化工設(shè)計 計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計ASPEN PLUS課件

ASPENPLUS計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計ASPENPLUS計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計提綱ASPENPLUS是什么？ASPENPLUS能干什么？為什么選擇ASPENPLUS？怎么使用ASPENPLUS？ASPENPLUS的使用初步蒸餾過程設(shè)計初步案例研究2提綱ASPENPLUS是什么？2ASPENPLUS是什么？作為20世紀(jì)70年代DOE委托MIT的開發(fā)項目（AdvancedSystemforProcessENgineering

，ASPEN）的一部分，出于商業(yè)化目的，于1981年成立了AspenTech公司。AspenTech公司在隨后的時間里又先后兼并了20多個在各行業(yè)中技術(shù)領(lǐng)先的公司（如B-JACInternational,Inc.

、DynamicMatrixControlCorporation、ICARUSCorporation

、PIMSbusinessgroupfromBechtelCorp.

、HyprotechLtd.

等），成為為過程工業(yè)提供從集散控制系統(tǒng)（DCS）到企業(yè)資源計劃(ERP)全方位服務(wù)的公司。aspenONE?作為第一流的領(lǐng)先產(chǎn)品將AspenTech公司的所有產(chǎn)品統(tǒng)一起來了。AspenEngineeringSuite（ASPENPLUS、HYSYS等40多個軟件）AspenOperationManagerAspenManufacturingSuiteAspenSupplyChainASPENTECH于1994在納斯達(dá)克上市(NASDAQ:AZPN)3ASPENPLUS是什么？作為20世紀(jì)70年代DOE委托MASPENPLUS能干什么？合成流程工藝參數(shù)優(yōu)化研究某些設(shè)計問題或操作問題進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析流程優(yōu)化脫出瓶頸參數(shù)擬合4過程開發(fā)階段—過程設(shè)計階段—實(shí)際生產(chǎn)操作“生命周期模擬”（LifecycleModeling）ASPENPLUS能干什么？合成流程4過程開發(fā)階段—過程設(shè)為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有最大的物性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共含50000多個純組分?jǐn)?shù)據(jù)40000個二元交互參數(shù)可用于5000個二元混合物，1000多個水相離子反應(yīng)的反應(yīng)常數(shù)。ASPENPLUS的物性分析工具物性常數(shù)估算、數(shù)據(jù)回歸系統(tǒng)、物性分析系統(tǒng)、原油數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、電解質(zhì)專家系統(tǒng)與世界上最大的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)物性數(shù)據(jù)庫DETHERM（含250,000

多個混合物的汽液平衡、液液平衡以及其它物性數(shù)據(jù)）的接口?？梢越⒆约旱膶Ｓ梦镄詳?shù)據(jù)庫。5為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有最大為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有豐富的單元模型庫（9大類50多個單元操作過程）混合器/分流器：Mixer、Fsplit、Ssplit分離器：Flash2、Flash3、Decanter、Sep、Sep2換熱器：Heater、HeatX、MHeatX、Hetran、Aerotran塔：DSTWU、Distl、RadFrac、Extract、MultiFrac、SCFrac、PetroFrac、Rate-Frac、BatchFrac反應(yīng)器：REquil、RStoic、RYield、Rgibbs、RCSTR、RPlug、RBatch壓力變送器：Pump、Compr、Mcompr、Pipeline、Pipe、Valve手動操作器：Mult、Dupl、ClChong固體：Crystallizer、Crusher、Screen、FabFl、Cyclone、Vscrub、ESP、HyCyc、CFuge、Filter、Swash、CCD用戶模型6為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有豐富為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有強(qiáng)大的模型分析功能序貫?zāi)K法和面向方程法。敏感性分析：通過圖表方式可看出設(shè)備規(guī)格和操作條件對工藝性能的影響。設(shè)計規(guī)定：可自動計算滿足規(guī)定性能指標(biāo)的操作條件或設(shè)備參數(shù)。收斂性分析：對有多個物流循環(huán)和信息循環(huán)的體系，可自動分析和建議最優(yōu)切割物流、流程收斂方法和求解序列。數(shù)據(jù)擬合：可用實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合所用的工藝模型。最優(yōu)化：可根據(jù)最優(yōu)化目標(biāo)調(diào)節(jié)工藝條件以達(dá)到如最大生產(chǎn)率、最低能耗、物流純度和最大經(jīng)濟(jì)效益等。界面工具：可通過VisualBasic等編程語言完成新功能。7為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有強(qiáng)大應(yīng)用1：活度系數(shù)模型參數(shù)回歸8應(yīng)用1：活度系數(shù)模型參數(shù)回歸8應(yīng)用2：未知組分物性數(shù)據(jù)估計9應(yīng)用2：未知組分物性數(shù)據(jù)估計9應(yīng)用3：精餾塔的模擬計算10應(yīng)用3：精餾塔的模擬計算10應(yīng)用4：設(shè)計規(guī)定11應(yīng)用4：設(shè)計規(guī)定11應(yīng)用5：敏感性分析12應(yīng)用5：敏感性分析12應(yīng)用6：優(yōu)化13應(yīng)用6：優(yōu)化13應(yīng)用7：PFD圖（過程工藝流程圖）14應(yīng)用7：PFD圖（過程工藝流程圖）14怎么使用ASPENPLUS？15選擇熱力學(xué)方法定義流股信息提供過程條件定義化學(xué)組分模擬環(huán)境設(shè)置執(zhí)行模擬計算查看模擬結(jié)果②③④⑤⑥⑦①溫度壓力組成流率選擇單元模塊連接流股物性計算方法物性參數(shù)表格圖形⑧繪制模擬流程圖怎么使用ASPENPLUS？15選擇熱力學(xué)方法定義流股信息1、繪制模擬流程圖—圖形用戶界面161、繪制模擬流程圖—圖形用戶界面16繪制模擬流程圖—模塊向流程圖中添加單元操作模塊（Block）1.在“ModelLibary”上單擊選擇模塊類別。2.選擇單元操作模型，單擊向下箭頭選擇模型圖標(biāo)。3.單擊模型圖標(biāo)，然后單擊流程圖繪圖區(qū)域放置模塊。也可以拖動模型圖標(biāo)至流程圖繪制區(qū)域。4.單擊鼠標(biāo)右鍵停止放置模塊。17繪制模擬流程圖—模塊向流程圖中添加單元操作模塊（Block）繪制模擬流程圖—流股向流程圖中添加流股（Stream）1.在“ModelLibary”上單擊“STREAMS”圖標(biāo)。2.如果選擇不同類型流股（Material,Heat,Work），單擊向下箭頭選擇不同類型流股。3.單擊高亮顯示端口將流股與模塊連接起來4.重復(fù)第3步連接流股的另一端與模塊5.將流股的起始源或目標(biāo)端在流程圖空白區(qū)域單擊，則可以放置進(jìn)料或產(chǎn)品流股。6.單擊鼠標(biāo)右鍵停止創(chuàng)建流股。18繪制模擬流程圖—流股向流程圖中添加流股（Stream）18繪制模擬流程圖—鼠標(biāo)使用左鍵單擊右鍵單擊左鍵雙擊19選擇模塊、流股、對象編號（objectID）或注解帶出所選擇模塊、流股或流程圖的快捷菜單取消在流程圖中放置模塊或流股打開模塊或流股在“DataBrowser”中的輸入窗口，或中間流股的結(jié)果窗口進(jìn)入文本框的編輯狀態(tài)繪制模擬流程圖—鼠標(biāo)使用左鍵單擊19選擇模塊、流股、對象編號繪制模擬流程圖—修改模塊或流股在“DataBrowser”中顯示輸入和結(jié)果窗口1、雙擊流程圖中的模塊或流股對象，或者，選擇模塊或流股，單擊鼠標(biāo)右鍵，從菜單中選擇“Input”或“Results”改變模塊或流股的顯示外觀1.單擊鼠標(biāo)左鍵選擇目標(biāo)對象2.當(dāng)指針在選中對象上時，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出快捷菜單3.選擇合適的菜單項20繪制模擬流程圖—修改模塊或流股在“DataBrowser”ASPENPLUS的用戶交互界面圖形用戶界面（GraphicalUserInterface）使用菜單（Menus）執(zhí)行程序命令工具欄（Toolbars）直接進(jìn)入進(jìn)入相應(yīng)功能使用“ModelLibrary”建立模擬流程圖數(shù)據(jù)瀏覽器（DataBrowser）使用文件夾（Folders）、表單（Forms）、工作頁表（Sheets）導(dǎo)航窗口可以移動、改變大小、最小化、最大化或關(guān)閉包括了對象管理器（ObjectManagers），通過它可以操縱每一個離散對象的信息“NextButton”：檢查當(dāng)前表單是否輸入完畢，并移動至另一個需要輸入的表單21ASPENPLUS的用戶交互界面圖形用戶界面（Graphi數(shù)據(jù)瀏覽器—結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)瀏覽器是一個觀察模擬輸入、結(jié)果和定義對象的三層次結(jié)構(gòu)，可以在文件夾、表單、工作頁表三者之間導(dǎo)航。22“DataBrowser”的根目錄項包含了表單、其他文件夾或?qū)ο蠊芾砥饔脕磔斎霐?shù)據(jù)和瀏覽結(jié)果可以包含一系列工作頁表位于文件夾中提取表單通過使用每一個工作頁表頂端的標(biāo)簽（Tab）選擇數(shù)據(jù)瀏覽器—結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)瀏覽器是一個觀察模擬輸入、結(jié)果和定義對象數(shù)據(jù)瀏覽器—界面23數(shù)據(jù)瀏覽器—界面23數(shù)據(jù)瀏覽器—表單的功能當(dāng)單擊鼠標(biāo)左鍵選擇表單某個域時，描述區(qū)域（Descriptionarea）會給出此域的信息，為數(shù)據(jù)輸入提供幫助單擊某個域的下拉式箭頭可以帶出此域可能的輸入選項列表輸入一個字母，將自動帶出以此字母開頭的選項使用“Tab”鍵將跳轉(zhuǎn)至此表單的下一個輸入域在表格中，ASPENPLUS總是在最后一個輸入行中增加一個空行24數(shù)據(jù)瀏覽器—表單的功能當(dāng)單擊鼠標(biāo)左鍵選擇表單某個域時，描述區(qū)幫助幫助專題內(nèi)容-適用于瀏覽整個文檔。

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UsingAspenPlus手冊下均可以找到。索引-使用索引項來尋找關(guān)于某個專題的幫助尋找-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“What’sThis?”然后在任何區(qū)域上單擊得到這一項目的幫助25幫助幫助專題25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（流股）Blocks（模塊）這些輸入在“DataBrowser”中均可以找到單擊“Next”按鈕可以按以上順序依次在輸入窗口輸入數(shù)據(jù)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進(jìn)入這些輸入的文件夾26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)：2狀態(tài)指示器ASPENPLUS通過各種不同的顏色與形狀來描述當(dāng)前輸入和結(jié)果的狀態(tài)27狀態(tài)指示器ASPENPLUS通過各種不同的顏色與形狀來描述2、模擬環(huán)境設(shè)置大多數(shù)常用的設(shè)置信息是在“SetupSpecificationsGlobal”表中輸入:在報告上使用的流程標(biāo)題運(yùn)行類型（RunType）

輸入和輸出單位有效的相態(tài)(例如：汽-液或汽-液-液)環(huán)境壓力物流報告選項包含在“SetupReportOptionsStream”表頁上.282、模擬環(huán)境設(shè)置大多數(shù)常用的設(shè)置信息是在“SetupSpe設(shè)置規(guī)定表單29設(shè)置規(guī)定表單29流股報告選項流股報告選項在“Setup/ReportOptions/Stream”表中30流股報告選項流股報告選項在“Setup/ReportOpt設(shè)置運(yùn)行類型31運(yùn)行類型Flowsheet標(biāo)準(zhǔn)ASPENPLUS流程運(yùn)行包括靈敏度研究和優(yōu)化。流程運(yùn)行可以包括物性估算、化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、和/或物性分析。AssayDataAnalysis它是一個獨(dú)立AssayDataAnalysis（化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析）和生成虛擬組分的運(yùn)行。當(dāng)你不想在同一個運(yùn)行中執(zhí)行流程模擬時，用AssayDataAnalysis來分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)DataRegression一個獨(dú)立運(yùn)行的DataRegression（數(shù)據(jù)回歸）用DataRegression

把ASPENPLUS要求的物性模型參數(shù)與已測量純組分、VLE、LLE和其它混合數(shù)據(jù)相擬合。DataRegression可以含由物性估值和物性分析計算。ASPENPLUS在Flowsheet運(yùn)行中不能執(zhí)行數(shù)據(jù)回歸PROPERTIESPLUSPROPERTIESPLUS設(shè)置運(yùn)行用PROPERTIESPLUS制備一個物性包，以便用于AspenCustomModeler(以前是SPEEDUP)或

ADVENT、第三方商業(yè)工程程序、或你公司內(nèi)部程序。你用PROPERTIESPLUS必需經(jīng)過許可PropertyAnalysis一個獨(dú)立運(yùn)行的PropertyAnalysis當(dāng)你不想在同一個運(yùn)行中執(zhí)行流程模擬時，用PropertyAnalysis

生成一個物性表、PT曲線、多相曲線圖、和其它物性報告。PropertyAnalysis

可以含有物性估算和化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析計算。PropertyEstimation獨(dú)立運(yùn)行的PropertyConstantEstimation當(dāng)你不想在同一個運(yùn)行中執(zhí)行流程模擬時，用PropertyEstimation估算物性參數(shù)。設(shè)置運(yùn)行類型31運(yùn)行類型Flowsheet標(biāo)準(zhǔn)ASPENP設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個不同的級別定義：1.全局級(在“SetupSpecificationsGlobal”頁面上的“輸入數(shù)據(jù)”和“輸出數(shù)據(jù)”域

)2.對象級(在一個對象,諸如單元模塊和流股的任意輸入表頁頂部的“Units”域3.域級使用“SetupUnitsSets”對象管理器，用戶可以建立自己的單位集。單位可以從一個現(xiàn)存單位集拷貝，然后修改。32設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個不同的級別3、定義化學(xué)組分使用“ComponentsSpecifications”表頁來定義模擬所需的所有組分如果可用的話，每個組分的物性參數(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?？梢允褂谩癋ind”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?？梢允褂谩癊lectrolyteWizard”設(shè)置一個電解質(zhì)模擬。333、定義化學(xué)組分使用“ComponentsSpecific化學(xué)組分定義表單34化學(xué)組分定義表單34輸入化學(xué)組分組分ID是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分每個組分

標(biāo)識通過下列途徑與數(shù)據(jù)庫與一個數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)：分子式（Formula）：

組分的化學(xué)式，例如：

C6H6注意：當(dāng)有異構(gòu)體時要加后綴，例如

C2H6O-2組分名（ComponentName）：

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)所有包含指定項目的組分都將被列出35輸入化學(xué)組分組分ID是用于定義模擬輸入和結(jié)果中的組分35查找化學(xué)組分當(dāng)超過一個限定條件時，可以使用“AND”組合查找36查找化學(xué)組分當(dāng)超過一個限定條件時，可以使用“AND”組合查找化學(xué)組分?jǐn)?shù)據(jù)庫37化學(xué)組分?jǐn)?shù)據(jù)庫374、選擇熱力學(xué)模型使用“PropertiesSpecifications”表頁定義在模擬中所使用的物性方法。性質(zhì)方法是一個模型和方法的集合，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“ProcessType”將縮小可用方法的個數(shù)。384、選擇熱力學(xué)模型使用“PropertiesSpecifi性質(zhì)規(guī)定表單39性質(zhì)規(guī)定表單395、輸入流股信息使用“StreamInput”表頁定義進(jìn)料流股條件和組分。定義流股狀態(tài)條件輸入下列幾項中的兩項：溫度（Temperature）壓力（Pressure）汽化率（VaporFraction）定義流股組分輸入下列兩項之一:總物流流量和組分分率單個組分的流率對于不是模擬流程進(jìn)料的流股。其規(guī)定被用作初始估計值。405、輸入流股信息使用“StreamInput”表頁定義進(jìn)料流股輸入表單41流股輸入表單416、定義過程（模塊）條件“BlockInput”表頁或“BlockSetup”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)

426、定義過程（模塊）條件“BlockInput”表頁或“B模塊表單43模塊表單437、執(zhí)行模擬運(yùn)行從“Run”菜單中選擇“Run”或按“Next”按鈕.當(dāng)所要求的表頁全部填完時執(zhí)行模擬過程按鈕“Next”將使你進(jìn)入沒有填完的表頁中447、執(zhí)行模擬運(yùn)行從“Run”菜單中選擇“Run”或按“Nex控制面板控制面板含有：一個信息窗口,通過顯示來自計算的最新信息而顯示模擬的進(jìn)展過程一個狀態(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工具欄,能夠用來控制模擬45控制面板控制面板含有：458、查看結(jié)果歷史文件或控制面板信息包括任何生成的錯誤信息和警告在“View”菜單下選擇“History”或“ControlPanel”,顯示歷史文件和控制面板流股結(jié)果包括流股條件和組成對于所有流股(“/Data/ResultsSummary/Streams”表單)對于單個流股(在“DataBrowser”中打開物流文件夾選擇“Results”表)模塊結(jié)果包括計算出的模塊操作條件(在“DataBrowser”中打開模塊文件夾并選擇“Results”表)468、查看結(jié)果歷史文件或控制面板信息46練習(xí)：環(huán)己烷生產(chǎn)過程—問題創(chuàng)建一個流程來模擬環(huán)己烷生產(chǎn)過程環(huán)己烷可以用苯加氫反應(yīng)得到，反應(yīng)如下:

C6H6 + 3H2 =C6H12在進(jìn)入固定床反應(yīng)器之前，苯和氫氣進(jìn)料與循環(huán)氫氣和環(huán)己烷混合。假設(shè)苯轉(zhuǎn)化率為99.8%。反應(yīng)器出料被冷卻，輕氣體從產(chǎn)品物流中分離出去。部分輕氣體作為循環(huán)氫氣返回反應(yīng)器。從分離器出來的液體產(chǎn)品物流進(jìn)入蒸餾塔進(jìn)一步脫除溶解的輕氣體，使最終產(chǎn)品穩(wěn)定。部分環(huán)己烷產(chǎn)品循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器，輔助控制溫度。47練習(xí)：環(huán)己烷生產(chǎn)過程—問題創(chuàng)建一個流程來模擬環(huán)己烷生產(chǎn)過程4練習(xí)：環(huán)己烷生產(chǎn)過程—流程48練習(xí)：環(huán)己烷生產(chǎn)過程—流程48模型分析功能敏感性分析（Sensitivity）

設(shè)計規(guī)定（DesignSpecification）優(yōu)化（Optimization）數(shù)據(jù)擬合（DataFit）工況研究（CaseStudy）49模型分析功能敏感性分析（Sensitivity）49靈敏度分析靈敏度分析是檢驗(yàn)一個過程如何對變化的關(guān)鍵操作變量和設(shè)計變量反應(yīng)的一個工具。研究輸入變量的變化對過程（模型）的影響用圖表表示輸入變量的影響核實(shí)設(shè)計規(guī)定的解是否可行初步優(yōu)化用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法研究時間變化變量用靈敏度分析模塊生成隨進(jìn)料物流、模塊輸入?yún)?shù)或其它輸入變量變化的模擬結(jié)果的表和（/或圖）。50在靈敏度模塊中對流程輸入量所做的改變不會影響模擬，靈敏度研究獨(dú)立于基礎(chǔ)工況模擬而運(yùn)行。靈敏度分析靈敏度分析是檢驗(yàn)一個過程如何對變化的關(guān)鍵操作變量和靈敏度分析應(yīng)用步驟1. 定義被測量(采集)變量它們是在模擬中計算的參量，在第4步將要用到(SensitivityInputDefine

頁)。2. 定義被操作(改變的)變量它們是要改變的流程變量(SensitivityInputVary

頁)。3. 定義被操作(改變的)變量范圍被操作變量的變化可以按在一個間隔內(nèi)等距點(diǎn)或變量值列表來規(guī)定。(SensitivityInputVary

頁)4. 規(guī)定要計算的或要制成表的參量制表參量可以是任何合法的Fortran表達(dá)式，表達(dá)式含有步驟1中定義的變量(SensitivityInputTabulate

頁)。51靈敏度分析應(yīng)用步驟1. 定義被測量(采集)變量51被采集的流程變量的標(biāo)識對于標(biāo)變量，為6個或6個以下字符對于矢變量，為5個或5個以下字符以字母開頭（A-Z）后跟字母數(shù)字型字符（A-Z，0-9）不要以IZ或ZZ開頭52被采集的流程變量的標(biāo)識對于標(biāo)變量，為6個或6個以下字符52操縱變量操作變量名變化范圍值列表下限上限和等距點(diǎn)的個數(shù)（#Point）上限下限和點(diǎn)間的增量（Incr）報告標(biāo)簽53操縱變量操作變量名53繪圖1.選擇包括X軸變量的列，然后選擇從Plot菜單下選擇X-Axis變量。2.選擇包括Y軸變量的列，然后選擇從Plot菜單下選擇Y-Axis變量。3.(可選的)選擇含有參數(shù)變量的列，然后從Plot菜單下選擇參數(shù)變量。4.從Plot菜單下選擇

DisplayPlot。要選擇一列，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊列標(biāo)題。54繪圖1.選擇包括X軸變量的列，然后選擇從Plot注意事項1.只有被輸入到流程中的參量才可以被改變或操作。2.可以改變多個輸入。3.對于每一個被操作(改變的)變量的組合都運(yùn)行一次模擬。55注意事項1.只有被輸入到流程中的參量才可以被改變或操作。5設(shè)計規(guī)定設(shè)計規(guī)定：指定要操縱（調(diào)整）的一個模塊輸入變量、過程進(jìn)料物流變量或其它模擬輸入變量來滿足規(guī)定。類似于反饋控制器用戶可把被計算的流程參量值設(shè)置成一具體值通過改變一個指定的變量達(dá)到目的沒有結(jié)果直接和設(shè)計規(guī)定相關(guān)位于/Data/FlowsheetingOptions/DesignSpecs下56設(shè)計規(guī)定設(shè)計規(guī)定：指定要操縱（調(diào)整）的一個模塊輸入變量、過程設(shè)計規(guī)定的收斂設(shè)計規(guī)定產(chǎn)生必須迭代求解的回路。缺省情況下，ASPENPLUS為每個設(shè)計規(guī)定生成一個收斂模塊并排序。在物流或模塊輸入中提供的被操縱變量的值被用作初始估值。規(guī)定還必須有一個允差的方程是：|規(guī)定值-計算值|<允差通過選擇相應(yīng)Convergence（收斂）模塊的Results（結(jié)果）頁面，可以查看收斂模塊的摘要和收斂歷史。57設(shè)計規(guī)定的收斂設(shè)計規(guī)定產(chǎn)生必須迭代求解的回路。缺省情況下，A設(shè)計規(guī)定應(yīng)用步驟1. 標(biāo)識被測量（采集）變量：它們是流程參量，通常是計算出的參量，

用于目標(biāo)函數(shù)中(DesignSpecDefine

頁)。2. 規(guī)定目標(biāo)函數(shù)(Spec)和目標(biāo)(Target)：它是規(guī)定要滿足的等式(DesignSpecSpec

頁)。在目標(biāo)函數(shù)中用的單位是由設(shè)計規(guī)定聲明的UnitsSet所規(guī)定的變量類形的單位。3. 設(shè)置目標(biāo)函數(shù)允差：如果在該允差范圍內(nèi)滿足目標(biāo)函數(shù)等式，規(guī)定就收斂了(DesignSpecSpec

頁)。4. 定義被操作（改變的）變量：它是一個變量，設(shè)計規(guī)定改變它的值以滿足目標(biāo)函數(shù)方程(DesignSpecVary

頁)。5. 定義被操作（改變的）變量范圍：這是范圍的上限和下限，在該范圍內(nèi)AspenPlus改變被操作變量(DesignSpecVary

頁)。被改變變量的單位是由為設(shè)計規(guī)定聲明的UnitsSet所規(guī)定的變量類形的單位。58設(shè)計規(guī)定應(yīng)用步驟1. 標(biāo)識被測量（采集）變量：它們是流程參量采集變量函數(shù)指定目標(biāo)值59采集變量函數(shù)指定目標(biāo)值59被調(diào)整的模擬輸入變量60被調(diào)整的模擬輸入變量60注意1.只有被輸入到流程中的參量才能被改變2. 設(shè)計規(guī)定迭代執(zhí)行計算。為被改變變量提供一個好的估值將有利于設(shè)計規(guī)定收斂。這對于帶有幾個相互關(guān)聯(lián)的規(guī)定的大流程尤其重要。3. 設(shè)計規(guī)定結(jié)果能夠在Data/Convergence/Convergence

下面找到。打開相應(yīng)的求解模塊并選擇Results

表，可以在相應(yīng)的Stream/Block結(jié)果表中直接查看被操作變量和/或被采集變量的最終值61注意1.只有被輸入到流程中的參量才能被改變61注意

(續(xù))4. 如果設(shè)計規(guī)定不收斂:a.檢查被操作變量是否在它的上限或下限上。b.核實(shí)在指定的被操作變量范圍內(nèi)是否存在解，可以通過執(zhí)行靈敏度分析來完成。c.檢查被操作變量是否真正影響被采集變量。d.對被操作變量提供一個更好的初值。e.嘗試改變與設(shè)計規(guī)定相關(guān)的收斂模塊特性(迭代數(shù)和步長,運(yùn)算法則等)f.嘗試把被操作變量范圍變小，或放寬目標(biāo)函數(shù)允差以有利于收斂。g.確保目標(biāo)函數(shù)在被操作變量變化范圍內(nèi)有平直曲線區(qū)間。62注意(續(xù))4. 如果設(shè)計規(guī)定不收斂:62練習(xí)：環(huán)己烷生產(chǎn)過程—目標(biāo)1、計算以下參數(shù)：循環(huán)流股的摩爾流率：

kmol/hr在COLFD流股中METHANE的質(zhì)量流量為：

kg/hrLIQ流股的CHEXANE的摩爾分率為：

FEED-MIX的熱負(fù)荷為：

kJ/sHP-SEP的氣化率：

REACT的反應(yīng)進(jìn)度為：

kmol/hr2、敏感性分析：

LFLOW的循環(huán)分流比在0.1～0.4范圍變化，畫出REACT熱負(fù)荷的隨之變化的影響規(guī)律圖。3、設(shè)計規(guī)定： 如果使得PRODUCT流股環(huán)己烷的回收率達(dá)到0.9999，則COLUMN的塔底采出量（變化范圍為97～101kmol/hr）應(yīng)該為多少？63練習(xí)：環(huán)己烷生產(chǎn)過程—目標(biāo)1、計算以下參數(shù)：63化學(xué)化工學(xué)院湯吉海2008.12ASPENPLUS單元操作模型化學(xué)化工學(xué)院ASPENPLUS單元操作模型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65單元操作模型類型混合器/分流器65混合器/分流器模型說明目的用途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流股固體物流分流器，排氣閥

66混合器/分流器模型說明目的用途Mixer物流混合器把多股物流分離器模型說明目的用法Flash2兩股出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的蒸餾和吸收67分離器模型說明目的用法Flash2兩股出料閃蒸確定熱和相態(tài)條換熱器模型說明目的用法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*BJACHetran程序界面管殼式換熱器的設(shè)計和模擬具有多種結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器.Aerotran*BJACAerotran程序界面空冷器的設(shè)計和模擬具有多種結(jié)構(gòu)的空冷器.用于模擬節(jié)煤器和加熱爐的對流段.68換熱器模型說明目的用法Heater加熱器或冷卻器確定熱和相態(tài)簡捷塔模型說明目的用途DSTWU簡捷法蒸餾設(shè)計確定最小回流比,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).帶有一個進(jìn)料物流和兩個產(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.帶有一個進(jìn)料物流和兩個產(chǎn)品物流的塔SCFrac石油餾分的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69簡捷塔模型說明目的用途DSTWU簡捷法蒸餾設(shè)計確定最小回流比嚴(yán)格塔模型說明目的用法RadFrac嚴(yán)格分餾單個塔的嚴(yán)格核算和設(shè)計蒸餾,吸收,汽提,萃取和恒沸蒸餾,反應(yīng)蒸餾MultiFrac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)計熱集成塔,空氣分離器,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RateFrac*基于速率的蒸餾單個和多級塔的嚴(yán)格核算和設(shè)計.建立在非平衡計算基礎(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70嚴(yán)格塔模型說明目的用法RadFrac嚴(yán)格分餾單個塔的嚴(yán)格核算反應(yīng)器模型說明目的用法RStoic化學(xué)計量反應(yīng)器規(guī)定反應(yīng)程度和轉(zhuǎn)化率的化學(xué)計量反應(yīng)器動力學(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)計量系數(shù)和動力學(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)計量計算化學(xué)平衡和相平衡單相和兩相化學(xué)平衡，同時存在相平衡

RGibbs平衡反應(yīng)器用吉布斯最小自由能計算化學(xué)平衡和相平衡化學(xué)和/或同時發(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)動力學(xué)已知的間歇或半間歇反應(yīng)器

71反應(yīng)器模型說明目的用法RStoic化學(xué)計量反應(yīng)器規(guī)定反應(yīng)程度壓力變化器模型說明目的用法Pump泵或水力透平當(dāng)知道壓力、功率需求或性能曲線時，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，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72壓力變化器模型說明目的用法Pump泵或水力透平當(dāng)知道壓力、功操作器模型說明目的用法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73操作器模型說明目的用法Mult物流乘法器用用戶提供的系數(shù)乘以固體模型說明用法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逆流傾析器74固體模型說明用法Crystallizer連續(xù)結(jié)晶器混合懸浮液ASPENPLUS設(shè)計精餾塔的步驟1、確定分離過程的關(guān)鍵組分；2、采用DSTWU模型確定精餾塔的理論板數(shù)、回流比和進(jìn)料位置等基本參數(shù)；3、采用RADFRAC模型進(jìn)行嚴(yán)格核算；4、進(jìn)行設(shè)計規(guī)定的計算；5、進(jìn)行填料塔或板式塔的設(shè)計計算，確定塔徑和塔高等參；6、進(jìn)行填料塔或板式塔的核算，確定塔的操作性能。75ASPENPLUS設(shè)計精餾塔的步驟1、確定分離過程的關(guān)鍵組ASPENPLUS的閃蒸模型閃蒸模型可以用來模擬閃蒸罐、蒸發(fā)器、分液罐和其它的單級分離器。通常要固定入口物流的熱力學(xué)狀態(tài)必須規(guī)定：溫度、壓力、熱負(fù)荷和氣相摩爾分率中的任意兩項。需要注意的是，在閃蒸模型中不允許同時規(guī)定熱負(fù)荷和氣相摩爾分率。規(guī)定變量閃蒸形式輸出變量p、T等溫Q、V、yi、L、xip、Q=0絕熱T、V、yi、L、xip、Q≠0非絕熱T、V、yi、L、xip、L部分冷凝Q、T、V、yi、xiP（或T）、L部分汽化Q、T（或p）、yi、L、xi76ASPENPLUS的閃蒸模型閃蒸模型可以用來模擬閃蒸罐、蒸露點(diǎn)或泡點(diǎn)計算計算混合物的露點(diǎn)可以設(shè)置氣相摩爾分率為1；計算混合物的泡點(diǎn)可以設(shè)置氣相摩爾分率為0；據(jù)此可以確定具有一個或多個入口物流的混合物的熱狀態(tài)和相態(tài)。77露點(diǎn)或泡點(diǎn)計算77關(guān)鍵組分所謂關(guān)鍵組分，是進(jìn)料中按分離要求選取的兩個組分（不少情況是揮發(fā)度相鄰的兩個組分)，它們對于物系的分離起著控制作用，且它們在塔頂或塔釜產(chǎn)品中的濃度或回收率通常是給定的（即是應(yīng)該指定的兩個濃度變量），因而在設(shè)計中起著重要作用。這兩組分中揮發(fā)度大的稱為輕關(guān)鍵組分，揮發(fā)度小的稱為重關(guān)鍵組分，它們各自在塔頂或塔底的含量必須加以控制，以保證分離后產(chǎn)品的質(zhì)量。78關(guān)鍵組分所謂關(guān)鍵組分，是進(jìn)料中按分離要求選取的兩個組分（不少關(guān)鍵組分-Example例如，石油裂解氣分離中的C2-C3塔，其進(jìn)料組成中有甲烷、乙烯、乙烷、內(nèi)烯、丙烷和丁烷，分離要求規(guī)定塔釜中乙烷濃度不超過0.1％，塔頂產(chǎn)品中丙烯濃度也不超過0.1％，試問其輕重關(guān)鍵組分分別是哪兩個?甲烷、乙烯沸點(diǎn)低于乙烷，若能將乙烷和丙烯分開，乙烷和比乙烷輕的組分必定從塔頂排出，同樣，比丙烯重的組分則必定從塔釜徘出。因此，根據(jù)規(guī)定的分離要求，則能確定乙烷是輕關(guān)鍵組分，而丙烯則是重關(guān)鍵組分。79關(guān)鍵組分-Example例如，石油裂解氣分離中的C2-CDSTWU--簡捷法精餾設(shè)計

80DSTWU可對一個帶有分凝器或全凝器、一股進(jìn)料和兩種產(chǎn)品的蒸餾塔進(jìn)行簡捷法設(shè)計計算。DSTWU假設(shè)恒定的摩爾流量和恒定的相對揮發(fā)度。DSTWU也估算適宜的進(jìn)料位置、冷凝器和再沸器的熱負(fù)荷，并產(chǎn)生一個可選的“回流比～級數(shù)”的曲線圖或表格。DSTWU--簡捷法精餾設(shè)計80DSTWU可對一個帶有分凝DSTWU--簡捷法精餾設(shè)計DSTWU使用去估算Winn最小級數(shù)Underwood最小回流比Gilliland規(guī)定級數(shù)所必需的回流比或規(guī)定回流比所必需級數(shù)規(guī)定估計/結(jié)果輕重關(guān)鍵組分的回收率最小回流比和最小理論級數(shù)理論級數(shù)必需回流比回流比必需理論級數(shù)81DSTWU--簡捷法精餾設(shè)計DSTWU使用去估算Winn最小簡捷法精餾塔設(shè)計——示例例4-3（P135）：設(shè)計一個脫乙烷精餾塔，進(jìn)料流量為100kmol/hr，進(jìn)料組成為：氫氣0.00014、甲烷0.00162、乙烯0.75746、乙烷0.24003、丙烯0.00075（摩爾分?jǐn)?shù)），進(jìn)料流股壓力為18atm。要求乙烯在塔頂?shù)氖章蔬_(dá)到95%，并且塔頂餾出物中乙烯純度達(dá)到99%（摩爾分?jǐn)?shù)）。塔頂設(shè)一全凝器，操作壓力為17.8atm，塔釜有再沸器，操作壓力為18.2atm，回流比為取3。試確定精餾塔的理論板數(shù)、進(jìn)料位置以及產(chǎn)品流股的組成。熱力學(xué)模型選擇Peng-Robinson方程。82簡捷法精餾塔設(shè)計——示例例4-3（P135）：設(shè)計一個脫乙RadFrac: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: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83RadFrac:嚴(yán)格多級分離可對下述過程做兩相或三相模擬:RadFrac的兩種計算模式核算模式計算：溫度流率摩爾分率分布設(shè)計模式計算：滿足塔的操作參數(shù)（例如純度或回收率）或塔中任意物流的物性所需要滿足的規(guī)定有廣泛的設(shè)計和核算塔板及填料的能力84RadFrac的兩種計算模式核算模式計算：84RadFrac模型的基本設(shè)置85RadFrac模型的基本設(shè)置85RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置規(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86RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置規(guī)定:86收斂（Convergence）RadFrac提供了一系列收斂技術(shù)，均包括收斂算法（convergencealgorithm）和初始化方法（initializationmethod）MethodAlgorithmInitializationStandard(default)StandardStandardPetroleum/Wide-boilingSum-RatesStandardStronglynon-idealliquidNonidealStandardAzeotropicNewtonAzeotropicCryogenicStandardCryogenicCustomSelectAnySelectAny87收斂（Convergence）RadFrac提供了一系列收斂RadFrac物流設(shè)置規(guī)定:進(jìn)料板位置進(jìn)料物流規(guī)則

ABOVE-STAGEON-STAGE88ABOVE-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RadFrac物流設(shè)置規(guī)定:88ABOVE-STAGE:從RadFrac壓力設(shè)置規(guī)定下列項之一:塔壓力分布塔頂/塔底壓力塔段壓降89RadFrac壓力設(shè)置規(guī)定下列項之一:89RadFrac選項若設(shè)置一個不帶冷凝器或再沸器的吸收塔,則在RadFracSetupConfiguration頁面上設(shè)置冷凝器和再沸器為none在RadFracEfficiencies

表頁上能夠規(guī)定按一個理論級基準(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.90RadFrac選項若設(shè)置一個不帶冷凝器或再沸器的吸收塔,則繪圖向?qū)в美L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: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.91繪圖向?qū)в美L圖向?qū)?在Plot菜單上)能立即生成模擬繪圖向?qū)痉队美L圖向?qū)?chuàng)建整個塔的氣相組成曲線.92繪圖向?qū)痉队美L圖向?qū)?chuàng)建整個塔的氣相組成曲線.92RadFrac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)計規(guī)定?？梢哉{(diào)整一個或多個RadFrac輸入，來滿足對一個或多個RadFrac性能參數(shù)的規(guī)定要求。一般情況下，“規(guī)定”的個數(shù)應(yīng)與“變化”的個數(shù)相等.RadFrac中的“設(shè)計規(guī)定”和“改變”是在“中間回路”中求解的，如果你得到一個中間回路沒收斂的錯誤信息，檢查你輸入的“設(shè)計規(guī)定”和“改變”93RadFrac的DesignSpecs和Vary用DRadFracDesignSpecs94RadFracDesignSpecs94塔板和填料的設(shè)計與核算板式塔和填料塔進(jìn)行設(shè)計、核算以及執(zhí)行壓降計算的擴(kuò)展功能：TraySizing（塔板設(shè)計）TrayRating（塔板核算）PackSizing（填料設(shè)計）PackRating（填料核算）三個塔模型中是可用的：RadFracMultiFracPetroFrac95塔板和填料的設(shè)計與核算板式塔和填料塔進(jìn)行設(shè)計、核算以及執(zhí)行板式塔類型五種通用塔板類型中進(jìn)行選擇：Bubblecaps（泡罩）Sieve（篩板）GlitschBallast（Glitsch重盤式塔板）KochFlexitray（Koch輕便型浮閥塔板）NutterFloatValve（Nutter浮閥塔板）96板式塔類型五種通用塔板類型中進(jìn)行選擇：96填料塔類型各種各樣的不規(guī)則填料規(guī)則填料GoodloeGlitschGridNortonIntaloxStructuredPackingSulzerBX，CY，MellapakKerapak、KochFlexipac，F(xiàn)lexeramic，F(xiàn)lexigrid97填料塔類型各種各樣的不規(guī)則填料97精餾塔的設(shè)計與核算根據(jù)：塔負(fù)荷、傳遞性質(zhì)、塔板的幾何數(shù)據(jù)、填料特性。計算：塔直徑、液泛接近值或最大能力接近值、降液管滯留、壓降98精餾塔的設(shè)計與核算根據(jù)：98RadFrac

的收斂問題如果RadFrac沒收斂,做以下工作會有幫助:

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RadFracConvergenceBasic

頁上增加最大迭代次數(shù)。99RadFrac的收斂問題如果RadFrac沒收斂,做RadFrac的收斂問題

(續(xù))4. 在RadFracEstimatesTemperature

頁上提供塔中一些塔板的溫度估值(對吸收塔來說是有用的).5. 在RadFracEstimatesLiquidCompositionandVaporComposition

頁上提供塔中一些塔板的組成估值(對于高度非理想系統(tǒng)是有用的).6. 在RadFracSetupConfiguration

頁上嘗試不同的收斂方法

>> 當(dāng)一個塔不收斂時,做了改變后重新初始化通常是有好處的。100RadFrac的收斂問題(續(xù))4. 在RadFracE示例——簡捷法精餾塔設(shè)計例4-3（P135）：設(shè)計一個脫乙烷精餾塔，進(jìn)料流量為100kmol/hr，進(jìn)料組成為：氫氣0.00014、甲烷0.00162、乙烯0.75746、乙烷0.24003、丙烯0.00075（摩爾分?jǐn)?shù)），進(jìn)料流股壓力為18atm。要求乙烯在塔頂?shù)氖章蔬_(dá)到95%，并且塔頂餾出物中乙烯純度達(dá)到99%（摩爾分?jǐn)?shù)）。塔頂設(shè)一全凝器，操作壓力為17.8atm，塔釜有再沸器，操作壓力為18.2atm，回流比為取3。試確定精餾塔的理論板數(shù)、進(jìn)料位置以及產(chǎn)品流股的組成。熱力學(xué)模型選擇Peng-Robinson方程。101示例——簡捷法精餾塔設(shè)計例4-3（P135）：設(shè)計一個脫乙烷示例——嚴(yán)格法精餾塔計算例4-4（P157）：根據(jù)上節(jié)例4-3所描述的問題，采用DSTWU簡介設(shè)計模型確定的脫乙烷精餾塔理論板數(shù)、進(jìn)料位置和回流比等參數(shù)，對該精餾塔采用RADFRAC嚴(yán)格模型進(jìn)行核算。例4-5（P166）：根據(jù)例4-4，在其他條件不變的情況下，采用RADFRAC模型計算滿足塔頂餾出物中乙烯摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到0.99所需要的回流比。102示例——嚴(yán)格法精餾塔計算例4-4（P157）：根據(jù)上節(jié)例4-示例——填料塔的設(shè)計與核算例4-6（P176）：根據(jù)例4-5計算得到的精餾塔，增加填料信息：填料類型：SulzerCYStandard；HETP：0.2m；液泛因子：0.8；最大壓降：10kPa。試計算采用該種填料的填料塔信息。103示例——填料塔的設(shè)計與核算例4-6（P176）：根據(jù)例4-5示例——板式塔的與核算例4-7（P178）：根據(jù)例4-5計算得到的精餾塔，對浮閥塔進(jìn)行核算，浮閥信息如下：Traytype：NutterfloatValveBDHNumberofpasses：2Columndiameter：1.0mActualnumberoftrays：34Trayspacing：0.5m.Trayefficiency：0.5Weirheight：0.05mValvedensity：129/sqmDowncomerclearance：0.15mSidedowncomerwidth：0.22mCenterdowncomerwidth：0.18m104示例——板式塔的與核算例4-7（P178）：根據(jù)例4-5計算反應(yīng)器105Reators(反應(yīng)器)以物料平衡為基礎(chǔ)Ryield(收率反應(yīng)器)Rstioc(化學(xué)計量反應(yīng)器)以反應(yīng)平衡為基礎(chǔ)REquil(平衡反應(yīng)器)RGibbs(吉布斯反應(yīng)器)以動力學(xué)為基礎(chǔ)RCSTR(連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器)RPlug(活塞流反應(yīng)器)RBatch(間歇反應(yīng)器)反應(yīng)器105Reators以物料平衡為基礎(chǔ)以反應(yīng)平衡為基礎(chǔ)以基于物料平衡反應(yīng)器RYield只要求物料平衡,不要求原子平衡用來模擬入口物流不知道，但出口物流已知的反應(yīng)器(例如，模擬一個爐子)

10670lb/hrH2O20lb/hrCO260lb/hrCO250lb/hrtar（焦油）600lb/hrchar（焦碳）1000lb/hrCoal（煤）INOUTRYield基于物料平衡反應(yīng)器RYield10670lb/hrH2O基于物料平衡反應(yīng)器

(續(xù))RStoic要求原子平衡和質(zhì)量平衡用于化學(xué)平衡數(shù)據(jù)和動力學(xué)數(shù)據(jù)不知道或不重要的反應(yīng)器可以規(guī)定或計算在參考溫度和壓力下的反應(yīng)熱1072CO+O2-->2CO2C+O2-->CO22C+O2-->2COC,O2INOUTRStoicC,O2,CO,CO2基于物料平衡反應(yīng)器(續(xù))RStoic1072CO+O以化學(xué)平衡為基礎(chǔ)的反應(yīng)器概述不考慮反應(yīng)動力學(xué)各個模塊能解算相似的問題，但問題規(guī)定不同單個反應(yīng)能達(dá)到嚴(yán)格平衡REquil通過求解反應(yīng)平衡方程而計算化學(xué)平衡和相平衡不能進(jìn)行3相閃蒸計算可用在有許多組分、已知一些反應(yīng)并且較少組分參加反應(yīng)的情況108以化學(xué)平衡為基礎(chǔ)的反應(yīng)器概述108以化學(xué)平衡為基礎(chǔ)的反應(yīng)器(續(xù))RGibbs未知反應(yīng)

當(dāng)發(fā)生的反應(yīng)未知，或由于有許多組分參與反應(yīng)，致使反應(yīng)數(shù)量很多時，該功能十分有用。吉布斯能最小

通過吉布斯自由能最小化來確定在產(chǎn)品吉布斯自由能最小時的產(chǎn)品組成。固體平衡

RGibbs是唯一能處理固-液-汽相平衡的AspenPlus模塊109以化學(xué)平衡為基礎(chǔ)的反應(yīng)器(續(xù))RGibbs109動力學(xué)反應(yīng)器動力學(xué)反應(yīng)器有RCSTR,RPlug和RBatch。因?yàn)榭紤]了反應(yīng)動力學(xué),所以必須定義反應(yīng)動力學(xué)。動力學(xué)可以用一個內(nèi)置模型定義,或用一個用戶子程序定義，現(xiàn)有的內(nèi)置模型是：冪律模型Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson(LHHW)反應(yīng)的催化劑的反應(yīng)系數(shù)可以為零。反應(yīng)是用反應(yīng)ID指定。110動力學(xué)反應(yīng)器動力學(xué)反應(yīng)器有RCSTR,RPlug和RB使用反應(yīng)ID反應(yīng)ID被設(shè)置成對象,獨(dú)立于反應(yīng)器,并且在反應(yīng)器中被引用。單個反應(yīng)ID可以在任意個數(shù)動力學(xué)反應(yīng)器(RCSTR,RPlug和RBatch.)中引用。若建立一個反應(yīng)ID，請進(jìn)入ReactionsReactions對象管理器頁面。111使用反應(yīng)ID反應(yīng)ID被設(shè)置成對象,獨(dú)立于反應(yīng)器,并且冪律速率表達(dá)式正反應(yīng):(假設(shè)反應(yīng)中A為2級，B為3級)

系數(shù): A: B: C: D:

指數(shù): A: B: C: D:112示例:-2 -3 1 22 3 0 0逆反應(yīng):(假設(shè)反應(yīng)中C為1級，D為2級)

系數(shù): C: D: A: B:

指數(shù): C: D: A: B: -1 -2 2 31 2 0 0冪律速率表達(dá)式正反應(yīng):(假設(shè)反應(yīng)中A為2級，B為3級)反應(yīng)熱不需要為反應(yīng)提供反應(yīng)熱。反應(yīng)熱通常按反應(yīng)器入口和出口焓差計算

如果你有的反應(yīng)熱數(shù)值和AspenPlus計算出的反應(yīng)熱數(shù)值不相匹配，你可以調(diào)整一個或多個組分的生成熱(DHFORM)，使你的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)和計算的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)相匹配。在RStoic反應(yīng)器中，可以規(guī)定或計算參考溫度、壓力下的反應(yīng)熱。113反應(yīng)熱不需要為反應(yīng)提供反應(yīng)熱。113HeaterHeater模塊在規(guī)定熱力學(xué)狀態(tài)下把多股入口物流混合生成單股出口物流。你能用Heater表示:Heaters（加熱器）Coolers（冷卻器）Valves（閥門）Pumps（泵）和Compressors（壓縮機(jī)）(無論何時都不需要與功有關(guān)的結(jié)果。)114HeaterHeater模塊在規(guī)定熱力學(xué)狀態(tài)下把多股入口物Heater輸入規(guī)定允許組合:壓力(或壓降)和下列之一:出口溫度熱負(fù)荷或入口熱流股汽化分率溫度變化過冷或過熱度數(shù)出口溫度或溫度變化和下列之一:壓力熱負(fù)荷汽化分率115Heater輸入規(guī)定允許組合:115Heater輸入規(guī)定(續(xù))對于單相用壓力（壓降）和下列之一:出口溫度熱負(fù)荷或入口熱流股溫度變化汽化分率為：1是露點(diǎn),

0是泡點(diǎn)116Heater輸入規(guī)定(續(xù))對于單相用壓力（壓降）和下列之操作HeatXHeatX能模擬如下管殼換熱器類型:逆流和并流弓形隔板TEMAE,F,G,H,J和X殼圓形隔板TEMAE和F殼裸管和翅片管HeatX執(zhí)行:全區(qū)域分析傳熱和壓降計算顯熱、氣泡狀汽化、凝結(jié)膜系數(shù)計算內(nèi)置的或用戶定義的關(guān)聯(lián)式117操作HeatXHeatX能模擬如下管殼換熱器類型:117化工設(shè)計計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計ASPENPLUS課件化工設(shè)計計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計ASPENPLUS課件ASPENPLUS計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計ASPENPLUS計算機(jī)輔助化工過程設(shè)計提綱ASPENPLUS是什么？ASPENPLUS能干什么？為什么選擇ASPENPLUS？怎么使用ASPENPLUS？ASPENPLUS的使用初步蒸餾過程設(shè)計初步案例研究121提綱ASPENPLUS是什么？2ASPENPLUS是什么？作為20世紀(jì)70年代DOE委托MIT的開發(fā)項目（AdvancedSystemforProcessENgineering

，ASPEN）的一部分，出于商業(yè)化目的，于1981年成立了AspenTech公司。AspenTech公司在隨后的時間里又先后兼并了20多個在各行業(yè)中技術(shù)領(lǐng)先的公司（如B-JACInternational,Inc.

、DynamicMatrixControlCorporation、ICARUSCorporation

、PIMSbusinessgroupfromBechtelCorp.

、HyprotechLtd.

等），成為為過程工業(yè)提供從集散控制系統(tǒng)（DCS）到企業(yè)資源計劃(ERP)全方位服務(wù)的公司。aspenONE?作為第一流的領(lǐng)先產(chǎn)品將AspenTech公司的所有產(chǎn)品統(tǒng)一起來了。AspenEngineeringSuite（ASPENPLUS、HYSYS等40多個軟件）AspenOperationManagerAspenManufacturingSuiteAspenSupplyChainASPENTECH于1994在納斯達(dá)克上市(NASDAQ:AZPN)122ASPENPLUS是什么？作為20世紀(jì)70年代DOE委托MASPENPLUS能干什么？合成流程工藝參數(shù)優(yōu)化研究某些設(shè)計問題或操作問題進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析流程優(yōu)化脫出瓶頸參數(shù)擬合123過程開發(fā)階段—過程設(shè)計階段—實(shí)際生產(chǎn)操作“生命周期模擬”（LifecycleModeling）ASPENPLUS能干什么？合成流程4過程開發(fā)階段—過程設(shè)為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有最大的物性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)共含50000多個純組分?jǐn)?shù)據(jù)40000個二元交互參數(shù)可用于5000個二元混合物，1000多個水相離子反應(yīng)的反應(yīng)常數(shù)。ASPENPLUS的物性分析工具物性常數(shù)估算、數(shù)據(jù)回歸系統(tǒng)、物性分析系統(tǒng)、原油數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、電解質(zhì)專家系統(tǒng)與世界上最大的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)物性數(shù)據(jù)庫DETHERM（含250,000

多個混合物的汽液平衡、液液平衡以及其它物性數(shù)據(jù)）的接口?？梢越⒆约旱膶Ｓ梦镄詳?shù)據(jù)庫。124為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有最大為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有豐富的單元模型庫（9大類50多個單元操作過程）混合器/分流器：Mixer、Fsplit、Ssplit分離器：Flash2、Flash3、Decanter、Sep、Sep2換熱器：Heater、HeatX、MHeatX、Hetran、Aerotran塔：DSTWU、Distl、RadFrac、Extract、MultiFrac、SCFrac、PetroFrac、Rate-Frac、BatchFrac反應(yīng)器：REquil、RStoic、RYield、Rgibbs、RCSTR、RPlug、RBatch壓力變送器：Pump、Compr、Mcompr、Pipeline、Pipe、Valve手動操作器：Mult、Dupl、ClChong固體：Crystallizer、Crusher、Screen、FabFl、Cyclone、Vscrub、ESP、HyCyc、CFuge、Filter、Swash、CCD用戶模型125為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有豐富為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有強(qiáng)大的模型分析功能序貫?zāi)K法和面向方程法。敏感性分析：通過圖表方式可看出設(shè)備規(guī)格和操作條件對工藝性能的影響。設(shè)計規(guī)定：可自動計算滿足規(guī)定性能指標(biāo)的操作條件或設(shè)備參數(shù)。收斂性分析：對有多個物流循環(huán)和信息循環(huán)的體系，可自動分析和建議最優(yōu)切割物流、流程收斂方法和求解序列。數(shù)據(jù)擬合：可用實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)擬合所用的工藝模型。最優(yōu)化：可根據(jù)最優(yōu)化目標(biāo)調(diào)節(jié)工藝條件以達(dá)到如最大生產(chǎn)率、最低能耗、物流純度和最大經(jīng)濟(jì)效益等。界面工具：可通過VisualBasic等編程語言完成新功能。126為什么選擇ASPENPLUS？ASPENPLUS擁有強(qiáng)大應(yīng)用1：活度系數(shù)模型參數(shù)回歸127應(yīng)用1：活度系數(shù)模型參數(shù)回歸8應(yīng)用2：未知組分物性數(shù)據(jù)估計128應(yīng)用2：未知組分物性數(shù)據(jù)估計9應(yīng)用3：精餾塔的模擬計算129應(yīng)用3：精餾塔的模擬計算10應(yīng)用4：設(shè)計規(guī)定130應(yīng)用4：設(shè)計規(guī)定11應(yīng)用5：敏感性分析131應(yīng)用5：敏感性分析12應(yīng)用6：優(yōu)化132應(yīng)用6：優(yōu)化13應(yīng)用7：PFD圖（過程工藝流程圖）133應(yīng)用7：PFD圖（過程工藝流程圖）14怎么使用ASPENPLUS？134選擇熱力學(xué)方法定義流股信息提供過程條件定義化學(xué)組分模擬環(huán)境設(shè)置執(zhí)行模擬計算查看模擬結(jié)果②③④⑤⑥⑦①溫度壓力組成流率選擇單元模塊連接流股物性計算方法物性參數(shù)表格圖形⑧繪制模擬流程圖怎么使用ASPENPLUS？15選擇熱力學(xué)方法定義流股信息1、繪制模擬流程圖—圖形用戶界面1351、繪制模擬流程圖—圖形用戶界面16繪制模擬流程圖—模塊向流程圖中添加單元操作模塊（Block）1.在“ModelLibary”上單擊選擇模塊類別。2.選擇單元操作模型，單擊向下箭頭選擇模型圖標(biāo)。3.單擊模型圖標(biāo)，然后單擊流程圖繪圖區(qū)域放置模塊。也可以拖動模型圖標(biāo)至流程圖繪制區(qū)域。4.單擊鼠標(biāo)右鍵停止放置模塊。136繪制模擬流程圖—模塊向流程圖中添加單元操作模塊（Block）繪制模擬流程圖—流股向流程圖中添加流股（Stream）1.在“ModelLibary”上單擊“STREAMS”圖標(biāo)。2.如果選擇不同類型流股（Material,Heat,Work），單擊向下箭頭選擇不同類型流股。3.單擊高亮顯示端口將流股與模塊連接起來4.重復(fù)第3步連接流股的另一端與模塊5.將流股的起始源或目標(biāo)端在流程圖空白區(qū)域單擊，則可以放置進(jìn)料或產(chǎn)品流股。6.單擊鼠標(biāo)右鍵停止創(chuàng)建流股。137繪制模擬流程圖—流股向流程圖中添加流股（Stream）18繪制模擬流程圖—鼠標(biāo)使用左鍵單擊右鍵單擊左鍵雙擊138選擇模塊、流股、對象編號（objectID）或注解帶出所選擇模塊、流股或流程圖的快捷菜單取消在流程圖中放置模塊或流股打開模塊或流股在“DataBrowser”中的輸入窗口，或中間流股的結(jié)果窗口進(jìn)入文本框的編輯狀態(tài)繪制模擬流程圖—鼠標(biāo)使用左鍵單擊19選擇模塊、流股、對象編號繪制模擬流程圖—修改模塊或流股在“DataBrowser”中顯示輸入和結(jié)果窗口1、雙擊流程圖中的模塊或流股對象，或者，選擇模塊或流股，單擊鼠標(biāo)右鍵，從菜單中選擇“Input”或“Results”改變模塊或流股的顯示外觀1.單擊鼠標(biāo)左鍵選擇目標(biāo)對象2.當(dāng)指針在選中對象上時，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出快捷菜單3.選擇合適的菜單項139繪制模擬流程圖—修改模塊或流股在“DataBrowser”ASPENPLUS的用戶交互界面圖形用戶界面（GraphicalUserInterface）使用菜單（Menus）執(zhí)行程序命令工具欄（Toolbars）直接進(jìn)入進(jìn)入相應(yīng)功能使用“ModelLibrary”建立模擬流程圖數(shù)據(jù)瀏覽器（DataBrowser）使用文件夾（Folders）、表單（Forms）、工作頁表（Sheets）導(dǎo)航窗口可以移動、改變大小、最小化、最大化或關(guān)閉包括了對象管理器（ObjectManagers），通過它可以操縱每一個離散對象的信息“NextButton”：檢查當(dāng)前表單是否輸入完畢，并移動至另一個需要輸入的表單140ASPENPLUS的用戶交互界面圖形用戶界面（Graphi數(shù)據(jù)瀏覽器—結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)瀏覽器是一個觀察模擬輸入、結(jié)果和定義對象