Aspen中文培訓(xùn)資料(北京化工大學(xué))

1、1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 1 Introduction to Aspen Plus Aspen Technology, Inc.Based on Aspen Plus 10May 19981997 AspenTech. All rights reserved.PotentialReach YourTrueIntroduction to Aspen Plus1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 2 Introduction

2、 to Aspen Plus聯(lián)系信息電話 :02-761-5800傳真 :02-761-5803電子郵箱 : 通訊地址 : Room 702 Sinsong Building25-4 Yoido-dong,Youngdeungpo-ku, Seoul1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 3 Introduction to Aspen Plus課程安排-第一天1. 介紹 - 一般模擬概念2.用戶界面 - 圖形化的流程定義3.基本輸入 - 圖形化的用戶界面入門4.單元操作模型 - 可用的單元操作概述5.RadFrac

3、 - 多級分離模型6.反應(yīng)器模型 - 可用的反應(yīng)器類型概述7.環(huán)己烷生產(chǎn)課程練習(xí)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 4 Introduction to Aspen Plus課程安排-第二天8.物理性質(zhì)- 熱力學(xué)模型, 基礎(chǔ)性質(zhì)分析和報(bào)告的概述 9.存取變量- 引用流程變量10. 靈敏度分析 - 工藝變量之間關(guān)系研究11. 設(shè)計(jì)規(guī)定- 滿足工藝目標(biāo)12. Fortran 塊 - 內(nèi)嵌 Fortran的使用13. Windows 的交互操作性能 - 傳遞數(shù)據(jù)給其它的Windows程序及從其它Windows程序 中傳

4、遞數(shù)據(jù)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 5 Introduction to Aspen Plus課程安排-第三天14. Heater and HeatX - 加熱器和熱交換器15. 壓力改變模塊 - 泵,壓縮機(jī),管線和閥 16. 流程收斂 - 收斂模塊,撕裂流和流程順序 17. 整個(gè)裝置模型課程練習(xí) - 模擬一個(gè)甲醇裝置1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 6 Introduction to Aspen Plus其它的課題18.

5、 維護(hù) Aspen Plus 模擬 - 管理Aspen Plus 文件便于存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù) 19. 定制你的工藝流程外觀 - 建立工藝流程圖19. 物性參數(shù)估計(jì) -性質(zhì)估計(jì)概述 20. 電解質(zhì)- 電解質(zhì)的使用介紹 21. 固體處理 - 固體功能概述22. 優(yōu)化 - 優(yōu)化一個(gè)流程1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 7 Introduction to Aspen Plus其它課題(續(xù))23. RadFrac 收斂 - 困難塔的收斂技巧 24. 外部 Fortran - 使用外部子程序定制工藝流程25. 多變量控制器課

6、程練習(xí)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 8 Introduction to Aspen Plus附件A.焓參考和反應(yīng)熱B.課程練習(xí)指導(dǎo)C.課程練習(xí)結(jié)果PotentialReach YourTrue1997 AspenTech. All rights reserved.9Introduction to Aspen Plus 介紹介紹目的目的:介紹一般的流程模擬概念和Aspen Plus 功能 1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide

7、10 Introduction to Aspen Plus介紹什么是流程模擬?使用計(jì)算機(jī)程序定量模擬一個(gè)化學(xué)過程的特性方程使用基本物性關(guān)系-質(zhì)量和能量平衡-Equilibrium 關(guān)系-速率系數(shù) (反應(yīng)和質(zhì)量/熱量傳遞)預(yù)測-物流流率, 組成和性質(zhì)-操作條件-設(shè)備尺寸1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 11 Introduction to Aspen Plus模擬的優(yōu)越性減少裝置設(shè)計(jì)時(shí)間-允許設(shè)計(jì)者快速地測試各種裝置的配置方案 幫助改進(jìn)當(dāng)前工藝-回答 “如果那會(huì)怎樣” 問題-在給定的限制內(nèi)優(yōu)化工藝條件-輔助確定

8、一個(gè)工藝的約束部位 (消除瓶頸)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 12 Introduction to Aspen Plus一般模擬問題物流PRODUCT 的 組成是什么? To solve this problem, we need:- Material balances- Energy balances REACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16

9、Slide 13 Introduction to Aspen Plus流程模擬的途徑序貫?zāi)M-Aspen Plus 是一個(gè)序貫?zāi)K模擬程序。-每個(gè)單元模塊按一定的順序求解。聯(lián)立方程-Aspen Custom Modeler (以前是 SPEEDUP) 是一個(gè)聯(lián)立方程模擬程序。-所有的方程均同時(shí)求解。組合方法-Aspen Dynamics (以前是 DynaPLUS) 使用 Aspen Plus 序貫?zāi)K方法去初始化穩(wěn)態(tài)模擬并使用 Aspen Custom Modeler (以前是 SPEEDUP) 聯(lián)立方程法求解動(dòng)態(tài)模擬。1997 AspenTech. All rights reserved.

10、2022-3-162022-3-16Slide 14 Introduction to Aspen Plus好的流程模擬實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)建立大流程時(shí)，一次建幾個(gè)模塊。-如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，這有助于找出問題確保流程輸入是合理的。檢查結(jié)果是一致的、實(shí)際的。 1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 15 Introduction to Aspen PlusAspen Plus 的重要功能嚴(yán)格的電解質(zhì)模擬固體處理石油處理數(shù)據(jù)回歸數(shù)據(jù)擬合優(yōu)化用戶子程序PotentialReach YourTrue1997 AspenTech. All r

11、ights reserved.16Introduction to Aspen Plus用戶界面目的目的:用戶舒適，并熟悉Aspen Plus 圖形用戶界面。Aspen Plus 參考參考: 用戶指南, 第 1章, 用戶界面 用戶指南,第 2章, 建立一個(gè)模擬模型 用戶指南, 第 4章, 定義工藝流程1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 17 Introduction to Aspen Plus用戶界面參考: Aspen Plus 用戶指南, 第1章, 用戶界面Run IDTool BarTitle BarMenu

12、 BarSelect ModebuttonModel LibraryModel MenuTabsProcessFlowsheetWindowNext ButtonStatus Area1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 18 Introduction to Aspen Plus用戶界面（續(xù)）使用鼠標(biāo)-左按鈕單擊 選擇對象/域-單擊右按鈕 為選擇的對象/域或入口/出口彈出菜單-雙擊左按鈕打開數(shù)據(jù)瀏覽器對象的頁面 參考: Aspen Plus 用戶指南, 第 1章, 用戶界面1997 AspenTech. All

13、rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 19 Introduction to Aspen Plus圖形化流程操作在流程中放置一個(gè)單元模塊:1. 在模型庫中單擊一個(gè)模型類別標(biāo)簽2. 選擇一個(gè)單元操作模型,單擊下箭頭選擇一個(gè)模型圖標(biāo)3. 在模塊上單擊并拖拉它到你期望放置的流程位置上,然后釋放鼠標(biāo)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 20 Introduction to Aspen Plus圖形化流程操作(續(xù))在流程中放置一個(gè)物流:1. 在模型庫中的 STREAMS 圖標(biāo)上單擊2

14、. 如果你想選擇一個(gè)不同的物流類型 (物料,熱或功), 單擊靠近圖標(biāo)的下箭頭,然后選擇不同的類型 3. 選擇一個(gè)高亮顯示的出口做連接4. 重復(fù)第 3 步連接物流的另一端5. 若把一個(gè)物流的末端作為工藝物流的進(jìn)料,或者作為產(chǎn)品來放置,則單擊工藝流程窗口的空白部分6. 單擊鼠標(biāo)右按鈕停止建立物流1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 21 Introduction to Aspen Plus圖形化流程操作(續(xù))若要在數(shù)據(jù)瀏覽器中顯示一個(gè)物流或單元模塊顯示的輸入表:1. 在該對象上雙擊鼠標(biāo)左鍵若對單元模塊和物流改名,刪除

15、,改變圖標(biāo),提供輸入數(shù)據(jù)或?yàn)g覽結(jié)果:1. 通過在模塊或物流上單擊鼠標(biāo)左鍵,選擇對象2. 當(dāng)鼠標(biāo)指針在所選擇的對象圖標(biāo)之上時(shí),單擊鼠標(biāo)右鍵,彈出該對象的菜單3. 選擇相應(yīng)的菜單項(xiàng)目參考: Aspen Plus 用戶指南,第 4章, 定義流程1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 22 Introduction to Aspen Plus異丙基苯流程定義RStoicModelHeaterModelFlash2ModelFilename: CUMENE.BKPREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLC

16、OOL-OUTSEPPRODUCT1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 23 Introduction to Aspen Plus 苯流程定義課程練習(xí)目的目的: 建立一個(gè)圖形化的流程建立一個(gè)圖形化的流程-選擇相應(yīng)的單元模塊圖標(biāo)-更改模塊和物流的名稱完成后用備份格式保存完成后用備份格式保存 (Run-ID.BKP).文件名文件名: BENZENE.BKPFL1HeaterModelFlash2ModelFlash2ModelCOOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ2PotentialReach

17、YourTrue1997 AspenTech. All rights reserved.24Introduction to Aspen Plus 基本輸入基本輸入目的目的:介紹Aspen Plus 模擬運(yùn)行所要求的基本輸入 Aspen Plus 參考:用戶指南, 第3章，使用幫助用戶指南, 第5章，計(jì)算的全局信息用戶指南, 第6章，定義組分用戶指南, 第7章，物性方法用戶指南, 第9章，定義物流用戶指南, 第10章，單元模型用戶指南, 第11章，運(yùn)行你的模擬1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 25 Introd

18、uction to Aspen Plus用戶界面下拉式菜單-用于定義程序選項(xiàng)和命令工具欄-允許直接訪問一些常用功能-能夠被移動(dòng)、隱藏或展現(xiàn)數(shù)據(jù)瀏覽器-用于操縱表頁-能夠被移動(dòng)、重設(shè)大小、最大化、最小化或關(guān)閉表頁-用于輸入數(shù)據(jù)和瀏覽模擬結(jié)果-可以由多個(gè)頁面構(gòu)成1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 26 Introduction to Aspen Plus用戶界面（續(xù)）對象管理器-允許操縱離散對象的信息-能夠建立、編輯、改名、刪除、隱含和展現(xiàn)對象（在10.1版中允許拷貝和粘貼)Next-用于檢查當(dāng)前表格是否是完成，并

19、且跳到下一個(gè)必需的輸入表頁1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 27 Introduction to Aspen Plus數(shù)據(jù)瀏覽器菜單樹前一個(gè)表下一個(gè)表狀態(tài)域父按鈕Units向后向前注釋Next說明域狀態(tài)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 28 Introduction to Aspen Plus幫助幫助專題-內(nèi)容- 適用于瀏覽整個(gè)文檔。 用戶指南和參考手冊均包含在幫助中。在用戶指南中的所有信息在Using Aspen Plus

20、 手冊下均可以找到。-索引 -使用索引項(xiàng)來尋找關(guān)于某個(gè)專題的幫助-尋找 -用于查找關(guān)于含有任何字或詞的專題的幫助“這是什么?” 幫助-從幫助菜單中選擇 “Whats This?”然后在任何區(qū)域上單擊得到這一項(xiàng)目的幫助1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 29 Introduction to Aspen Plus表頁的功能當(dāng)你選擇了表頁上的一個(gè)域(在域中單擊鼠標(biāo)左鍵),窗口底部的提示區(qū)域給你有關(guān)該域的信息 在域中的下箭頭上單擊，產(chǎn)生該域可能輸入值的列表輸入一個(gè)字母將在列表上產(chǎn)生以該字母開始的下一個(gè)選擇Tab 鍵將帶

21、你到表頁的下一個(gè)域1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 30 Introduction to Aspen Plus基本輸入對于運(yùn)行模擬最小要求的輸入是 (除圖形流程外) ：-Setup（設(shè)置）-Components（組分）-Properties（性質(zhì)）-Streams（物流）-Blocks（模塊）這些輸入在Data Browser 中均可以找到用數(shù)據(jù)菜單或工具欄上的數(shù)據(jù)瀏覽器按鈕能夠快速找到這些輸入的文件夾1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16

22、Slide 31 Introduction to Aspen Plus狀態(tài)指示器符符號號狀狀態(tài)態(tài)表輸入未完成表輸入完成表中沒有輸入。是可選項(xiàng)。對于該表有計(jì)算結(jié)果。對于該表有計(jì)算結(jié)果，但有計(jì)算錯(cuò)誤。對于該表有計(jì)算結(jié)果，但有計(jì)算警告。對于該表有計(jì)算結(jié)果，但自從生成結(jié)果后輸入已經(jīng)改變。1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 32 Introduction to Aspen Plus設(shè)置大多數(shù)常用的設(shè)置信息是在Setup Specifications Global 表中輸入:在報(bào)告上使用的流程標(biāo)題運(yùn)行類型 輸入和輸出單位有

23、效的相態(tài) (例如:汽-液或汽-液-液)環(huán)境壓力物流報(bào)告選項(xiàng)包含在 Setup Report Options Stream 表頁上.1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 33 Introduction to Aspen Plus設(shè)置規(guī)定表格1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 34 Introduction to Aspen Plus設(shè)置運(yùn)行類型1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-16

24、2022-3-16Slide 35 Introduction to Aspen Plus設(shè)置單位在Aspen Plus的單位可以按 3 個(gè)不同的級別定義:1.全局級 (在Setup Specifications Global 頁面上的“輸入數(shù)據(jù)”和“輸出數(shù)據(jù)”域 )2.對象級 (在一個(gè)對象,諸如單元模塊和物流的任意輸入表頁頂部的“Units” 域3.域級使用Setup Units Sets對象管理器,用戶可以建立自己的單位集。單位可以從一個(gè)現(xiàn)存單位集拷貝,然后修改。1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 36 In

25、troduction to Aspen Plus組分使用 Components Specifications 表頁來定義模擬所需的所有組分如果可用的話,每個(gè)組分的物性參數(shù)是從數(shù)據(jù)庫中檢索的純組分?jǐn)?shù)據(jù)庫包含諸如分子量、臨界性質(zhì)等參數(shù)。數(shù)據(jù)庫查找的順序是在數(shù)據(jù)庫頁面中定義?？梢允褂?Find按鈕，根據(jù)組分名、分子式、組分類別、分子量、沸點(diǎn)、或CAS號查找組分?？梢允褂肊lectrolyte Wizard 設(shè)置一個(gè)電解質(zhì)模擬。1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 37 Introduction to Aspen Plu

26、s組分定義表格1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 38 Introduction to Aspen Plus輸入組分組分 ID 是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分每個(gè)組分 標(biāo)識通過下列途徑與數(shù)據(jù)庫與一個(gè)數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)：-分子式: 組分的化學(xué)式 例如： C6H6(注意當(dāng)有異構(gòu)體時(shí)要加后綴，例如 C2H6O-2)-組分名: 組分的全名 例如： BENZENE通過使用Find按鈕，可以找出數(shù)據(jù)庫組分-使用組分名、分子式、組分類別、分子量、沸點(diǎn)或CAS 數(shù)-所有包含指定項(xiàng)目的組分都將被列出1997 AspenTech. A

27、ll rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 39 Introduction to Aspen PlusFind1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 40 Introduction to Aspen Plus組分?jǐn)?shù)據(jù)庫第一個(gè)所選數(shù)據(jù)庫缺少的參數(shù)可以查找以后所選的數(shù)據(jù)庫。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫內(nèi)內(nèi)容容用用于于PURE10來自 Design Institute for Physical PropertyData (DIPPR) 和 AspenTech 的數(shù)據(jù)ASPEN PLUS 主要組分

28、數(shù)據(jù)庫AQUEOUS水溶液中離子和分子的純組分參數(shù)模擬含有電解質(zhì)的系統(tǒng)SOLIDS強(qiáng)電解質(zhì)、鹽和其它固體的純組分參數(shù)模擬電解質(zhì)和固體的系統(tǒng)INORGANIC在氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)下無機(jī)組分的熱化學(xué)性質(zhì)用于固體、電解質(zhì)和冶金應(yīng)用PURE93來自 Design Institute for Physical PropertyData (DIPPR) 并由 AspenTech 隨 ASPENPLUS 9.3 交貨的數(shù)據(jù)庫向上兼容PURE856來自 Design Institute for Physical PropertyData (DIPPR) 并由 AspenTech 隨 ASPENPLUS 8.5-

29、6 交貨的數(shù)據(jù)庫向上兼容ASPENPCD隨 ASPEN PLUS 8.5-6 交貨的數(shù)據(jù)庫向上兼容1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 41 Introduction to Aspen Plus性質(zhì)使用 Properties Specifications 表頁定義在模擬中所使用的物性方法。性質(zhì)方法是一個(gè)模型和方法的集合，用于描述純組分和混合物的行為。選擇正確的物性對于獲得合理模擬結(jié)果是至關(guān)重要的。選擇一個(gè)Process Type 將 縮小可用方法的個(gè)數(shù)。1997 AspenTech. All rights res

30、erved.2022-3-162022-3-16Slide 42 Introduction to Aspen Plus性質(zhì)規(guī)定表1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 43 Introduction to Aspen Plus物流使用Stream Input 表頁定義進(jìn)料物流條件和組分。定義物流條件輸入下列幾項(xiàng):-溫度-壓力-汽化率定義物流組分輸入下列兩項(xiàng)之一:-總物流流量和組分分率-單個(gè)組分的流率對于不是流程進(jìn)料的物流。其規(guī)定被用作估值。1997 AspenTech. All rights reserved.20

31、22-3-162022-3-16Slide 44 Introduction to Aspen Plus物流輸入表1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 45 Introduction to Aspen Plus模塊Block Input 表頁或Block Setup表頁都指定了單元操作模型的操作條件和設(shè)備規(guī)定.一些單元操作模型要求附加規(guī)定表頁所有單元操作模型都有可選的信息表頁(例如, BlockOptions表頁) 1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-

32、3-16Slide 46 Introduction to Aspen Plus模塊表模塊表1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 47 Introduction to Aspen Plus啟動(dòng)運(yùn)行從 View 菜單中選擇Control Panel 或按 Next 按鈕.-當(dāng)所要求的表頁全部填完時(shí)執(zhí)行模擬過程.-按鈕Next 將使你進(jìn)入沒有填完的表頁中.1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 48 Introduction to Aspe

33、n Plus控制面板 控制面板含有:-一個(gè)信息窗口,通過顯示來自計(jì)算的最新信息而顯示模擬的進(jìn)展過程-一個(gè)狀態(tài)區(qū)域,顯示所執(zhí)行的模擬模塊和收斂回路的層次和順序-一個(gè)工具欄,能夠用來控制模擬Run開始或繼續(xù)計(jì)算Step單步計(jì)算流程中的模塊Stop暫停模擬計(jì)算Reinitialize清除模擬結(jié)果Results查看模擬結(jié)果1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 49 Introduction to Aspen Plus結(jié)果查看歷史文件或控制面板信息-包括任何生成的錯(cuò)誤信息和警告-在View 菜單下選擇 History 或

34、Control Panel ,顯示歷史文件和控制面板物流結(jié)果-包括物流條件和組成對于所有物流 (/Data/Results Summary/Streams)對于單個(gè)物流(在Data Browser中打開物流文件夾選擇Results 表)模塊結(jié)果-包括計(jì)算出的模塊操作條件 (在Data Browser中打開模塊文件夾并選擇Results 表)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 50 Introduction to Aspen Plus異丙基苯生產(chǎn)條件Q = 0 Btu/hrPdrop = 0 psiC6H6 +

35、C3H6 = C9H12 苯苯 丙烯丙烯 異丙基苯異丙基苯 丙烯轉(zhuǎn)化率為丙烯轉(zhuǎn)化率為90%T = 130 FPdrop = 0.1 psiP = 1 atmQ = 0 Btu/hr苯苯: 40 lbmol/hr丙烯丙烯: 40 lbmol/hrT = 220 FP = 36 psi使用使用 RK-SOAVE 物性方法物性方法文件名文件名: CUMENE.BKPREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 51 Introduc

36、tion to Aspen Plus練習(xí)：苯流程操作條件目的目的:添加流程的工藝條件和進(jìn)料物流條件添加流程的工藝條件和進(jìn)料物流條件.-由苯流程練習(xí)中創(chuàng)建的流程開始(另存為 BENZENE.BKP),按下頁所示添加工藝條件和進(jìn)料物流條件. 問題:1. 模塊 “COOL” 的熱負(fù)荷是多少? _2. 第二閃蒸模塊“FL2” 的溫度是多少? _注意:該練習(xí)的所有答案都在附錄C中課程筆記的后面1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 52 Introduction to Aspen Plus練習(xí)：苯流程操作條件FeedT =

37、1000 FP = 550 psi氫氣氫氣: 405 lbmol/hr甲烷甲烷: 95 lbmol/hr苯苯 : 95 lbmol/hr甲苯甲苯: 5 lbmol/hrT = 200 FPdrop = 0T = 100 FP = 500 psiP = 1 atmQ = 0使用使用 PENG-ROB 物性方法物性方法完成時(shí)另存為完成時(shí)另存為:文件名文件名: BENZENE.BKPFL1COOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ2PotentialReach YourTrue1997 AspenTech. All rights reserved.53Introduction to

38、 Aspen Plus單元操作模型目的目的:熟悉單元操作模型的主要類型Aspen Plus 參考資料: 用戶指導(dǎo),第十章,單元操作模型 參考手冊,第一卷,單元操作模型1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 54 Introduction to Aspen Plus單元操作模型類型混合器/分流器分離器換熱器塔反應(yīng)器壓力變換器操作器固體用戶模型參考:在線幫助和文檔中，對具體模型的使用予以很好的介紹。 Aspen Plus 參考手冊,第1卷,單元操作模型1997 AspenTech. All rights reserve

39、d.2022-3-162022-3-16Slide 55 Introduction to Aspen Plus混合器/分流器模型模型說明說明目的目的用途用途Mixer物流混合器把多股物流混合成一股物流混合三通，物流混合操作，添加熱流股，添加功流股FSplit物流分流器把物流分成多個(gè)流股物流分流器，排氣閥SSplit子物流分流器把子物流分成多個(gè)流股固體物流分流器，排氣閥1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 56 Introduction to Aspen Plus分離器模型說明說明目的目的用法用法Flash2兩股出

40、料閃蒸確定熱和相態(tài)條件閃蒸器, 蒸發(fā)器, 分離罐, 單級分離罐Flash3三股出料閃蒸確定熱和相態(tài)條件傾析器, 帶有兩個(gè)液相的單級分離罐D(zhuǎn)ecanter液-液傾析器確定熱和相態(tài)條件傾析器, 帶有兩個(gè)液相無汽相的單級分離罐Sep組分分離器把入口物流組分分離到出口物流組分分離操作，例如，當(dāng)分離的詳細(xì)資料不知道或不重要時(shí)的蒸餾和吸收Sep2兩股出料組分分離器把入口物流組分分離到兩個(gè)出口物流組分分離操作，例如，當(dāng)分離的詳細(xì)資料不知道或不重要時(shí)的蒸餾和吸收1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 57 Introduction

41、 to Aspen Plus換熱器模型說說明明目目的的用用法法Heater加熱器或冷卻器確定熱和相態(tài)條件換熱器, 冷卻器, 閥門. 當(dāng)與功有關(guān)的結(jié)果不需要時(shí)的泵和壓縮機(jī).HeatX兩物流換熱器兩股物流的換熱器兩股物流換熱器. 當(dāng)知道管殼換熱器尺寸時(shí)可以進(jìn)行核算.MHeatX多物流換熱器任何數(shù)量物流的換熱器多股熱流和冷流換熱器. 兩股物流換熱器. LNG 換熱器.Hetran*BJAC Hetran 程序界面管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和模擬具有多種結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器.Aerotran*BJAC Aerotran 程序界面空冷器的設(shè)計(jì)和模擬具有多種結(jié)構(gòu)的空冷器. 用于模擬節(jié)煤器和加熱爐的對流段.* Req

42、uires separate license1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 58 Introduction to Aspen Plus簡捷塔 模型模型說明說明目的目的用途用途DSTWU簡捷法蒸餾設(shè)計(jì)確定最小回流比, 最小理論板數(shù), 和用 Winn-Underwood-Gilliland 方法得到的實(shí)際回流比或?qū)嶋H塔板數(shù).帶有一個(gè)進(jìn)料物流和兩個(gè)產(chǎn)品物流的塔Distl簡捷法蒸餾核算用 Edmister 方法在回流比、理論板數(shù)和 D:F 比的基礎(chǔ)上確定分離.帶有一個(gè)進(jìn)料物流和兩個(gè)產(chǎn)品物流的塔SCFrac石油餾分的

43、簡捷法蒸餾用分離指數(shù)確定產(chǎn)品的組成和流量, 每段的塔板數(shù),負(fù)荷復(fù)雜塔, 例如原油加工裝置和減壓塔1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 59 Introduction to Aspen Plus嚴(yán)格塔模模 型型說說 明明目目 的的用用 法法R adFrac嚴(yán) 格 分 餾單 個(gè) 塔 的 嚴(yán) 格 核 算 和 設(shè) 計(jì)蒸 餾 , 吸 收 , 汽 提 , 萃 取 和 恒 沸 蒸 餾 , 反 應(yīng) 蒸餾M ultiFrac復(fù) 雜 塔 嚴(yán) 格 分 餾多 級 塔 和 復(fù) 雜 塔 的 嚴(yán) 格 核 算 和 設(shè) 計(jì)熱 集 成 塔 , 空

44、氣 分 離 器 , 吸 收 塔 /汽 提 塔 結(jié)合 , 乙 烯 主 分 餾 塔 /急 冷 塔 組 合 , 石 油 煉 制PetroFrac石 油 煉 制 分 餾石 油 煉 制 應(yīng) 用 的 嚴(yán) 格 核 算 和 設(shè) 計(jì)預(yù) 閃 蒸 塔 , 常 壓 原 油 單 元 , 減 壓 單 元 , 催 化裂 解 塔 或 焦 碳 分 餾 塔 , 減 壓 潤 滑 油 分 餾 塔 , 乙 烯 分 餾 塔 和 急 冷 塔BatchFrac*+嚴(yán) 格 間 歇 蒸 餾單 個(gè) 間 歇 塔 的 嚴(yán) 格 核 算一 般 恒 沸 蒸 餾 , 3-相 , 和 反 應(yīng) 間 歇 蒸 餾R ateFrac*基 于 速 率 的 蒸 餾單 個(gè)

45、和 多 級 塔 的 嚴(yán) 格 核 算 和 設(shè) 計(jì) . 建立 在 非 平 衡 計(jì) 算 基 礎(chǔ) 上蒸 餾 塔 , 吸 收 塔 , 汽 提 塔 , 反 應(yīng) 系 統(tǒng) , 熱 集 成單 元 , 石 油 應(yīng) 用Extract液 -液 萃 取液 -液 萃 取 塔 的 嚴(yán) 格 核 算液 -液 萃 取* 要求單獨(dú)許可+ 輸入語言只在 10.0 版中1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 60 Introduction to Aspen Plus模模型型說說明明目目的的用用法法RStoic化學(xué)計(jì)量反應(yīng)器規(guī)定反應(yīng)程度和轉(zhuǎn)化率的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)

46、器動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)不知道或不重要的反應(yīng)器，但知道化學(xué)計(jì)量數(shù)據(jù)和反應(yīng)程度RYield收率反應(yīng)器規(guī)定收率的反應(yīng)器化學(xué)計(jì)量系數(shù)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)不知道或不重要的反應(yīng)器 但知道收率分配REquil平衡反應(yīng)器化學(xué)計(jì)量計(jì)算化學(xué)平衡和相平衡單相和兩相化學(xué)平衡，同時(shí)存在相平衡RGibbs平衡反應(yīng)器用吉布斯最小自由能計(jì)算化學(xué)平衡和相平衡化學(xué)和/或 同時(shí)發(fā)生的相平衡和化學(xué)平衡. 包括固體相平衡.RCSTR連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器在液相或汽相下具有動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的 1相,2 相, 或 3 相攪拌釜反應(yīng)器RPlug活塞流反應(yīng)器活塞流反應(yīng)器有任何相態(tài)下具有動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的 1相,2 相, 或 3 相 活塞流反應(yīng)器。帶有外部冷卻

47、劑的活塞流反應(yīng)器.RBatch間歇反應(yīng)器間歇或半間歇反應(yīng)器反應(yīng)動(dòng)力學(xué)已知的間歇或半間歇反應(yīng)器反應(yīng)器1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 61 Introduction to Aspen Plus壓力變化器模模型型說說明明目目的的用用法法Pump泵或水力透平當(dāng)知道壓力、功率需求或性能曲線時(shí)，可改變物流壓力泵和水力學(xué)透平Compr壓縮機(jī)或透平當(dāng)知道壓力、功率需求或性能曲線時(shí)，可改變物流壓力多變壓縮機(jī),多變正位移壓縮機(jī)，等熵曲線壓縮機(jī)透平MCompr多級壓縮機(jī)或透平通過帶有內(nèi)冷器的多級壓縮改變物流壓力. 允許從內(nèi)冷器中

48、采出液體物流多級多變壓縮機(jī)，多級正位移壓縮機(jī), 等熵曲線壓縮機(jī)，等熵曲線透平.Valve控制閥確定壓降或閥系數(shù)(CV)多相, 絕熱球型流量閥或蝶閥Pipe單段管確定單段管或環(huán)型空間的壓降或傳熱多相, 一維, 穩(wěn)態(tài)和全充滿管線流動(dòng)Pipeline多段管確定多段管或環(huán)型空間的壓降或傳熱多相, 一維, 穩(wěn)態(tài)和全充滿管線流動(dòng)1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 62 Introduction to Aspen Plus操作器模模型型說說明明目目的的用用法法Mult物流乘法器用用戶提供的系數(shù)乘以物流流量把物流按比例放大或按

49、比例縮小Dupl物流復(fù)制器把物流復(fù)制成任何數(shù)量的出口物流在同一流程中復(fù)制物流來觀察不同方案ClChng物流類變化器改變物流類將使用不同物流類的段或模塊連接1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 63 Introduction to Aspen Plus固體模模型型說說明明用用法法Crystallizer連續(xù)結(jié)晶器混合懸浮液, 混合產(chǎn)品脫除 (MSMPR) 結(jié)晶器，用于單固體產(chǎn)品Crusher粉碎機(jī)旋轉(zhuǎn)式/鉗夾式粉碎機(jī), 籠式磨房式壓碎機(jī)和單輥或多輥粉碎機(jī)Screen篩用篩分離固體和固體FabFl纖維過濾器用纖維過濾

50、器分離氣體和固體Cyclone旋風(fēng)分離器用旋風(fēng)分離器分離氣體和固體VScrub文丘里管洗刷器用文丘里管洗刷器分離氣體和固體ESP干燥靜電沉淀器用干燥靜電沉淀器分離氣體和固體HyCyc旋流除砂器用旋流除砂器分離液體和固體CFuge離心分離過濾器用離心分離過濾器分離液體和固體Filter旋轉(zhuǎn)減壓過濾器用連續(xù)旋轉(zhuǎn)減壓過濾器分離液體和固體SWash單級固體洗滌器單級固體洗滌器CCD逆流傾析器多級洗滌器或一個(gè)逆流傾析器PotentialReach YourTrue1997 AspenTech. All rights reserved.64Introduction to Aspen PlusRadFrac

51、 目的目的:論述 RadFrac 分餾模型最少輸入條件, 并討論設(shè)計(jì)規(guī)定與板效率的用法Aspen Plus 參考資料參考資料: 參考手冊, 第1卷, 單元操作模型, 第4章1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 65 Introduction to Aspen PlusRadFrac: 嚴(yán)格多級分離可對下述過程做兩相或三相模擬:-普通蒸餾-吸收, 再沸吸收-汽提, 再沸汽提-恒沸蒸餾-反應(yīng)蒸餾結(jié)構(gòu)選項(xiàng):-任何數(shù)量的進(jìn)料-任何數(shù)量的側(cè)線采出-總液體采出和循環(huán)回流-任何數(shù)量的換熱器-任何數(shù)量的傾析器1997 Aspen

52、Tech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 66 Introduction to Aspen PlusRadFrac 流程連接氣體蒸餾物氣體蒸餾物 (DV)1 頂級或冷凝器熱負(fù)荷頂級或冷凝器熱負(fù)荷熱熱 (可選可選)(Q1) 液體蒸餾物液體蒸餾物 (DL)水水 (DW) (可選可選)D=DL+DV DV:D=DV/D物料物料回流回流RR=L1/D RW=LW/DW（任何數(shù)量（任何數(shù)量) L1 + LW產(chǎn)品產(chǎn)品 (任何數(shù)量任何數(shù)量)熱熱循環(huán)回流循環(huán)回流傾析器傾析器熱熱產(chǎn)品產(chǎn)品熱熱返回返回(任何數(shù)量任何數(shù)量) 上升蒸汽上升蒸汽(VN) N級級底

53、級或再沸器熱負(fù)荷底級或再沸器熱負(fù)荷熱熱 (可選可選)(QN) 塔底塔底 (B) BR=VN/B1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 67 Introduction to Aspen Plus規(guī)定:-理論板數(shù)-冷卻器和再沸器結(jié)構(gòu)-兩塔操作規(guī)定-有效相態(tài)-收斂RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 68 Introduction to Aspen PlusRadFrac 物流設(shè)置規(guī)定:-進(jìn)料板位置-進(jìn)料物流規(guī)則 (見

54、幫助)ABOVE-STAGE:從進(jìn)料物流來的氣體進(jìn)入進(jìn)料板上一層塔板液體進(jìn)入進(jìn)料板位置ON-STAGE:來自進(jìn)料的氣體和液體都進(jìn)入進(jìn)料板位置1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 69 Introduction to Aspen PlusRadFrac 壓力設(shè)置規(guī)定下列項(xiàng)之一:-塔壓力分布-塔頂/塔底壓力-塔段壓降1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 70 Introduction to Aspen Plus釜式再沸器釜式再沸器 T

55、= 65 CP = 1 bar水水: 100 lbmol/hr甲醇甲醇: 100 lbmol/hr9 個(gè)理論級個(gè)理論級回流比回流比 = 1蒸餾物對進(jìn)料的比蒸餾物對進(jìn)料的比 = 0.5塔壓力塔壓力 = 1 bar進(jìn)料級進(jìn)料級 = 6RadFrac 規(guī)定規(guī)定文件名文件名: RAD-EX.BKP甲醇-水嚴(yán)格精餾塔用用 NRTL-RK 物性方法物性方法COLUMNFEEDOVHDBTMS全凝器全凝器 1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 71 Introduction to Aspen PlusLiquid Compos

56、ition, Mole Fraction ETHANOL00.81.0Vapor Composition, Mole Fraction ETHANOL00.81.0X-Y Plot for ETHANOL and H2Ox = yEquilibrium curve1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 72 Introduction to Aspen PlusRadFrac 選項(xiàng)若設(shè)置一個(gè)不帶冷凝器或再沸器的吸收塔,則在 RadFrac Setup Configuration 頁

57、面上設(shè)置冷凝器和再沸器為none在 RadFrac Efficiencies 表頁上能夠規(guī)定按一個(gè)理論級基準(zhǔn)或組分基準(zhǔn)的汽化效率或Murphree 效率.能夠進(jìn)行板式塔或填料塔的設(shè)計(jì)和核算.如果用戶選擇汽-液-液作為有效相，也可以模擬第二液相.能夠生成再沸器和冷凝器的熱曲線.1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 73 Introduction to Aspen Plus繪圖向?qū)?Plot Plot Wizard用 繪圖向?qū)?(在 Plot 菜單上) 能立即生成模擬結(jié)果的曲線圖，你能用繪圖向?qū)э@示如下操作的結(jié)果:-

58、物性分析-數(shù)據(jù)回歸分析-所有分離模型RadFrac、 MultiFrac、PetroFrac和 RateFrac的數(shù)據(jù)分布點(diǎn)擊數(shù)據(jù)窗口中的對象生成該對象的曲線圖.向?qū)б龑?dǎo)你執(zhí)行生成圖表的基本操作.在 Next 按鈕上點(diǎn)擊繼續(xù). 點(diǎn)擊 Finish 按鈕按缺省設(shè)置生成圖.1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 74 Introduction to Aspen Plus繪圖向?qū)痉队美L圖向?qū)?chuàng)建整個(gè)塔的氣相組成曲線.Block COLUMN: Vapor Composition ProfilesStage1234567

59、89Y (mole frac)51WATERMETHANOL1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 75 Introduction to Aspen PlusRadFrac 的DesignSpecs 和 Vary 用DesignSpecs 和 Vary 表頁可以在RadFrac 模型內(nèi)部規(guī)定并執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定?？梢哉{(diào)整一個(gè)或多個(gè)RadFrac 輸入，來滿足對一個(gè)或多個(gè) RadFrac 性能參數(shù)的規(guī)定要求。一般情況下，“規(guī)定”的個(gè)數(shù)應(yīng)與“變化”的個(gè)數(shù)相等.RadFrac 中的“設(shè)計(jì)規(guī)定”和“改變” 是

60、在 “中間回路”中求解的，如果你得到一個(gè)中間回路沒收斂的錯(cuò)誤信息，檢查你輸入的“設(shè)計(jì)規(guī)定”和“改變” 1997 AspenTech. All rights reserved.2022-3-162022-3-16Slide 76 Introduction to Aspen PlusRadFrac 的收斂問題如果 RadFrac 沒收斂, 做以下工作會(huì)有幫助:1. 檢查正確地規(guī)定了有關(guān)物性方面的問題 (物性方法的選擇、參數(shù)可用性.) 。2. 確保塔操作條件是可行的。3. 如果塔的 err/tol 是一直減少的, 在RadFrac Convergence Basic 頁上增加最大迭代次數(shù)。1997