反应精馏模拟过程中出现塔顶温度和塔底温度相同的情况

soaty

http://meng.horse/forum.php?mod=viewthread&tid=66743这是之前的求助帖，同一个反应精馏过程，现在我修改之后发现，水部分出现在了塔顶，且灵敏度分析的趋势和文献已经对应。但是模拟之后发现，塔顶温度和塔底温度相同。不是很懂这个地方。想请问下大家！    附件的图是模拟的温度截图和全塔温度分布图。附件里有我的bkp文件，和动力学子程序f文件，以及我参考的棕榈酸和异丙醇酯化反应的实验和模拟文献。请大家帮忙分析下！谢谢！

楚天湘水

@tdl522 ，四哥，还是你来吧，我先休息了。。。。。。

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 01:05
@tdl522 ，四哥，还是你来吧，我先休息了。。。。。。

噗我问过他了。。。貌似我半夜精神特别好~~~~乃休息好回复我也行啊！！！！！我慢慢在线等！

楚天湘水

soaty 发表于 2013-5-26 01:06
噗我问过他了。。。貌似我半夜精神特别好~~~~乃休息好回复我也行啊！！！！！我慢慢在线等！

打包上传你的ＢＫＰ文件和动力学子程序吧，最好加上几篇中文文献，说说塔顶塔底的产品规格。共沸情况＼组成都说说吧，越详细约好，这样大家才能帮到你啊。

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 01:10
打包上传你的ＢＫＰ文件和动力学子程序吧，最好加上几篇中文文献，说说塔顶塔底的产品规格。共沸情况＼组 ...

谢谢指点~晚安！不打扰啦~

tdl522

@楚天湘水 我真不懂了。你有空看看吧！

楚天湘水

首先说明下楼主并没有上传动力学子程序f文件，而是上传的编译好的obj文件，好在我前面给楼主调试过动力学f文件，要不还真做不下去。
先发一个初步调试了的bkp文件上来，这个bkp文件不一定就是对的，因为这个模拟缺少一些物性参数。
radfracfanyingjingliudonglixue2.bkp (133.8 KB, 下载次数: 29)

2013-5-26 15:59 上传

点击文件名下载附件

插一张温度分布图



感觉这个温度分布也是怪怪的，到塔底的时候温度突然就跃升了，大家可以一起分析分析。
我修改了催化剂的浓度，这是塔板的反应图

楼主的那个附件最大的错误就在二元交互参数里面没有异丙醇和水的参数，异丙醇和水共沸，共沸温度在79.5度左右，这样一来就出现了前面提到的水一直留在塔底（未完待续。。。。。。）

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 16:01
首先说明下楼主并没有上传动力学子程序f文件，而是上传的编译好的obj文件，好在我前面给楼主调试过动力学f ...

感谢楚神的回复~~现在是这样的。之前的bkp文件中交互参数bij的值是我自己设定的，新的bkp里我用unifac估计的交互参数值，此外棕榈酸异丙酯的UNIFAC基团我重新定义了下之前的有些问题。另外在反应的设置出我补上了逆反应。现在模拟之后灵敏度分析趋势和文献值一样。且塔底的水部分到了塔顶。但是温度从1板到12板是上升的趋势，但到了13板就突然下降。导致塔底温度比塔顶还低。

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 16:01
首先说明下楼主并没有上传动力学子程序f文件，而是上传的编译好的obj文件，好在我前面给楼主调试过动力学f ...

我自己去看了一下二元交互参数的确是物质值不是很全。这一点我没有注意。非常感谢。！

soaty

很抱歉自己太马虎，现在上传了动力学的f文件！不是编译之后的了

楚天湘水

soaty 发表于 2013-5-26 16:25
我自己去看了一下二元交互参数的确是物质值不是很全。这一点我没有注意。非常感谢。！

刚才在改本科生的毕业论文，所以才未完待续，你那样做，估计你的塔顶温度不会和我的一样只有80度，是不是都100多度了？仔细想想为什么会这样。

soaty

我之前设定的回流比为1.D/F=0.2，在此种条件下，塔顶温度会高于塔底温度。改成了楚天湘水bkp里的值后塔顶温度就低于了塔底温度了。是因为之前液泛了么。还有最后一板温度跃迁的情况我不是很明白。

楚天湘水

你用文献的UNIQUC参数塔顶多少度？

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 16:54
你用文献的UNIQUC参数塔顶多少度？

是的，之前做的时候温度有100多度，之前查了查可能是由于液泛和压力的关系吧。我塔压设的3bar的时候是100多度，1bar的时候约84度。文献里控制再沸器温度为150度，看了下实验数据的曲线值，它文中是研究F1的进料温度的影响。我看了下塔顶的温度约40度。详细的图形见我的截图。

楚天湘水

soaty 发表于 2013-5-26 17:46
是的，之前做的时候温度有100多度，之前查了查可能是由于液泛和压力的关系吧。我塔压设的3bar的时候是100 ...

我觉得文献的参数有问题，所以才问楼主用文献的uniquc参数塔底温度是多少。
我下载楼主的bkp附件打开后，第一件事就是查看物性方法、物性参数，看参数是否齐全，因为早就听说过异丙醇和水共沸，所以就做了个异丙醇—水的TXY图，结果图做出来是这样的。

都没看到共沸点，所以我赶紧查看了二元交互参数，注意到楼主的二元交互参数的source是PCES（property constant estimation system），所以楼主的二元交互参数是回归来的，并没有采用文献提供的值，但又缺少了异丙醇和水的二元交互参数，所以做出的TXY看不到交点，没有共沸点产生。
      于是我添加了异丙醇和水的二元交互参数，添加的是aspen自带的二元交互参数，aspen自带的二元交互参数有好几组供选择，不过无论我选那组，都能做出最低共沸点那个图
   
       共沸点数据

      接下来我就开始调整设计变量，采出与进料比、回流比、进料量、催化剂的量等等，但始终不能和文献的模拟结果接近，每次都最后一块塔板温度就会跃升。

    我又开始怀疑是不是物性参数有问题，于是添加楼主提供的文献值，并且修改了安托因方程的参数值，以及uniquac活度系数需要用的参数R（体积参数）和Q（表面积参数）
然后我再做异丙醇和水的TXY，结果。。。。

     居然出现了一个最高共沸物。。。。。。

   让我很无语，我开始怀疑这文献参数的正确性，异丙醇和水共沸不知道最早提出是哪一年，但文献是2006，也不算老，怎么会这样呢。。。。。。
本来文献中相平衡章节给四个物质的沸点排序时，没有提到体系中还有一个最低共沸点就让我有点不明白，难道文献作者就没注意到这个共沸点吗？？文献中动力学方程可是用活度里建立的，如果这个二元交互参数有问题，那动力学方程就也有问题了。。。
     我也不知道自己考虑的对不对，有没有在哪个地方出差错
     楼主后面提到她换用了文献提供的二元交互参数，我就用塔顶温度来提示她注意这个问题，可是她好像也没注意这些。。。。
     感觉到大家在用aspen的时候都不注意热力学方面的参数，如果热力学错了，再怎么调整，也只能得出错误的结果。
     说了很多，估计我的一些观点也是错误的，欢迎大家来拍砖，相互交流，共同学习。

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 20:02
我觉得文献的参数有问题，所以才问楼主用文献的uniquc参数塔底温度是多少。
我下载楼主的bkp附件打开后 ...

嗯~刚按你说的做了相图。的确用文献的值的话是形成最高共沸物了，但是用回归出来的再做相图与之相反。当初让您帮忙弄fortran语言时其实我bkp文件里用的是文献提供的交互参数，昨晚，我觉得有可能是二元交互参数的问题，于是采用了UNIFAC估计二元交互参数的方法，做了新的模拟。出现的是我在这个帖子里提出的问题。当时看了交互参数那一页发现有数值就没注意是否有异丙醇和水的值。。。所以说真的有可能是文献的问题？？？接下来该怎么说，我有点不知所措啊。

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 16:54
你用文献的UNIQUC参数塔顶多少度？

之前没看懂你的回复啊。不好意思。用文献值模拟的时候80度进料塔顶84度左右，塔底有330多度，当时是觉得这个温度和文献里说的150度相差非常远。而且即使调节了参数也有200多度。后来觉得不对。于是将交互参数删除，用了estimate的方法。

楚天湘水

     既然你也觉得文献的参数可能有问题，那你就用aspen自带的参数吧，如果aspen缺少部分参数，你就用ＵＮＩＦＡＣ回归。模拟做成什么样就什么样，不要和文献比较了，离毕业的时间也不多了。
    反应精馏的模拟其实应该分析清楚这个反应为什么要采用反应精馏，有什么好处？然后查查体系会不会形成共沸，对共沸点和物质体系的沸点进行排序，最深入一点可以做一个体系的残余曲线分析，得出可行的产品规格和分离方案。
    然后确定进料方式，进料配比，进料量，简单的物料衡算下塔顶或者塔底的采出量。这样做起来就比较有思路。
    我觉得你的塔顶应该控制在７９．５度附近，因为这刚好是异丙醇和水的共沸温度。文献中提到塔底温度不能太高，否则会影响产品质量，我觉得塔底应该就是IPP和IPA的混合物，尽可能的不要含水和酸，同时IPP的含量尽可能高，但又不超过允许的最高温度。这样可以给后续的产品分离减轻负担。
总的来说就是酸要尽可能反应掉，生成的水靠IPA带到塔顶，塔底不能含水和酸，塔底留部分IPA控制好塔底温度。
抛砖引玉，大家一来来讨论吧。

soaty

楚天湘水 发表于 2013-5-26 22:25
既然你也觉得文献的参数可能有问题，那你就用aspen自带的参数吧，如果aspen缺少部分参数，你就用ＵＮ ...

嗯~好的~谢谢楚神的指点。其实毕设主要内容是催化剂内部网络建模，但是matlab程序没有做出来，所以补一些模拟，因此想跟实验值做对比，表明模拟是可行的，并且模拟代表反应精馏的的传统模型，我做的建模是反应精馏的多尺度模型这样有一个呼应。我会仔细研究下你的回复！非常感谢这几天的帮忙啊！！！！一言难尽痛苦流涕嘿嘿嘿！！！{:1106_393:}

taobinglin

哎，什么时候我也能帮助别人啊。