化工模拟大作业-王瑞
常规酸性压裂液对裂缝导流能力影响的室内研究_温海飞
常规酸性压裂液对裂缝导流能力影响的室内研究 编译:温海飞(大庆油田采油工程研究院)王瑞(大庆油田井下作业分公司)审校:赵晓非(大庆石油学院) 摘要 本研究向用于碳酸盐地层的水基压裂液中添加酸液,并通过模拟实际酸压条件,在实验室中进行了酸压裂缝导流能力试验,从而评价酸液的影响。
通过模拟水力压裂过程中压裂液大部分沿裂缝流动、小部分滤失的流动方式,进行了一系列酸压导流能力测量试验。
用这些酸压体系对印第安那石灰石和白云石进行了一系列实验,得到以下结果:①所产生的裂缝导流能力并不总随酸岩反应时间的延长而增强,实际上,对于一些酸体系来说,在更长的酸岩反应时间下,裂缝导流能力反而降低,这表明在酸压过程中存在最佳酸化时间;②用三种酸体系所测试的导流能力有很大的差别,在200℉条件下,聚合物稠化酸与黏弹性表面活性剂转向酸比乳化酸体系所产生的导流能力更高;③实验室测量的这些裂缝导流能力与Nierode-Kruk经验关系式所预测的结果不一致。
关键词 酸压模拟 导流能力 闭合酸压 酸蚀DOI:10.3969/j.issn.1002-641X.2009.06.0051 引言酸压措施成功与否决定于所产生的裂缝导流能力的大小,但由于酸压裂过程有其固有的随机性,受很多参数的影响,所以很难预测。
大多数对导流能力的预测都是通过Nierode-Kruk经验关系式得到的。
这个关系式是用直径1in(1in=25.4 mm)、长2～3in的岩心,在不考虑滤失的条件下实验得到的,而且酸液流经裂缝的量要比实际流经地层裂缝的量少得多。
此外,还有人做过一些实验研究某些参数对裂缝导流能力的影响,但却没有考虑地层条件以及岩石强度弱化或酸蚀形态所产生的影响。
为了确保实验室所进行的实验条件能模拟现场条件,必须准确记录酸压过程中的各种现象。
将酸沿裂缝流量、酸滤失量和裂缝表面的酸反应按比例设定得与现场条件相同。
这可通过匹配相关无因次参数得到,如2个雷诺数和1个佩克莱数,通过它们可以解释酸压过程中所发生的主要现象。
2025届青海省海东市第二中学化学高二上期中考试模拟试题含解析
2025届青海省海东市第二中学化学高二上期中考试模拟试题请考生注意：1．请用2B 铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、选择题（每题只有一个选项符合题意） 1、下列关于燃烧热的描述中正确的是( )A ．已知a g 乙烯气体充分燃烧时生成1 mol CO 2和液态水，放出b kJ 的热量，则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为2C 2H 4(g)＋6O 2(g)=4CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－4b kJ·mol －1B ．将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH 3OH(g)＋12O 2(g)=CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－192.9 kJ·mol －1，则CH 3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol －1C ．H 2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol －1，则2H 2O(g)=2H 2(g)＋O 2(g) ΔH ＝＋571.6 kJ·mol －1D ．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol －1，则12C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)=3CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1400kJ·mol －1 2、可逆反应N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，在容积为10 L 的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N 2和3 mol H 2，则达到平衡时，NH 3的浓度不可能为( ) A ．0.1 mol·L －1B ．0.2 mol·L －1C ．0.05 mol·L －1D ．0.15 mol·L －13、镍镉可充电电池，电极材料是Cd 和()NiO OH ，电解质是KOH ，放电时的电极反应式是()2Cd 2OH 2e Cd OH --+-=，()()222NiO OH 2H O 2e 2Ni OH 2OH --++=+。
2022学年内蒙古巴彦淖尔市第五中学中考化学全真模拟试题(含解析)
2022学年中考化学模似试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2．答题时请按要求用笔。
3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。
4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单选题（本大题共15小题，共30分）1．生活中有太多的变化，下列“变”中涉及化学变化的是A．树根“变”根雕B．葡萄“变”美酒C．玉石“变”印章D．机器人“变”形2．如果一个碳12原子的相对原子质量为24，则不会改变的是（）A．氧的相对原子质量B．一个碳12原子的实际质量C．硫酸的相对分子质量D．相对原子质量计算公式中的标准3．C、CO2和CO都是我们熟悉的物质，关于C、CO2和CO有以下几种说法：①二氧化碳和一氧化碳元素组成相同，性质完全相同②固体二氧化碳升华吸收大量的热，所以干冰可用于人工降雨③金刚石和石墨碳原子排列方式不同，所以他们的化学性质差异很大④二氧化碳不能供给呼吸，是因为二氧化碳有毒⑤一氧化碳具有还原性，所以一氧化碳可以用来炼铁⑥一氧化碳能与人体内的血红蛋白结合，使人缺氧中毒而亡⑦二氧化碳通入紫色石蕊试液，溶液变红，说明二氧化碳是酸⑧通过化学反应，三者可以按照C→CO2−−→←−−CO的方向转化以上几种说法正确的是（）A．①②③⑥B．②⑤⑥⑧C．②④⑥⑦D．③④⑤⑦4．如图，蜡烛（足量）在盛有空气的密闭容器内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化，下列判断中，正确的是A．蜡烛熄灭时，密闭容总内的氧气已全部被耗尽B．蜡烛熄灭后，密闭容器内的气体中含有一氧化碳C．该过程中，密闭容器内的物质总质量不断减少D．该过程中，密闭容器内的物质含氧元素总量不断减少5．下列事实不能作为相应观点的证据的是A．少量干冰放入塑料袋中并密封，塑料袋会快速鼓起，说明分子间隔变大B．电解水得到氢气和氧气，说明分子是可分的C．一氧化碳具有可燃性，而二氧化碳则不可燃，说明分子构成不同化学性质不同D．二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，说明化学反应前后二氧化锰的质量和性质都不变6．如图表示初中化学常见实验操作，其中正确的是（）A．点燃酒精灯B．检查装置的气密性C．读出液体的体积D．液体的取用7．对物质进行分类学习是研究化学的重要方法．下列有关物质的分类错误的是（）A．硝酸钾﹣盐B．硫酸﹣酸C．纯碱﹣碱D．氧化铁﹣氧化物8．实验室模拟工业炼铁中，体现了一氧化碳的（）A．稳定性B．氧化性C．还原性D．酸性9．下面是我国几位著名的化学家。
专题12 高考化工流程强化演练(八)(原卷版)
12．高考化工流程强化演练(八)一、选择题(本题包括 6 小题，每小题仅有一个选项符合题意，共24 分)1．(2020 年山东省潍坊市高三上学期期末考试)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染等方面应用广泛。
利用SO2生产Na2S2O5的工艺如图：A．Na2S2O5不是Na2SO3和SO2的混合物B．pH=4.1 时，I 中主要反应的化学方程式为Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2C．加入Na2CO3固体的目的是调节pH，促进Ⅲ中SO2的再吸收D．“结晶脱水”过程中反应的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2OB．“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施是搅拌、适当加热14D．“过滤Ⅲ”所得滤液可循环使用，其主要成分的化学式是NH4HCO33．高纯氧化铁是现代电子工业的重要材料。
以下是用硫酸厂产生的烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁a-Fe2O3)的生产流程示意图。
下列说法不正确的是( )A．酸溶时，常需将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4，其目的是提高铁元素的浸出率，同时抑制铁离子的水解B．反应②的离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2S0 2-+16H+C．加入NH4HCO3生成FeCO3，检验FeCO3是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少量放入试管，滴如盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成说明洗涤干净D．锻烧时空气中的氧气作氧化剂，所以用氯气代替空气也可得到高纯氧化铁4．工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。
其工艺流程如下：已知：净化工序的目的是除去溶液中的Ca2+、Cu2+等杂质(CaF2难溶)。
下列说法不正确的是( )A．研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率B．除铁工序中，在加入石灰调节溶液的pH前，加入适量的软锰矿，发生的反应为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋==2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O4 3 4 2C．副产品A 的化学式(NH4)2SD．从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥5．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：已知：“酸浸”后，钛主要以TiOCl2-形式存在FeTiO＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2-＋2H O下列说法不正确的是( )A．Li2Ti5O15中Ti 的化合价为＋4，其中有4 个过氧键B．滤液②中的阳离子除了Fe2＋和H＋，还有Mg2＋ C．滤液② 中也可以直接加适量的氯水代替双氧水D．“ 高温煅烧”过程中，Fe 元素被氧化6．(2020 年河北省辛集中学高三月考)锌钡白是BaSO4和ZnS 的混合物，ZnS 难溶于水。
牡丹江市第一高级中学2025届高一化学第一学期期末调研模拟试题含解析
牡丹江市第一高级中学2025届高一化学第一学期期末调研模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。
选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、选择题(共包括22个小题。
每小题均只有一个符合题意的选项）1、下列物质既能跟硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是( )①NaHCO3；② Na2CO3；③ Al(OH)3；④NH4Cl；⑤ Al；⑥Al2O3A．①③⑤⑥B．③④⑤⑥C．①②③④D．②③⑤⑥2、硫酸镁和硫酸铝溶液等体积混合后，铝离子浓度为0.1mol/L，硫酸根离子浓度为0.3mol/L，则溶液中镁离子的浓度为 ( )A．0.3mol·L-1B．0.45mol·L-1C．0.15mol·L-1D．0.2mol·L-13、关于氯化钠的描述不正确的是( )A．化学式：NaCl B．化学键类型：离子键C．摩尔质量：58.5 D．晶体类型：离子晶体4、生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料，在蒸馏釜中煅烧。
反应的化学方程式为：2FeSO4·7H2O Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑+ 14H2O。
其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。
用如图装置模拟用绿矾制硫酸的实验，并检验生成的硫酸和二氧化硫（加热装置已略去）。
其中b为干燥的试管。
下列关于该反应说法正确的是A．若将反应后的三种气体通入BaCl2溶液中，产生的沉淀为BaSO3、BaSO4B．b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中H+和SO42—C．为检验反应的另一种生成物，试管c中应加入的试剂为NaOH溶液D．b中所得到的硫酸的质量分数为29.5%5、a、b、c、d均为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2-和c+离子的电子层结构相同，d的原子L层有4个电子。
第三届化工实验大赛华北赛区竞赛试题精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第三届“欧倍尔·东方仿真杯”全国大学生化工实验大赛-华北赛区竞赛化工原理试题总100分（选择填空50分，计算50分）一、选择题（单选题。
请将正确答案的字母填写在横线上。
每题2分，共50分）1、用一U形管压差计测量气体管道内的压降（阻力），水作指示液（密度为1000kg/m3）。
若压差计读数R为20mm，则表示压降等于（）Pa。
为使R读数增大、而压降△P f不变，应更换一种密度比水（）的指示液。
正确答案为。
A、196，大；B、196，小；C、20，大；D、20，小2、流体在圆形直管内流动，若流动已进入完全湍流区（阻力平方区），则随着Re增加，流动摩擦系数λ（）；若流动处于层流区，则随着Re增加，λ（）。
正确答案为。
A、减小、减小；B、增加、减小；C、先减小后不变、减小；D、不变、减小。
3、用流量计测量流量。
当流量增加时，流经转子流量计的节流口流通截面积（），流经孔板流量计的节流口流通截面积（）。
正确答案为。
A、增大、不变；B、减小、不变；C、不变、不变；D、不变、增大4、流体在均匀直管内层流流动时，产生阻力的根本原因是（），阻力的大小与流速的（）次方成正比。
正确答案为。
A、流体的黏性，1；B、流体的黏性，2；C、管壁表面粗糙，1；D、管壁表面粗糙，2。
5、水由敞口的高位槽流向压力恒定的设备贮槽，当管道上的阀门开度减小后，水流量将（），管路的总阻力（包括所有局部阻力）将（）。
正确答案为。
A、增大，增大；B、减小，增大；C、减小，不变；D、增大，不变。
6、用离心泵输送液体，其他条件不变，若仅液体的温度升高，则泵的允许安装高度（）；若仅液体的流量增大，则泵的允许安装高度（）。
正确答案为。
A、增大、增大；B、减小、减小；C、减小、增大；D、增大、减小。
7、对采用横穿洗涤法的过滤机,洗涤液和滤液性质相同、滤饼不可压缩，若洗涤时的操作压力是过滤压力的2倍，则洗涤速率是终了时过滤速率的（）；若洗涤压力与过滤压力相同，则洗涤速率是终了时过滤速率的（）。
山东省滨州市蒲城中学高三化学模拟试题含解析
山东省滨州市蒲城中学高三化学模拟试题含解析一、单选题（本大题共15个小题，每小题4分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，共60分。
）1. 把小块金属钠投入到饱和石灰水中不会出现的现象是()。
A．溶液中出现白色浑浊物B．有金属钙被还原出来C．反应过程中钠浮在液面熔成小球D．钠熔成小球在液面上迅速游动参考答案：B略2. 催化加氢可生成3－甲基己烷的是A．B．C．D．参考答案：C3. 下图表示物质通过一步反应的转化关系，下表中能符合题意的选项是选项单质酸性氧化物盐A S SO3Na2SO4B N2NO2NaNO3C Si SiO2Na2SiO3D Na Na2O Na2CO3参考答案：C略4. 2002年9月14日南京汤山发生了一起震惊全国的特大投毒案，犯罪分子在食品中投入了毒鼠剂—毒鼠强，导致多人中毒死亡；已知毒鼠强的结构简式如右图，有关毒鼠强(化学名：四亚甲基二砜四胺)的下列相关说法正确的是（）A．毒鼠强属于无机物B．毒鼠强属于烃C．毒鼠强分子内含SO2分子因而具有毒性D．毒鼠强的分子式为C4H8N4S2O4参考答案：答案：D5. 下列说法不正确的是A．铅蓄电池放电工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O,其充电时阴极反应式为：PbSO4+2e—= Pb+SO42—B．碱性锌锰干电池放电时，负极反应式可以写为：Zn—2e— = Zn2+ C．碱性镍氢电池放电时正极反应式为：H2—2e—+2OH— = 2H2O D．某锂离子电池的总反应式为：，则其充电时阳极反应式为：2Li0.85NiO2 — e—= 2Li0.35NiO2 + Li+参考答案：B略6. 由CO、H2和O2组成的混合气体60ml，在一定条件下恰好完全反应，测得生成物在101KPa、120°C下对空气的相对密度为1.293，则原混合气体中H2所占的体积分数为A． B． C． D．参考答案：A略7. 锂-钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池，电池总反应式为，下列说法正确的是A．放电时，锂离子向负极移动B．放电时，负极上反应的物质是锂，正极上反应的物质是V2O5C．放电时，负极的电极反应为Li–＝Li+D．充电时，V2O5在阴极被还原参考答案：BC略8. 下列物质中，最难电离出氢离子的是A．CH3COOH B．CH3CH2OH C．NaHSO4 D．H2O 参考答案：B9. 已知X、Y中含有相同的元素，Z、W中也含有相同的元素，根据反应X+H2O Y+ H2；Z + H2OW + O2（方程式均未配平），可推断X、Y中及Z、W中相同元素的化合价的高低顺序为A、X＞Y、Z＞WB、X＜Y、Z＜WC、X＞Y、Z＜WD、X＜Y、Z＞W参考答案：D10. N A表示阿伏加德罗常数，下列叙述中正确的是A．通常状态下，NH4+和NH2－各1 mol含有的电子数均为10N AB．标准状况下当氧气与氦气的原子数均为N A时，它们具有相同的体积C．在100 mL 1 mol·L-1乙酸溶液中含乙酸的分子数为0.1 N AD．1 mol 硫化氢在氧气中完全燃烧时，转移的电子数为2N A参考答案：A略11. 用右图装置制取、提纯并收集下表中的四种气体（a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），其中可行的是C略12. 下列离子方程式书写正确的是A．用稀氢氧化钠吸收氯气：2OH－+Cl2=Cl－+ClO－+H2OB．用浓盐酸与MnO2反应制取少量氯气：MnO2+2H++2Cl－Mn2++Cl2↑+H2OC．向碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠：HCO3－+ OH－＝CO2↑+H2OD．用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al(OH)3+OH－=[Al(OH)4]－参考答案：A略13. 右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。
西宁五中高中化学必修二第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试题
一、选择题1．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是A ．两种气体都是有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染B ．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色C ．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸D ．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸 2．设N A 为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是A ．120.0g NaHSO 4与MgSO 4的固体混合物中含有离子总数为2N AB ．1.0L 1.0mol/L 的NaHCO 3水溶液中含有的氧原子数为3N AC ．0.1mol Fe 恰好溶解在100mL 某浓度的硝酸溶液中，该反应转移的电子数为0.3N AD ．反应KClO 3+6HCl=KCl+3Cl 2↑+3H 2O 中，生成3mol 氯气时转移6N A 个电子 3．探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是甲 乙 丙 丁A ．上下移动装置甲中的铜丝体现绿色化学的思想B ．装置乙可用于收集SO 2气体C ．将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色可确定CuSO 4的生成D ．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出42CuSO 5H O4．硅是带来人类文明的重要元素之一，科学家也提出硅是“21世纪的能源”。
这主要是由于硅及其化合物对社会发展所起的巨大促进作用。
下列关于硅及其化合物的说法中错误的是A ．生产陶瓷、玻璃、水泥三大产品都要用到石灰石作原料B ．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”C ．水泥、陶瓷、玻璃是三大重要的硅酸盐产品D ．水晶、石英的主要成分是SiO 2 5．下列物质不需要密封保存的是 A ．氢氧化钠B ．氯化钠C ．浓盐酸D ．浓硫酸6．下列实验操作规范且能达到目的是 选项 目的操作A清洗碘升华实验所用的试管先用酒精洗涤，再用清水洗BCu 与浓硫酸反应后未见溶液变蓝色，为了观察生成了CuSO 4 向反应后的溶液中加入适量蒸馏水 C 检验某溶液中是否有+4NH 取少量溶液于试管中，向其中加入NaOH 溶液，并用红色石蕊试纸检验D制备Fe(OH)3胶体将NaOH 溶液滴加到饱和FeCl 3溶液中A ．AB ．BC ．CD ．D7．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 选项 实验操作现象解释或结论 A过量的Fe 粉中加入少量稀HNO 3充分反应后，滴入KSCN 溶液 溶液呈红色 稀HNO 3将 Fe 氧化为Fe 2+ B 将充满氨气的烧瓶倒置于水中水迅速充满烧瓶 氨气极易溶于水 C 用玻璃棒蘸取浓氨水点在蓝色石蕊试纸上 试纸变红色 浓氨水呈碱性 D取适量浓HNO 3加热有红棕色气体产生HNO 3有强氧化性A ．AB ．BC ．CD ．D8．硫酸盐(含SO 24-、HSO 4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。
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青岛科技大学化工学院化学工程与工艺专业《化工工艺模拟与计算》大作业题目10000 kg/h气体分馏装置工艺模拟与优化研究指导老师钟立梅班级及组别化工实验131班第4组姓名及学号王瑞 1301010603刘新瑶 1301090103卢建兴 1302020402 所选题号 22016年6月 23 日第一章（王瑞）题目1脱乙烷流程简捷设计与校核 (3)题目2脱乙烷流程严格计算 (8)题目3脱乙烷流程优化 (12)题目6脱丙烷流程塔类型设计 (19)第二章（卢建兴）题目4脱丙烷流程 (22)题目9换热器设计及CAD图 (24)题目11能量及换热网优化 (26)第三章（刘新瑶）题目5较优流程的水、热力学分析和N-Q曲线 (29)题目8泵设计选型及CAD图 (31)题目10脱乙烷PFD和PID图 (35)第四章题目7塔设备校核及CAD图（三人共做一人一张图） (37)丙烯是一个重要的化工产品，用于生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等等，而丙烯主要来源于石油裂解。
若从石油裂解获取丙烯，则从石油中分离出高纯度的丙烯是一个重要的化工生产问题。
本次作业通过气体分馏装置的工艺模拟与优化研究来得到纯度达到99.5%的丙烯。
本次研究性实验的气体分馏装置工艺模拟与优化研究主要是对进料量为10000千克/小时的混合气体进行丙烯分离。
通过Aspen plus软件模拟，从石油裂解的众多产物中分离提纯出高纯度的乙烷。
我们组员共同努力，通过不断调节塔底流量、回流比、塔板数等各个参数来模拟流程，并进一步优化了设计，最终得到高纯度的乙烷，而且对整个工艺流程做出公用工程的计算，对耗能大小及操作费用做出了估算，为达到节能从而提高工程效益的目的，本设计还采用了热泵循环的手段对工艺流程进行了节能改进，大大减少了能耗，将提高了效益。
在模拟过程中，由于软件及分析方法存在局限性，分析结果仍可以继续优化。
AbstractPropylene is an important chemical product, used to produce a variety of important organic chemical raw materials, generating synthetic resin, synthetic rubber and a variety of fine chemicals and so on, and the propylene is mainly derived from petroleum cracking. The high purity propylene is an important chemical production problem if it gets the propylene from the petroleum cracking. The operation of the gas fractionation device by the process simulation and optimization of the purity reached 99.5% of the propylene. The research experiment of gas fractionation unit process simulation and optimization of mainly to feed for 10000 kg / hour composition (mole fraction) Plus Aspen software simulation, the separation of high purity ethane from many products of petroleum cracking. Our team joint efforts, by adjusting the tower bottom flux, reflux ratio, plate number and other parameters to simulate the process, and further optimize the design, the final oxide of high purity, and the whole process make public engineering calculation, on energy consumption size and operating expense makes an estimation, to achieve energy saving so as to improve the benefits of engineering. The design also uses the means of the heat pump cycle of the process for the improvement of energy saving, greatly reducing the energy consumption, will improve efficiency. In the process of simulation, the analysis results can be optimized because of the limitations of the software and analysis method.题目原料组成(摩尔分数)：甲烷6%，乙烷3.38%，丙烷7.43%，丙烯41.62%，异丁烷12.40%，正丁烷3.01%，丁烯15.47%，异丁烯6.59%，反二丁烯4.09%进料条件：T=30℃，P=1100kPa第一章（王瑞）题目1 脱乙烷流程简捷设计与校核流程如下流程说明：首先塔一塔顶出混合C2，塔底出混合C3+C4，塔二塔顶出混合，塔底出混合C4，塔三塔顶出丙烯产品，塔底出丙烷产品，最后分离的丙烯含量99.5%（质量分数）达到题目规定要求。
模拟过程说明1.首先完成feed进料编辑2.确定各塔的分离要求塔一的重组分是丙烷，轻组分是乙烷，目的脱出乙烷，设置回流比是最小回流比的1.2倍塔二的重组分是丁烷，轻组分是丙烷，目的是获得丙烷和丙烯，设置回流比是最小回流比的1.2倍塔三重组分为丙烷，轻组分为丙烯，目的获得高纯丙烯，设置回流比是最小回流比的1.2倍3.运行模拟，得要求的产品组成由图可知丙烯质量分数接近100%满足题意要求4.初步设计得到塔板数进料位置，并绘制回流比与塔板数的关系曲线塔一以上是进料和出料，初步分离达到要求，之后得到最小回流比、塔板数、进料位置、热负荷，进行做回流比随塔板数的变化图实际回流比为1.4,理论板数为73，进料板为34，最小回流比为1.17,再沸器热负荷0.7582 Gcal/hr，冷凝器热负荷0.0685 Gcal/hr，再沸器温度104℃下图为回流比随塔板数的增加而变化的情况由图可知当塔板数增大到45块以后，回流比减小趋势不明显。
故而最佳塔板数为45.故而确定了严格计算的各变量初值塔二回流比为0.608,理论板数为39，进料板为17，最小回流比为0.5069，再沸器热负荷0.2223 Gcal/hr，冷凝器热负荷0.6576 Gcal/hr，再沸器温度87℃下图为回流比随塔板数的增加而变化的情况由图可知当塔板数增大到33块以后，回流比减小趋势不明显。
故而最佳塔板数为33. 故而确定了严格计算的各变量初值塔三回流比为10.3,理论板数为195，进料板为113，最小回流比为8.6，再沸器热负荷3.8688 Gcal/hr，冷凝器热负荷3.8449 Gcal/hr，再沸器温度53℃下图为回流比随塔板数的增加而变化的情况由图可知当塔板数增大到115块以后，回流比减小趋势不明显。
故而最佳塔板数为115. 故而确定了严格计算的各变量初值由以上塔的基础数据作为初始值进行第二题的严格计算题目2严格计算经过一系列调整参数，最后在保证分离纯度的条件下，得到以下模拟数据塔一理论板数对回流比的影响由上图可知塔板数大于43以后，回流比随塔板数目的增加而减少，回流比越小操作费用约小，但设备费用越高，故可以找到总费用最小所对应的回流比，但在满足分离的纯度要求下，回流比只能确定为6，此时塔板数为73，进料板为40下图为塔一进料板位置对塔底热负荷的影响进料位置越高，塔釜的热负荷越大，故而在满足分离条件的情况下，尽可能使进料搬位置低一些，最后得到塔一热负荷为0.6414 Gcal/hr塔二理论板数对回流比的影响由上图可知塔板数大于6以后，回流比随塔板数目的增加而减少，回流比越小操作费用约小，但设备费用越高，故可以找到总费用最小所对应的回流比，但在满足分离的纯度要求下，回流比只能确定为3，此时塔板数为38，进料板为17 下图为塔二进料板位置对塔底热负荷的影响进料位置越高，塔釜的热负荷越大，当进料板超过26时，此时热负荷不随进料板增加而变化，故在小于26时，尽可能使进料搬位置低一些，当高于27时便无影响，最后得到塔二热负荷为1.124 Gcal/hr塔三理论板数对回流比的影响由上图可知塔板数大于190以后，回流比随塔板数目的增加而减少，回流比越小操作费用约小，但设备费用越高，故可以找到总费用最小所对应的回流比，但在满足分离的纯度要求下，回流比只能确定为15，此时塔板数为200，进料板为160下图为塔三进料板位置对塔底热负荷的影响进料位置越高，塔釜的热负荷越大，当进料板超过160时，此时热负荷随进料板再增加而跃进，故尽可能使进料搬位置低一些，而且尽最大可能不使其高于160，最后得到塔三热负荷为4.57 Gcal/hr热负荷为4.5698 Gcal/hr题目3脱乙烷优化下图为脱乙烷流程以三个塔热负荷总和最小优化定义Q1为塔一C1的再沸器热负荷而且Q2,Q3同理Q=Q1+Q2+Q3，求Q的最小值最初值为 0.6414 1.124 4.5698 总和为 6.3347 GCL/HR优化值为 0.42118 1.1649 4.7046 总和为 6.2906 GCL/HR由Q值的大小对回流比进行分析，得其最适合的值，同样的，塔板数和进料位置也可以这样确定优化后各塔的操作条件塔一优化后温度随塔板数的变化温度随塔板数增加而升高先快后慢，最后随塔板数变化不大塔一优化后气相组成随塔板数的变化塔一优化后气液相流率随塔板数的变化塔一优化后气液K值随塔板数的变化K值甲烷最高，戊烷最低塔二优化后温度随塔板数的变化温度随塔板数增加先慢后快再慢，塔板数为19时增长最快塔二优化后气相组成随塔板数的变化塔二优化后气液相流率随塔板数的变化塔二优化后气液K值随塔板数的变化塔三优化后温度随塔板数的变化塔三优化后气相组成随塔板数的变化塔三优化后气液相流率随塔板数的变化塔三优化后气液K值随塔板数的变化最优流程的确定流程的比较主要比较塔数量和塔操作和塔的设计由卢建兴同学做的脱丙烷和我做的脱乙烷进行各项指数的比较来确定最优的流程，脱丙烷流程详见第二章由以上两表对比可知，脱丙烷的流程更好更节能，先脱丙烷流程能耗较低题目6各塔的设计与校核如下塔一得到塔径4.6m，液泛因子为0.0424，部分压力降为0.177bar塔二得到塔径4.6m，液泛因子为0.026605塔三得到塔径4.6m，液泛因子为0.1139继续对其他变量进行分析，最后综合后，各塔的塔板类型、塔高、塔径、设计情况如下第二章（卢建兴）题目4 脱丙烷流程脱丙烷流程经简捷设计和严格计算后得，流程说明：首先塔一塔顶出混合C2C3，塔底出混合C4，塔二塔顶出混合C2，塔底出混合C3，塔三塔顶出丙烯产品，塔底出丙烷产品，最后分离的丙烯含量99.5%（质量分数）达到题目规定要求简捷设计塔一回流比随塔板数的变化塔二回流比随塔板数的变化塔三回流比随塔板数的变化严格计算塔一不同理论板数条件下的塔底再沸器热负荷随进料搬位置的变化塔二不同理论板数条件下的塔底再沸器热负荷随进料搬位置的变化塔三不同理论板数条件下的塔底再沸器热负荷随进料搬位置的变化三塔热负荷最小优化题目9 换热器设计及CAD图首先确定冷物流及热物流料的进出料和温度运行得到模拟结果得到压力、热负荷、温度等一系列数据如下图示，是换热器的CAD图形设计题目11换热网络优化利用Aspen Eeergy Analyzer 对先脱乙烷流程进行换热网络优化，结果如下：首先列出换热网的各项物流信息确定各股物流的能量以便对能量进行很好分配，使得能量最大化在输入各项数据后，利用Aspen的exchanger进行换热网的绘制工作，得到到如下的结果。