1、13 压力变化器第十三章 压力变化器目的：介绍变化压力的所有单元操作模型:Pump（泵）、Compressor（压缩机）和计算通过管或阀的压力变化的模型。（1）操作Pump模型 Pump模块能模拟： 泵 水力透平 计算或输入功率 Heater模型只能用于压力计算 Pump设计成处理单液相 能规定气-液或气-液-液计算以确定出口物流条件（2）泵性能曲线 通过规定标量参数或泵性能曲线能进行核算 规定： 有量纲曲线： 压头对流量 功率对流量 无量纲曲线： 压头系数对流量系数（3）操作Compr模型 Compr模块能模拟： 多变离心压缩机 多变正位移压缩机 等熵压缩机 等熵透平 计算或输入功率 Hea
2、ter模型只能用于压力计算 Pump设计成处理单相或多相 Compr能计算压缩机轴速率（4）压缩机性能曲线 通过规定压缩机性能曲线进行核算 规定： 有量纲曲线： 压头对流量 功率对流量 无量纲曲线： 压头系数对流量系数 Compr不能处理透平性能曲线（5）功流股 对于泵和压缩机能规定任何数量的功流股 对于来自泵或压缩机的净功负荷，能通过规定一个出口功流股来计算 净功负荷是入口功流股之和减去实际功（计算的）（6）操作阀模型 阀模块可用来模拟： 控制阀 压力变送器 阀模型可建立通过阀的压降与阀流量系数的关系 阀模型假定流量是绝热的 阀模型可确定出口物流的热状态和相态 阀模型能执行单相计算或多相计算
3、 可以计入由管线接头造成的压头损失的影响 有下列三种计算类型： 规定了出口压力的绝热闪蒸（压力变化器） 计算在规定出口压力下的阀流量（设计） 计算所规定阀的出口压力（核算） 阀模型可以检查被阻塞的流量 可计算气蚀指数（7）操作管线模型 Pipe模块计算单管段中的压降和传热 Pipeline模块可用于多管段的管线 不模拟入口效应 Pipe可执行单相计算或多相计算 如果入口压力已知，Pipe可计算出出口压力 如果出口压力已知，Pipe可计算出入口压力并可更新入口物流的状态变量（8）举例：压力变送器目的：创建一个流程来模拟环己烷生产过程，熟悉其中的压力变化器单元。环己烷可以用苯加氢反应得到，反应如下
4、：C6H6（苯）+ 3 H2（氢气）= C6H12（环己烷）在进入固定床接触反应器之前，苯和氢气进料与循环氢气和环己烷混合。假设苯转化率为99.8%。反应器出料被冷却，轻气体从产品物流中分离出去。部分轻气体作为循环氢气返回反应器。从分离器出来的液体产品物流进入蒸馏塔进一步脱除溶解的轻气体，使最终产品稳定。部分环己烷产品循环进入反应器，辅助控制温度。 H2IN物流： T = 120 F P = 335 psi Total flow = 330 lbmol/hr Molefrac H2 = 0.975 N2 = 0.005 CH4 = 0.02 BZIN物流： T = 100 F P = 15 p
5、si Benzene flow = 100 lbmol/hr FEEDMIX模块（Heat Exchangers/Heater模型）： T = 300 F P = 330 psi REACT模块（Reactors/Rstoic模型）： T = 400 F Pdrop（压降）= 15 psi Benzene conv（转化率）= 0.998 VFLOW模块（Mixers/Splitters/FSplit模型）： 去物流H2RCY的流量为92% LFLOW模块（Mixers/Splitters/FSplit模型）： 去物流CHRCY的流量为30% HP-SEP模块（Separators/Flash
6、2模型）： T = 120 F Pdrop = 5 psi COLUMN模块（Columns/RadFrac模型）： Nstage = 12 RR = 1.2 Feed stage = 8 Mole-B（塔釜采出量）= 99 lbmol/hr P = 200 psi 只有气体蒸馏物的部分冷凝器 FEEDPUMP模块（Pressure Changers/Pump模型）： Pump efficiency = 0.6 Driver efficiency = 0.9 性能曲线：压头ft流量cuft/min40202501030054003 PIPE模块（Pressure Changers/Pipe模型
7、）： 碳钢，系列号40，直径为1 in，长度为25 m PUMP模块（Pressure Changers/Pump模型）： 出口压力为335 psi COMP模块（Pressure Changers/Compr模型）： 等熵，出口压力为335 psi VALVE模块（Pressure Changers/Valve模型）： 出口压力为290 psi，Globe valve，V810 equal percent flow，尺寸为1.5 in 用RK-SOAVE物性方法 完成后另存为 文件名：CYCLOHEX.BKP画流程图，如下。 输入组分。有氢气、氮气、甲烷、苯和环己烷。 物性方法采用RK-SO
8、AVE。 查看二元交互参数。指定BZIN物流。T = 100 F、P = 15 psi、Benzene flow = 100 lbmol/hr。指定H2IN物流。T = 120 F、P = 335 psi、Total flow = 330 lbmol/hr、Molefrac：H2 = 0.975，N2 = 0.005，CH4 = 0.02。指定COLUMN模块。Nstage = 12、只有气体蒸馏物的部分冷凝器、Mole-B（塔釜采出量）= 99 lbmol/hr、RR = 1.2。Feed stage = 8。P = 200 psi。指定COMP模块。等熵、出口压力为335 psi。指定FE
9、ED-MIX模块。T = 300 F、P = 330 psi。指定FEED-PUMP模块。使用性能曲线、Pump efficiency = 0.6、Driver efficiency = 0.9。 设定性能曲线。Flow variable选Vol-Flow（体积流量）。 设定性能曲线。输入4组数据。注意Flow的单位选cuft/min。 指定HP-SEP模块。T = 120 F、Pdrop = 5 psi。 指定LFLOW模块。去物流CHRCY的流量为30%。 指定PIPE模块。碳钢、系列号40、直径为1 in、长度为25 m。 指定PUMP模块。出口压力为335 psi。 指定REACT模块
10、。T = 400 F、Pdrop（压降）= 15 psi。 点击New.输入反应。点击New.按扭添加新反应 输入反应C6H6 + 3 H2 = C6H12和Benzene conv（转化率）= 0.998。注意反应物的计量系数为负值。 输入完成如下。 指定VALVE模块。Calculation type选第二项（Calculate valve flowcoefficient.）、出口压力为290 psi。Globe valve，V810 equal percent flow，尺寸为1.5 in。 指定VFLOW模块。去物流H2RCY的流量为92%。 打开控制面板，运行如下。 COMP模块的结果。FEEDPUMP模块的结果。PIPE模块的结果。PUMP模块的结果。 VALVE模块的结果。 COLUMN模块的结果。
