）
解注：用HeatX的Detailed（Rating）算法，无法完成换热任务（即使是4壳程8管程的换热器换热面积仍然不够）
ASPEN PLUS 上机练习（7）－物性计算及热力学模型的选择
7.1、将50℃，3 bar 下的10 m3/hr 乙二醇、10 m3/hr 乙醇和10 m3/hr 甲醇等压混合，求混合液体的密度、粘度和表面张力系数。
ASPEN中密度代号：RHOMX，粘度代号：MUMX，表面张力系数代号：SIGMAMX 7.2、将10 m3/hr， 20℃，1.1 bar 下的30%w 硫酸与将10 m3/hr， 30℃，1.6 bar 下的20%w液碱（NaOH）混合，求溶液的pH 和导热系数。 ASPEN中导热系数代号：KMX
7.3、设有下列离开甲醇反应器的混合物：CO，100kmol/h；H2，200kmol/h；甲醇，100kmol/h。该气体处于100atm和300℃，试计算其比容。分别采用（1）理想气体定律；（2）Redlich-Kwong状态方程；（3）Redlich-Kwong-Soave状态方程。试比较三个结果，问该混合物能否作为理想气体？
7.4、甲苯加氢去烷基C7H8?H2?C6H6?CH4是在高温高压下进行，过量的Ｈ
2
用于防止芳烃裂解生成轻质气体。实际操作中，甲苯的单程转化率仅70％，为
了分离和循环氢气，反应器出来的热态流出物（5597kmol/h at 3448kpa and 408.2K）在闪蒸器中分离产物时被分凝至322Ｋ。如果反应器流出物的组成如下表所列，且闪蒸器的压力为3344kpa，计算离开闪蒸器的物料组成和气、液两相的流量以及闪蒸器的热负荷。比较使用不同的热力学模型时计算结果（包括闪蒸器Ｋ值、焓、熵变化）有何不同？（热力学模型） 使用三种热力学模型：S-R-K模型、P-R模型、L-K-P模型
组分 H2 CH4 C6H6 C7H8
7.5、500psia、950℉时在催化反应器内进行甲苯歧化生成苯和二甲苯的反应:
2C7H8?C6H6?C8H10，由于回收热量，反应器生成物料被一系列热交换器冷
摩尔分率 0.3177 0.5894 0.0715 0.0214
却至235℉（此时压力为490psia）。物料继续在换热器中被冷却水冷却并部分冷凝至100℉、485psia，生成的气液两相混合物进入一闪蒸器中进行两相分离。针对以下反应器出口物料的组成，在过程模拟软件中分别使用S-R-K、P-R模型计算气液两相中各物质的流量，各物质的平衡常数以及冷却水的传热速率，比较不同热力学模型计算的结果。（热力学模型）
组分 H2 CH4 C2H6 Benzene
反应器出口流量（lbmol/h）
1900 215 17 577
Toluene p-Xylene
1349 508
ASPEN PLUS 上机练习（8）－设计规定、分析、优化
8.1、有循环的闪蒸。（a）考虑如图所示的闪蒸分离过程。如果使用ASPEN软件，应用Mixer、FLASH、Fsplit、Pump等模块和SRK热力学方程对三种情况（底部产物循环比分别为50％、25％、0％时）进行求解计算。比较讨论三种情况下所产生的顶部物流的流率和组成。（b）对上述第三种情况进行调整，确定要得到850lb/h顶部蒸气所要求的闪蒸温度。（CONTROLLER,循环回路）
塔顶馏出物原料85℃100psia闪蒸器5℃25psia循环lb/h甲烷 50乙烷100丙烷700正丁烷87011761-丁烯1,3-丁二烯 5130产品泵
8.2、在甲烷转化装置中，甲烷和水反应生成氢气和一氧化碳，反应方程式如下：CH4+H2O=3H2+CO，反应器进料含有纯甲醇和水，在进反应器之前混合加热。甲烷转化率为99.5%，进料重甲烷对水的摩尔比是1:4。创建如下图所示的流程，建立灵敏度分析，并绘制图表，显示反应器热负荷随进料中甲烷流率的变化情况，甲烷流率变化范围为：100-500 lbmol/hr。
8.3、甲苯加氢脱烷基过程－反应器部分。甲苯在加氢脱烷基反应器中转化为苯。主反应为：
C7H8?H2?C6H6?CH4。发生不可避免的生成联苯的副反应：2C6H6?C12H10?H2。反应器部分工艺如图所示，原料和两股循环流的条件如
图中所示。急冷物流的流率应当达到使反应器流出物被急冷到1150℉的要求。甲苯在反应器中的转化率为75％（mol）。第一步反应后物料中的苯有2％（mol）转化为联苯。应用过程模拟软件进行物料衡算和能量衡算。热力学模型使用SRK方程。（循环回路）
组分 原料流率（lbmol/h） H2 CH4 C6H6 C7H8 C10H12 0 0 0 274.2 0 循环流率气体循环流率（lbmol/h） 2045.9 3020.8 42.8 5.3 0 （lbmol/h） 0 0 3.4 82.5 1.0
