Aspen Plus培训讲义 2003.5 Branding Company: Hyprotech (well, duh) Frame of Reference: modeling and simulation software and services Market: continuous and batch processing industries Competitive Edge: innovative simulation technology (throughout the lifecycle) General Benefit: enhance profitability and operating performance
主要内容 讲义1 Aspen Plus简介 讲义2 Aspen Plus 界面介绍 讲义3 快速入门 讲义4 Aspen Plus精通 讲义3 快速入门 讲义4 Aspen Plus精通 讲义5 模型分析工具 讲义6 其他高级功能简介 综合练习
Aspen Plus软件的发展史 Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。 该软件经过近20年来不断地改进、扩充和提高,已先后推出了十个版本,成为举世公认的标准大型流程模拟软件。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。 以Aspen Plus严格机理模型为基础,还逐步发展起来了针对不同用途、不同层次的Aspen工程套件(Aspen Engineering Suite,简称AES)产品系列。 Aspen Plus是工程套件的核心,可广泛地应用于新工艺开发、装置设计优化，以及脱瓶颈分析与改造。此稳态模拟工具具有丰富的物性数据库，可以处理非理想、极性高的复杂物系；并独具联立方程法和序贯模块法相结合的解算方法，以及一系列拓展的单元模型库。此外还具有灵敏度分析、自动排序、多种收敛方法，以及报告等功能。
Aspen 工程系列软件 生命周期 按功能分类 计划 /研发 概念设计 工艺设计 详细设计 施工 /开车 操作 / 资产管理 稳态、动态模拟和优化 Hysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebModels 物性数据和模型 COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERM 工艺合成和分析 Concept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/Utilities Pinch/Water/Utilities 经济评价/投资估算/进度管理 Aspen ICARUS 工艺知识和数据管理 Axsys/Aspen Zyqad 热交换器设计 HTFS/Aspen Hetran/Aerotran/Teams Hetran/Aerotran 在线应用 RTO Option/Aspen OnLine 聚合物 Polymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom Modeler 医药/精细化工 BaSYS (BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM 石油精制/管道 Aspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNet
Aspen Plus具有最完备的物性系统 物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为Aspen Plus具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。 一套完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型 (共105种) Aspen Plus数据库包括5000多种纯组分的物性数据及下列数据库 Aspen Plus是唯一获准与DECHEMA数据库接口的软件。该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计二十五万多套数据。用户也可以把自己的物性数据与Aspen Plus系统连接。 高度灵活的数据回归系统（DRS）此系统可使用实验数据求取物性参数，可以回归实际应用中任何类型的数据，计算任何模型参数，包括用户自编的模型。可以使用面积式或点测试方法自动检查汽液平衡数据的热力学一致性。 性质常数估算系统（PCES）能够通过输入分子结构和易测性质（例如沸点）来估算短缺的物性参数 Redlich-Kwong-UNIFAC状态方程可用于非极性、极性和缔合组分体系
Aspen Plus模拟固体系统 Aspen Plus在煤的净化和液化、流化床燃烧、高温冶金和湿法冶金，以及固体废物、聚合物、生物和食品加工业中都得到了应用。 Aspen Plus中固体性质数据有两个来源：一是Solid数据库，它广泛收集了约3314种纯无机和有机物质的热化学数据；二是和CSIRO数据库的接口。第10版已合并成新的SOLIDS数据库，这些数据在模拟冶金、陶瓷矿产业及其它含有固体处理的过程时是必不可少的。还具有一套通用的处理固体的单元操作模型，包括破碎机、旋风分离器、筛分、文杜里洗涤器、静电沉淀器、过滤洗涤机和倾析器。此外，Aspen Plus中所有的单元操作都适合于处理固体，例如闪蒸和加热器模型能计算固体的能量平衡，而反应器模型 RGIBBS可用最小GIBBS自由能来判断在平衡状态下是否有固相存在。
Aspen Plus模拟电解质系统 许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收等。 Aspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型（由本公司的陈超群博士开发)计算物质的活度系数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的电解质系统。这些模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。 电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质的各种离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组分性质；一些特殊的电解质系统和应用于酸性气体交互过程的数据包是由本公司应用部门和用户一起开发的。 模拟电解质过程的功能在整套Aspen Plus都可以应用。用户可以用数据回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen Plus的单元操作模型均可处理电解质系统 。例如，Aspen Plus闪蒸和分馏模型可以处理有化学反应过程的电解质系统。
Aspen Plus具有完整的单元操作模型库 由于Aspen Plus系统采用了先进的PLEX数据结构，对于组分数、进出口物流数、塔的理论板数以及反应数目均无限制，这是Aspen Plus的一项独特优点，非其它过程模拟软件所能比拟。 此外，所有模型都可以处理固体和电解质。单元操作模型库约由50种单元操作模型构成。 用户可将自身的专用单元操作模型以用户模型（USER MODEL）加入到Aspen Plus系统之中，这为用户提供了极大的方便性和灵活性。
Aspen Plus具有完整的单元操作模型—分馏模型 Aspen Plus的多级严格分离模型是基于内外两层结构（双层）、结合最新的联立方程和求解法编制而成。双层法是由AspenTech总裁 J. Boston博士首创的。他自1981年起一直担任本公司总裁。此法必须提供初值，在大范围内应用十分可靠。 RADFRAC模型能严格地模拟多级气液平衡操作，包括吸收、汽提、有再沸器的吸收和汽提、萃取和共沸蒸馏，以及高度非理想体系的分馏过程。RADFRAC能严格计算任一塔板上两个液相的存在，也可以简单地假设第二液相为纯水。MULTIFRAC可以有效地计算互连的多塔分馏系统，如原油蒸馏、减压塔、催化裂化分馏塔、吸收塔、解吸塔 、空气分馏塔以及有热交换的塔系统。 Aspen Plus还有经过工业考验的能处理反应的分离模型，该模型可在塔的任意塔板处或所有塔板上处理速率控制反应、化学平衡反应，以及气、液相反应。反应速率可由置入内部的幂律表示式或由用户提供的反应动力学程序来计算 。Aspen Plus的简捷算法蒸馏模型需要输入的数据较少，也具有设计和核算两种型式。在不需要高度精确计算的情况下可以使用这些模型。
Aspen Plus具有完整的单元操作模型—反应器模型 简单的化学计量模型（RSTOIC）只需要规定化学计量或反应中一个关键组分的转化率即可应用。 在已知反应动力学的情况下，可以用更精确的模型，如连续搅拌釜式反应模型（RCSTR）或活塞流反应模型（RPLUG）。 RBATCH反应模型可处理单相或两相的动态反应，可选用连续进料和出料。 RGIBBS是根据GIBBS自由能极小的基本原理，它能描述单相化学平衡、相平衡，也能同时描述化学平衡和相平衡，可以处理固、液多相系统。RGIBBS能自动决定实际存在的相数。
Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
Aspen Plus具有快速可靠的流程模拟功能 可按流程模拟需要使用在线FORTRAN语句和子程序。 1. 可以使用Aspen Plus的插入模块（Insert）功能，重复使用流程模型的某一部分，例如一个酸性气体净化模型，一组物性输入数据。也可以建立用户自已的Inserts， 并存入用户插入模块库（Library）来应用。 2. 可以利用设计规定（Design Specification）来达到对任何模块计算的参数所规定的目标值。
Aspen Plus具有最先进的计算方法 Aspen Plus具有最先进的流程收敛方法 Aspen Plus具有最先进的数值计算方法，能使循环物流和设计规定迅速而准确地收敛。这些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant)、拟牛顿法、Broyden法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。例如，修正后Secant法可以处理非单调的设计规定。Aspen Plus可以同时收敛多股撕裂（Tear）物流、多个设计规定，甚至收敛有设计规定的撕裂物流。这些特点对解决高度交互影响的问题时特别重要。 Aspen Plus可以进行过程优化计算 应用Aspen Plus的优化功能，可寻求工厂操作条件的最优值，以达到任何目标函数的最大值。对约束条件和可变参数的数目没有限制，可以将任意工程或技术经济变量作为目标函数，如利润和生产率。用户在选取操作参数限制范围时，具有很大的灵活性。 Aspen Plus的一大特点是能将流程模拟和优化同时收敛，这样使得收敛更加迅速而可靠。
Aspen Plus11.1的新功能 集成序贯模块法和联立方程法的求解引擎，不仅提高了计算结果的精确度，而且还可以更加快速地模拟流程，大大节省了模型的运行时间，这对处理大型、复杂或带内部循环的流程尤其重要。
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
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培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
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培训讲义2: Aspen Plus界面介绍
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
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培训讲义3: Aspen Plus快速入门
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培训讲义3: Aspen Plus快速入门 在本页面中,可以选择输入及输出单位,我们用默认值,再按Next钮
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 物性数据已经输入完成,按NEXT钮,请看下一步工作
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 这时你会发现,Global标签变成了对号,说明此页已经输入完成
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 再次单击Next钮,出现该系统的二元交互作用参数,你需要确认也可对其进行修改; 这时你会发现物性原红色标识标签全部变成蓝色对号;按Next钮
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 出现一个对话框,我们按OK,进行下一步输入----物流信息
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 在该窗口中,我们输入进料物流数据
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 在该窗口中,我们输入进料物流1的汽化分率,压力,流量及组成数据,按Next ? 18.5
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 在该窗口中,我们输入模块数据,按Next
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 所有数据全部输入完毕,按Next,按确定,开始运行
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 软件开始运行,并显示迭代信息,……单击查看结果按钮,看计算结果
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 按结果中的Stream,该窗口显示了原料及产品的有关信息,如果希望该表出现在流程图中,按该页面中的Stream Table钮
培训讲义3: Aspen Plus快速入门 完成后的流程图,快速入门学习完毕!
培训讲义4:Aspen Plus精通
培训讲义4.1:Aspen Plus精通—画流程图
培训讲义4.1:A+精通---画流程图
培训讲义4.1:A+精通---画流程图
培训讲义4.1:A+精通---画流程图
培训讲义4.1:A+精通---画流程图 现在脱乙烷塔的流程已经完成
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 模拟计算中的选项
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 Flash Convergence页面选项
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 System选项
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 在Limits页面中:
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 点击Stream Class,设定选项如下
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 Substream选项
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 Report Option选项:
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息
培训讲义4.2: A+精通—输入全局信息 全局设置学习完毕
培训讲义4.3:Aspen Plus精通—输入组分
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据 输入完毕,按Finish钮
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据 电解质的输入方法:先按普通方法输入H2O及H2S,然后按ElecWized钮
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据 单击Next钮 完毕后再次单击Next钮
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据
培训讲义4.3:A+精通---输入组分数据 单击Next钮 组分输入方法学习完毕
培训讲义4.4:Aspen Plus精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法 物性方法选择的具体方法如下:
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法 选择物性方法的途径很简单,具体如下:
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法
培训讲义4.4: A+ 精通---物性方法 物性方法的选择及输入学习完毕
培训讲义4.5: A+精通—输入物流数据
培训讲义4.5: A+精通—输入物流数据
培训讲义4.5: A+精通—输入物流数据
培训讲义4.5: A+精通—输入物流数据
培训讲义4.5: A+精通—输入物流数据
培训讲义4.5: A+精通—输入物流数据
培训讲义4.6: A+精通—输入模块数据
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.1: 输入模块数据—混合器/分流器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.2: 输入模块数据—分离器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器 让我们先看看Heat-H的输入
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器 我们再看看HEAT-C的输入,注意这里只输入了一项闪蒸规定,因为:
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.3: 输入模块数据—换热器
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.4: 输入模块数据—塔
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 化学计量反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 收率反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 我们看看这个收率反应器的输入:
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 平衡反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 这是甲醇反应器的反应条件
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 可以看到输入的反应物及产物的计量系数及平衡温度
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 我们再来看看第三个反映的输入 平衡反应器输入学习完毕
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 Rgibbs反应模型
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 Rgibbs反应模型学习完毕
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 RCSTR反应模型
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 RCSTR反应模块学习完毕
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 活塞流反应器模型
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 现在我们看看反应集R1是如何规定的
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 选择反应-1,按EDIT钮
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 我们看看动力学设置
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器
培训讲义4.6.5: 输入模块数据—反应器 反应器内容全部学习完毕
培训讲义4.6.6: 输入模块数据—压力变送器
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---泵 泵的数据输入
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---泵
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---压缩机 Compr模型可用来模拟多变离心压缩机,多变正位移压缩机,等熵压缩机和等焓透平机
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---压缩机
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---多级压缩机 Mcompr模型用来模拟多级压缩机
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---多级压缩机
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---多级压缩机
培训讲义4.6.6: 输入压力变送器数据---多级压缩机
培训讲义4.6.7: 输入模块数据—物流控制器
培训讲义4.6.8: 输入模块数据—固体
培训讲义4.6.8: 输入模块数据—固体
培训讲义4.7: 流程分段 流程分段功能
培训讲义4.7: 流程分段 流程分段
培训讲义4.7: 流程分段 流程分段具体步骤如下: 1.用鼠标选择C2加氢及分离模块
培训讲义4.7: 流程分段 单击鼠标右键.并在弹出的菜单中选择Chang Section
培训讲义4.7: 流程分段 3.选择Create new section
培训讲义4.7: 流程分段 可以通过快捷键来浏览各流程段
培训讲义4.7: 流程分段 流程分段学习完毕
培训讲义4.8: 设计规定
培训讲义4.8: 设计规定
培训讲义4.8: 设计规定
培训讲义4.8: 设计规定
培训讲义4.8: 设计规定 从菜单中选择---Data—Flowsheeting Option---Design Specs
培训讲义4.8: 设计规定 在设计规定页面,单击New,输入ID号;
培训讲义4.8: 设计规定 在Define页中定义一个采集变量,单击New,创建一个新变量
培训讲义4.8: 设计规定 规定选择见下图,输入完毕,单击Close
培训讲义4.8: 设计规定 第三步,在Spec页面,为采集的变量规定一个目标值和容差 0.0001
培训讲义4.8: 设计规定 第四步,定义操纵变量,具体规定如下:
培训讲义4.8: 设计规定 单击Next钮,运行软件
培训讲义4.8: 设计规定
培训讲义4.8: 设计规定 设计规定学习完毕
培训讲义5: 模型分析工具
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析 1
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析 计算结果
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析
培训讲义5.1: 模型分析工具---灵敏度分析 灵敏度分析学习完毕
培训讲义5.2: 模型分析工具---优化
培训讲义5.2: 模型分析工具---优化
培训讲义5.2: 模型分析工具---优化
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培训讲义5.2: 模型分析工具---优化 优化功能学习完毕
培训讲义5.3: 模型分析工具---数据拟合
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培训讲义5.3: 模型分析工具---数据拟合 数据拟合学习完毕
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究
培训讲义5.4: 模型分析工具---工况研究 工况研究学习完毕
培训讲义6: A+ 其他功能
培训讲义6: A+其他功能---模拟数据关联
培训讲义6: A+其他功能---模拟数据关联
培训讲义6: A+其他功能---模拟数据关联 首先,我们将Excel中的数据复制,然后粘贴到A+中(使用粘贴连接)
培训讲义6: A+其他功能---模拟数据关联 数据关联学习完成
培训讲义6: A+其他功能---模拟数据关联
培训讲义6: A+其他功能---OLE对象嵌入
培训讲义6: A+其他功能--- OLE对象嵌入
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培训讲义6: A+其他功能--- OLE对象嵌入 单击确定钮,该表格就被嵌入
培训讲义6: A+其他功能--- OLE对象嵌入
培训讲义6: A+其他功能--- Active自动接口
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培训讲义6: A+其他功能--- Active自动接口 单击更新钮,显示计算结果 本部分内容学习完毕
综合练习
综合练习-1:甲基环几烷(MCH)回收塔 甲基环几烷(MCH)和甲苯(Toluene)由于沸点非常接近(差? ℃),采用普通的二元蒸馏方法难以分离,我们采用苯酚(Phenol)抽提法来将二者分离,几乎纯净的甲基环几烷从塔顶回收。 回收的MCH纯度取决于苯酚的加入量,我们用A+来模拟该工艺,研究该塔的性能,具体的工艺流程图和操作条件如下:
综合练习—1:甲基环几烷回收塔 提示: 分离模块用RadFrac中的FRACT1 组分的 输入: 物性方法采用UNIFAC (甲苯沸点231.13F,MCH沸点213.68F) 在报告选项中要增加物流的摩尔分率 相关数据: 进料物流 精馏塔 Pressure of Cond 16 psia Pressure of Reb 20.2 psia
综合练习—1:甲基环几烷回收塔 计算过程
综合练习—1:甲基环几烷回收塔 计算结果
综合练习—1:甲基环几烷回收塔 计算结果:塔的温度,压力,流率热量分布
综合练习—1:甲基环几烷回收塔 计算结果:塔盘组成分布
综合练习—1:甲基环几烷回收塔 计算结果:物流情况
综合练习—2:灵敏度分析 模拟计算的一个优势是你可以研究改变操作变量时工艺过程的灵敏度;利用Aspen Plus,你可以输入这些变化,并其造成的影响列表,这就是所谓的灵敏度分析。 本模块我们将用上一模块建立的甲基环几烷(MCH)回收塔模拟CASE进行灵敏度分析的学习。 从菜单中选择Data—Model Analysis Tools—Sensitivity,单击New,下列界面将出现
综合练习—2:灵敏度分析 灵敏度分析将产生一个数据表,第一个列将包括一个用户规定的苯酚流率输入值的变化范围,另外三列为MCH蒸馏产品的纯度,冷凝器负荷,及再沸器热负荷。 在Define页面,定义每个计算变量的名字(产品纯度,冷凝器负荷,再沸器负荷),在Vary页面,规定操作变量(苯酚流率)的变化范围及变化步长,在Tabulate页面,设置数据表的格式。 我们首先定义MCH蒸馏产品纯度变量,在Define页面,单击New,在Create New Variable对话框中,输入XMCH,单击OK,在Variable Definition页面中,定义XMCH为物流3 中MCH的摩尔分率(注 意,每定义一步,更详细 的选项会进一步出现, 具体定义信息如下:
综合练习—2:灵敏度分析 然后定义冷凝器热负荷(名字QCOND)及再沸器热负荷(名字QREB) 在Vary页面,定义苯酚流率(物流1) 从1200~2000lbmol/hr 按照步长100lbmol/hr 变化,在Report labels 区域,输入下列直线 信息: Line1 变量Phenol, Line2 变量Flowrate
综合练习—2:灵敏度分析 下一步,我们规定运行分析时Aspen Plus产生的表格的格式;在Tabulate页面定义如下: 按Table Format钮,输入: 换名,存盘 Exercise-02, 运行(按F5)
综合练习—2:灵敏度分析 显示灵敏度分析结果 从数据浏览菜单树中单击Model Analysis Tool—Sensitivity—S-1—Results,显示如下:
综合练习—2:灵敏度分析 灵敏度分析结果图形化: 创建一个MCH纯度与苯酚流率关系图 单击上表中苯酚流量数据列标签,然后单击菜单Plot—X-Axis Variable;再单击MCH数据列标签,单击菜单Plot—Y-Axis Variable;最后单击菜单Plot-Display Plot; (在该图上,单击鼠标右键,可以对图形编辑)
综合练习—3:进行设计规定 本模块我们在综合练习-1的基础上学习如何使用Aspen Plus来进行设计规定。我们用A+软件来决定确保MCH蒸馏纯度98%所需要的准确的苯酚进料量。 打开练习-1的模拟文件,在菜单中选择Data-Flowsheeting Options-Design Spec,然后单击NEW,单击OK,下图页面将出现:
综合练习—3:设计规定 在Define页面,定义XMCH作为MCH纯度;在Spec页面,输入一个含有数字和被定义变量的数学表达式,同时输入该表达式的目标值及容差;在Vary页面,规定一个作为调节变量的输入变量和调节范围,以便A+进行探索以满足在Spec中规定的目标值。 在上页的Define页面中,单击NEW, 输入XMCH,单击OK,输入右图信息: 接着,设置如下设计规定:塔顶回收的MCH纯度必须为98%,容差0.01。在Spec页面中,输入左图信息: 在Vary页面,输入右图信息
综合练习—3:设计规定 设计规定已经完成,现在我们可以运行设计规定计算 从菜单中选择运行,或按F5,计算过程如下
综合练习—3:设计规定 检查计算结果 从数据浏览菜单树中,单击Results Summary—Convergence,我们可看到 该结果说明计算收敛成功,苯酚的流率应该为1516; 物流计算结果如下,换名(Exercise-03)存盘,退出
综合练习—4:创建工艺流程图 A+有两种显示流程图的模式: 模拟模式及PFD模式 在这两种模式中,你均可以定制你的流程图: 1)增加文本和图示;2)显示物流及模块的整体数据; 3)显示物流结果表; 4)增加OLE对象 在PFD模式,你可以修改流程图使其与实际装置相适应;本例中我们模拟的装置有两个单元模块而实际上我们只用了一个模块,我们将在PFD模式对其进行修改,这些修改只是为了显示但不会对模拟模型产生影响 本练习我们将用PFD模式从MCH模拟的工艺流程产生一个装置流程图 打开练习-1的模拟文件 切换到PFD模式 模拟模式是A+默认模式,该模式可用来进行工艺模拟或进行计算。PFD模式用来创建一个工艺过程的图示报告,用PFD模式你可以:增加一个设备图标及不需要包含在模拟中的物流;显示物流数据; 显示结果表; 模拟模式和PFD模式的转换开关是:1)选择VIEW—PFD Mode; 2)按F12;在PFD模式,窗口状态条将显示PFD Mode,同时工艺流程图将显示一个深颜色的边框
综合练习—4:创建工艺流程图 当你选择PFD模式,A+将创建一个新的与原始流程图相同的图形,新的图形是独立的,在这两个图形中进行的物流及模块的改变均是相互独立的;如果你改变了原始的工艺流程图并希望新的PFD图能够反映这些变化,选择View—Reset PFD,老的PFD将被删除,与你修订过的模拟的工艺流程图相匹配的PFD将取而代之。 在工艺简图中增加一个泵 在MCH模拟中,我们没有模拟进料泵,而简化为规定了进料物流的压力。然而你可能希望在流程图上包括进料泵。为了放置进料泵,我们需要将物流-1分成两个物流,一个为泵的进料,另一个为泵的出口并进入塔 进入PFD模式,从Pressure Changers模块中选择泵,将泵放在物流-1中间,选择物流-1然后单击右键,从快捷 菜单中选择Reconnect Destination, 然后将物流-1作为泵的进料,单击 鼠标左键;你还需要增加一个物流 将泵的出口与塔的入口相连(注意, 在任何时候你均可按ESC键放弃连接)
综合练习—4:创建工艺流程图 显示物流数据 进入菜单VIEW,确保Global Data 被标记,选择Tools—Options—Results View,选择温度和压力,单击OK; A+计算的每个物流的温度和压力将予以显示;并在角落显示了图例.如果你没有看到图例,选择View—Zoom—Zoom Full 或者按Ctrl-End 增加物流表 PFD风格的图形通常包括物流结果表,方法如下: 确保View—Annotation被选中,选择Data—Results Summary—Stream,单击Stream Table,进入Process Flowsheet,在流程图中将看到物流表(如下图)
综合练习—4:创建工艺流程图 你可以放大流程图中的变量表,方法如下: 在空白处按鼠标左键拖动鼠标形成一个区域,在你认为适当的地方松开鼠标左键,然后按鼠标右键,在快捷 菜单中选择Zoom in,则被选中的区域被放大
综合练习—4:创建工艺流程图 增加文字 用Draw工具条增加文字:选择View-Toolbar,在对话窗中选择Draw,按OK; Draw工具条将出现,单击在工具条上的A,输入需要的文字,可改变字体的大小,字体,位置等。 打印工艺流程图 选择File—Print Preview,模块和物流的ID号及图形中的全部数据将被打印;单击Zoom In 或Zoom Out, 单击Print
综合练习—5:估计非库组分的物性 本练习我们学习用Aspen Plus来估计A+数据库中没有的组分的物性,你将用已知的Thiazole(噻唑)的分子结构及已知的物性来估计它缺少的物性。 Thiazole物性数据 本练习我们将处理包含Thiazole,水及其他组分的工艺流程。 Thiazile不是Aspen Plus的数据库组分,已知如下信息:分子结构: 分子量85,正常沸点116.8℃,蒸汽压关系如下: 我们需要的物性如下: TC:临界温度, PC:临界压力, CPIG:理想气体热容 系数, DHFORM:生成热, DGFORM:Gibbs自由能, DHVLWT:Watson汽 化热系数, VC:临界体积, ZC:临界压缩因子 启动Aspen Plus,选择Template,单击OK,选择General with English Units, 在Run Type中选择Property Estimation,单击OK.
综合练习—5:估计非库组分的物性 数据浏览菜单将出现,首先输入模拟的标题,然后定义一个新的组分(组分名字为Thiazole),让Aspen Plus来估计所有缺少的组分,然后输入Thiazole的分子结构和所有已知的物性,最后运行软件进行估计。 输入标题 在数据浏览菜单树中扩展Setup文件 夹然后单击Specification,在Title区输入 Property Estimation for Thiazole 输入组分信息 在数据浏览菜单树中扩展Components文件 夹然后单击Specification,在组分ID列第一行 输入Thiazole;下一步让A+估计未知物性。
综合练习—5:估计非库组分的物性 规定需要估计的物性 扩展Properties文件夹及Estimation,单击 Input,接受缺省的估计选项Estimate all missing Parameters,本表格中的其他页面 用来选择估计每种物性的计算方法,本练习 我们采用默认值,按NEXT钮,选择输入Thiazole的分子结构。 输入分子结构 你可以用基于单原子 及连接键的普通方法定义 分子结构;也可以用关能团 的方法估计。 在General页面,规定 Thiazole每个非氢原子和 每个连接键,A+可以处理 氢键
综合练习—5:估计非库组分的物性 Thiazole结构简图和非氢原子如下:每个原子将被列出 两次,一次作为连接(Atom1)另一次作为被连接(Atom2) 输入Atom1及Atom2及Bond Type 右图信息: 输入物性数据 估计物性对于A+来讲,只输入 分子结构信息已经足够了,然而,输入 所有可用数据可以提高估计的精度 扩展数据浏览菜单中Properties--- Parameters—Pure Component,单击 NEW,在对话框中选择Scalar,输入新 名字TBMW,单击OK,下列页面将出现, 在Component区域,选择Thiazone,其他 区域设置见图
综合练习—5:估计非库组分的物性 我们输入Antoine蒸汽压关系 再次打开Properties---Parameters —Pure Component,单击NEW,在对 话框中选择T-Dependent correlation, 选择Liquid vapor pressure-PLXANT-1 单击OK, 给定的蒸汽压方程如下: 输入的信息如下:组分选Thiazole 温度单位选C,性质单位选mmHg,其 它系数见右图(在Parameter的PLXANT附 近按?钮你可以获得输入参数的帮助
综合练习—5:估计非库组分的物性 运行物性常数估计(PCES) 选择View—Control Panel或按F7;然后选择RUN或F5开始运行计算 检查物性常数估算结果 在Results Summary—Run Status,你可以看到:计算已经完成但有警告。 在数据浏览菜单Properties—Estimation—Rssults,可看到 Thiazole的估计的物性,包括物性名称,缩写,估计值,单位,估计的计算方法
综合练习—5:估计非库组分的物性 创建和使用物性备份文件 可以将该物性估算文件存为备份文件,以便今后使用Thiazole物性时使用,方法如下:在File---Save As---在文件类型中选择Backup File,文件名为Thiazole.bkp 下面我们试试使用备份文件 打开给定的文件Flash.apw,单击File—Import,选择Thiazole.bkp,单击OK;流程图不见了,因为Thiazole备份文件是一个物性估计值 按F8打开数据浏览器,打开Setup,单击Specifications,将运行类型改为Flowsheet,现在流程图及物流及模块输入重新恢复功能。 单击数据浏览菜单中物性估计Input,选择Do not estimate any parameters,因为Thiazole参数已经估算完毕。 输入物流-1的进料流率,然后按F5运行计算 本练习学习完毕
综合练习—6:分析物性 在开始一个模拟研究之前,掌握工艺物流的物性及相平衡性能是非常重要的,确保物性方法的可靠及使用的数据的准确性同样重要。 本练习,我们将使用A+交互式物性分析工具获得丙酮及三氯甲烷系统的二元T—xy图,(使用NRTL活度系数模型数据库中的二元交互作用参数),将计算结果与文献数据进行对比。 启动Aspen Plus,选择Template,单击OK,选择General with English Units, 在Run Type中选择Property Analysis,单击OK. 输入组分和物性 按NEXT钮,输入数据单位选Metcbar(温度℃,压力Bar),按NEXT钮,组分输入ACETONE(丙酮)及CHCL3(三氯甲烷),按NEXT钮,物性方法选NRTL,按NEXT,缺省的A+数据库中二元交互参数将出现,这些参数是从文献中获得的,数据回归温度15℃~64.47℃;将鼠标指针放在交互参数数值处,按F1可获得帮助 按NEXT钮,按OK.
综合练习—6:分析物性 产生T-xy图 在输入规定完成之前,你可以使用A+的物性分析工具 在本练习中,研究丙酮-三氯甲烷二元物系的汽液平衡性能。所以你可以完成二元分析:文献中有关的数据如下:丙酮沸点56℃;三氯甲烷61℃,丙酮-三氯甲烷共沸物沸点64.5℃ 从菜单中选择Tools-Analysis-Property-Binary,在出现的对话框中选择分析的类型Txy。Txy和Pxy分析是用来研究汽液系统恒沸物的非理想性能,如果系统形成两个液相,那末可以使用混合物的Gibbs自由能分析。 按GO, 软件开始进行计算,完成后计算结果数据表出现,同时Txy图将自动出现
综合练习—6:分析物性 在图形适当位置按鼠标左键,将显示相应的数据(丙酮的摩尔分率及温度)例如丙酮摩尔分率0.34时,相应的温度为64.2℃。这个共沸物的温度与文献结果(64.5)很接近(误差5%以内),说明A+的计算结果是可靠的。 选择Binary Analysis Result,该数据表显示了A+计算的活度系数及K值以及温度和组成,可以用Plot Wizard生成其他图形。
综合练习—6:分析物性 按Plot Wizard钮,然后按Next钮,则出现左图,选择Gamma(液体活度系数)图形,绘制活度系数与丙酮摩尔分率的关系图。按Next钮,组分选择ACETONE(丙酮),单击Finish,接收缺省设置产生图形(见右图) 关闭Binary Analysis对话框,存盘,退出 本练习学习完毕
培训完毕,再见!