馬后炮化工技術(shù)論壇-中石化技術(shù)人員aspen培訓(xùn)課件

AspenTechnology,Inc.?1997AspenTech.Allrightsreserved.?PotentialReachYourTrueIntroductiontoAspenPlus?

2023/3/131IntroductiontoAspenPlus課程安排--第一天1. 介紹-模擬概念2. 用戶界面–用戶界面介紹3. 基本輸入-圖形化的用戶輸入界面4. 單元操作模型–常用的單元操作模塊2023/3/132IntroductiontoAspenPlus課程安排-第二天5. RadFrac–嚴(yán)格精餾塔模型6. 反應(yīng)器模型–各種不同的反應(yīng)器模型2023/3/133IntroductiontoAspenPlus課程安排-第四天8. 靈敏度分析-研究流程中變量之間的關(guān)系9. 設(shè)計(jì)規(guī)定-滿足工藝目標(biāo)10. Fortran塊2023/3/135IntroductiontoAspenPlus課程安排-第五天11. 優(yōu)化-優(yōu)化一個(gè)流程12. HeaterandHeatX-換熱器模塊13. 變壓模塊-泵,壓縮機(jī),管線和閥

2023/3/136IntroductiontoAspenPlus介紹目的:介紹一般的流程模擬概念和AspenPlus功能

7IntroductiontoAspenPlus一般模擬問(wèn)題物流PRODUCT的組成是什么?

Tosolvethisproblem,weneed:MaterialbalancesEnergybalances

REACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2023/3/139IntroductiontoAspenPlus流程模擬的途徑序貫?zāi)MAspenPlus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AspenCustomModeler(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AspenDynamics(以前是DynaPLUS)使用

AspenPlus序貫?zāi)K方法去初始化穩(wěn)態(tài)模擬并使用

AspenCustomModeler(以前是SPEEDUP)聯(lián)立方程法求解動(dòng)態(tài)模擬。2023/3/1310IntroductiontoAspenPlusAspenPlus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2023/3/1311IntroductiontoAspenPlus用戶界面參考:AspenPlus用戶指南,第1章,用戶界面RunIDToolBarTitleBarMenuBarSelectModebuttonModelLibraryModelMenuTabsProcessFlowsheetWindowNextButtonStatusArea2023/3/1313IntroductiontoAspenPlus用戶界面（續(xù)）使用鼠標(biāo)左按鈕單擊

選擇對(duì)象/域單擊右按鈕

為選擇的對(duì)象/域或入口/出口彈出菜單雙擊左按鈕打開(kāi)數(shù)據(jù)瀏覽器對(duì)象的頁(yè)面

參考:AspenPlus用戶指南,第1章,用戶界面2023/3/1314IntroductiontoAspenPlus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(kù)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)2023/3/1315IntroductiontoAspenPlus異丙基苯流程定義RStoicModelHeaterModelFlash2Model:CUMENE.BKPREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2023/3/1317IntroductiontoAspenPlus

苯流程定義課程練習(xí)目的: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(Run-ID.BKP).文件名:BENZENE.BKPFL1HeaterModelFlash2ModelFlash2ModelCOOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ22023/3/1318IntroductiontoAspenPlus基本輸入目的:介紹AspenPlus模擬運(yùn)行所要求的基本輸入

AspenPlus

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19IntroductiontoAspenPlus用戶界面（續(xù)）對(duì)象管理器允許操縱離散對(duì)象的信息能夠建立、編輯、改名、刪除、隱含和展現(xiàn)對(duì)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，并且跳到下一個(gè)必需的輸入表頁(yè)2023/3/1321IntroductiontoAspenPlus數(shù)據(jù)瀏覽器菜單樹(shù)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(shuō)明域狀態(tài)2023/3/1322IntroductiontoAspenPlus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(cè)均包含在幫助中。在用戶指南中的所有信息在UsingAspenPlus手冊(cè)下均可以找到。索引-使用索引項(xiàng)來(lái)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“What’sThis?”然后在任何區(qū)域上單擊得到這一項(xiàng)目的幫助2023/3/1323IntroductiontoAspenPlus狀態(tài)指示器2023/3/1325IntroductiontoAspenPlus設(shè)置大多數(shù)常用的設(shè)置信息是在SetupSpecifications

Global

表中輸入:運(yùn)行類型

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2023/3/1326IntroductiontoAspenPlus設(shè)置單位在AspenPlus的單位可以按3個(gè)不同的級(jí)別定義:全局級(jí)(在SetupSpecificationsGlobal頁(yè)面上的“輸入數(shù)據(jù)”和“輸出數(shù)據(jù)”域

)對(duì)象級(jí)(在一個(gè)對(duì)象,諸如單元模塊和物流的任意輸入表頁(yè)頂部的“Units”域域級(jí)

2023/3/1329IntroductiontoAspenPlus組分使用

ComponentsSpecifications

表頁(yè)來(lái)定義模擬所需的所有組分純組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)包含諸如分子量、臨界性質(zhì)等參數(shù)?？梢允褂?/p>

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(hào)查找組分。2023/3/1330IntroductiontoAspenPlus組分定義表格2023/3/1331IntroductiontoAspenPlus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(shí)通過(guò)下列途徑與數(shù)據(jù)庫(kù)與一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)使用Find按鈕，可以找出數(shù)據(jù)庫(kù)組分2023/3/1332IntroductiontoAspenPlusFind2023/3/1333IntroductiontoAspenPlus性質(zhì)使用

PropertiesSpecifications

表頁(yè)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(duì)于獲得合理模擬結(jié)果是至關(guān)重要的。2023/3/1334IntroductiontoAspenPlus性質(zhì)規(guī)定表2023/3/1335IntroductiontoAspenPlus物流使用StreamInput表頁(yè)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2023/3/1336IntroductiontoAspenPlus物流輸入表2023/3/1337IntroductiontoAspenPlus模塊BlockInput表頁(yè)或BlockSetup表頁(yè)都指定了單元操作模型的操作條件和設(shè)備規(guī)定所有單元操作模型都有可選的信息表頁(yè)(例如,BlockOptions表頁(yè))

2023/3/1338IntroductiontoAspenPlus模塊表2023/3/1339IntroductiontoAspenPlus運(yùn)行從View

菜單中選擇ControlPanel

或按Next按鈕.當(dāng)所要求的表頁(yè)全部填完時(shí)執(zhí)行模擬過(guò)程.按鈕Next將使你進(jìn)入沒(méi)有填完的表頁(yè)中.2023/3/1340IntroductiontoAspenPlus控制面板控制面板含有:一個(gè)信息窗口,通過(guò)顯示來(lái)自計(jì)算的最新信息而顯示模擬的進(jìn)展過(guò)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(lái)控制模擬2023/3/1341IntroductiontoAspenPlus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)誤信息和警告物流結(jié)果包括物流條件和組成對(duì)于所有物流(/Data/ResultsSummary/Streams)對(duì)于單個(gè)物流(在DataBrowser中打開(kāi)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DataBrowser中打開(kāi)模塊文件夾并選擇Results表)2023/3/1342IntroductiontoAspenPlus單元操作模型目的:熟悉單元操作模型的主要類型AspenPlus

參考資料:

用戶指導(dǎo),第十章,單元操作模型

參考手冊(cè),第一卷,單元操作模型43IntroductiontoAspenPlus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(duì)具體模型的使用予以很好的介紹。

AspenPlus

參考手冊(cè),第1卷,單元操作模型2023/3/1344IntroductiontoAspenPlus混合器/分流器2023/3/1345IntroductiontoAspenPlus分離器2023/3/1346IntroductiontoAspenPlus換熱器*Requiresseparatelicense2023/3/1347IntroductiontoAspenPlus簡(jiǎn)捷塔

2023/3/1348IntroductiontoAspenPlus嚴(yán)格塔2023/3/1349IntroductiontoAspenPlus反應(yīng)器2023/3/1350IntroductiontoAspenPlus壓力變化器2023/3/1351IntroductiontoAspenPlus操作器2023/3/1352IntroductiontoAspenPlus

RadFrac

目的:論述RadFrac分餾模型AspenPlus

參考資料:

參考手冊(cè),

第1卷,

單元操作模型,第4章53IntroductiontoAspenPlusRadFrac:嚴(yán)格多級(jí)分離可對(duì)下述過(guò)程做兩相或三相模擬:普通蒸餾恒沸蒸餾反應(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)線采出采出和循環(huán)回流任何數(shù)量的換熱器2023/3/1354IntroductiontoAspenPlusRadFrac流程連接氣體蒸餾物(DV)1頂級(jí)或冷凝器熱負(fù)荷熱(可選)(Q1)液體蒸餾物(DL)水(DW)(可選)物料回流（任何數(shù)量)L1+LW產(chǎn)品(任何數(shù)量)熱循環(huán)回流傾析器熱產(chǎn)品熱返回(任何數(shù)量)上升蒸汽(VN)N級(jí)底級(jí)或再沸器熱負(fù)荷熱(可選)(QN)塔底(B)2023/3/1355IntroductiontoAspenPlus規(guī)定:理論板數(shù)冷卻器和再沸器結(jié)構(gòu)有效相態(tài)收斂RadFrac結(jié)構(gòu)設(shè)置2023/3/1356IntroductiontoAspenPlusRadFrac物流設(shè)置規(guī)定:進(jìn)料板位置2023/3/1357IntroductiontoAspenPlusRadFrac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2023/3/1358IntroductiontoAspenPlus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RadFrac、MultiFrac和RateFrac的數(shù)據(jù)分布點(diǎn)擊數(shù)據(jù)窗口中的對(duì)象生成該對(duì)象的曲線圖.2023/3/1359IntroductiontoAspenPlus繪圖向?qū)痉队美L圖向?qū)?chuàng)建整個(gè)塔的氣相組成曲線.2023/3/1360IntroductiontoAspenPlusRadFrac的DesignSpecs

和Vary

用DesignSpecs

和Vary

表頁(yè)可以在RadFrac模型內(nèi)部規(guī)定并執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定。可以調(diào)整一個(gè)或多個(gè)RadFrac輸入，來(lái)滿足對(duì)一個(gè)或多個(gè)RadFrac性能參數(shù)的規(guī)定要求。2023/3/1361IntroductiontoAspenPlus反應(yīng)器模型目的:

介紹各種類型的反應(yīng)器模型,每類中至少詳細(xì)考察一個(gè)反應(yīng)器。AspenPlus

參考資料:

參考手冊(cè),

第1卷,

單元操作模型,

第7章62IntroductiontoAspenPlus反應(yīng)器概述Reators(反應(yīng)器)以物料平衡為基礎(chǔ)RyieldRstioc以反應(yīng)平衡為基礎(chǔ)REquilRGibbs以動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)RCSTRRPlugRBatch2023/3/1363IntroductiontoAspenPlus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(lái)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(gè)爐子)

70lb/hrH2O20lb/hrCO260lb/hrCO250lb/hrtar（焦油）600lb/hrchar（焦碳）1000lb/hrCoal（煤）INOUTRYield2023/3/1364IntroductiontoAspenPlus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(dòng)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(jì)算在參考溫度和壓力下的反應(yīng)熱2CO+O2-->2CO2C+O2-->CO22C+O2-->2COC,O2INOUTRStoicC,O2,CO,CO22023/3/1365IntroductiontoAspenPlus以化學(xué)平衡為基礎(chǔ)的反應(yīng)器概述不考慮反應(yīng)動(dòng)力學(xué)各個(gè)模塊能解算相似的問(wèn)題，但問(wèn)題規(guī)定不同REquil通過(guò)求解反應(yīng)平衡方程而計(jì)算化學(xué)平衡和相平衡可用在有許多組分、已知一些反應(yīng)并且較少組分參加反應(yīng)的情況2023/3/1366IntroductiontoAspenPlus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(shí)，該功能十分有用。吉布斯能最小

通過(guò)吉布斯自由能最小化來(lái)確定在產(chǎn)品吉布斯自由能最小時(shí)的產(chǎn)品組成。2023/3/1367IntroductiontoAspenPlus動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器有RCSTR,RPlug和RBatch。因?yàn)榭紤]了反應(yīng)動(dòng)力學(xué),所以必須定義反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。動(dòng)力學(xué)可以用一個(gè)內(nèi)置模型定義：Power-Law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。2023/3/1368IntroductiontoAspenPlus使用反應(yīng)ID單個(gè)反應(yīng)ID可以在任意個(gè)數(shù)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)器(RCSTR,RPlug和RBatch)中引用。2023/3/1369IntroductiontoAspenPlusPowerLaw表達(dá)式示例:正反應(yīng):(假設(shè)反應(yīng)中A為2級(jí)，B為3級(jí))

系數(shù): A: B: C: D:

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

系數(shù): C: D: A: B:

指數(shù): C: D: A: B: -1 -2 2 31 2 0 02023/3/1370IntroductiontoAspenPlus物性目的:介紹物性方法和物性參數(shù)的概念明確有關(guān)物性方法選擇方面的問(wèn)題介紹使用物性分析來(lái)報(bào)告物性AspenPlus

參考資料:

用戶指南,

第7章,

物性方法用戶指南,第8章,物性參數(shù)和數(shù)據(jù)用戶指南,第29章,性質(zhì)分析71IntroductiontoAspenPlus

工況研究-丙酮回收

要獲得精確的模擬結(jié)果，選擇正確的物性方法和精確的物性參數(shù)是很重要的FEEDOVHDBTMSCOLUMN5000lbmol/hr丙酮：10mole%水：90mole%規(guī)定:丙酮回收率為99.5mole%2023/3/1372IntroductiontoAspenPlus如何建立物性選擇一個(gè)物性方法檢查參數(shù)/獲得其它參數(shù)確認(rèn)結(jié)果創(chuàng)建流程2023/3/1373IntroductiontoAspenPlus物性方法一個(gè)物性方法是用于計(jì)算物性的模型和方法的集合AspenPlus提供了含有常用的熱力學(xué)模型的物性方法。用戶可以修改現(xiàn)有的物性方法或建立新的物性方法。

2023/3/1374IntroductiontoAspenPlus描述組分物性的方法

物性模型

理想 狀態(tài)方程 活度系數(shù) 特殊 (EOS) 模型

模型

模型 物性模型2023/3/1375IntroductiontoAspenPlus理想狀態(tài)與非理想狀態(tài)的對(duì)比我們所定義的理想行為應(yīng)該是什么樣?符合理想氣體定律和拉烏爾定律 理想系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣?大小和形狀相似的非極性組分什么決定非理想狀態(tài)程度?分子相互作用

例如，分子的大小、形狀和極性我們?nèi)绾窝芯恳粋€(gè)系統(tǒng)的非理想程度?性質(zhì)圖(例如TXY&XY)xyxyxy2023/3/1376IntroductiontoAspenPlus狀態(tài)方程和活度模型比較

2023/3/1377IntroductiontoAspenPlus常用選項(xiàng)集狀態(tài)方程物性方法

PENG-ROBRK-SOAVE活度系數(shù)物性方法

NRTLUNIFACUNIQUACWILSON

2023/3/1378IntroductiontoAspenPlus亨利定律亨利定律只和理想與活度系數(shù)模型一起使用。它用于確定液相中的輕氣體和超臨界組分的量。任何超臨界組分和輕氣體(CO2、N2、等。)都應(yīng)該說(shuō)明為亨利組分(ComponentsHenryCompsSelection頁(yè)面)。亨利組分列表ID應(yīng)該在PropertiesSpecificationsGlobal

頁(yè)中的HenryComponents

域中輸入。2023/3/1379IntroductiontoAspenPlus選擇物性方法-復(fù)習(xí)你的系統(tǒng)中有無(wú)極性組分?操作條件是否在混合物臨界區(qū)域附近?你的系統(tǒng)中是否有輕氣體或超臨界組分?用帶有亨利定律的活度系數(shù)模型用活度系數(shù)模型用狀態(tài)方程模型否否否是是是參考:

AspenPlus用戶指南,第7章,物性方法,給出了關(guān)于物性方法選擇方面的類似的、更詳細(xì)的信息。2023/3/1380IntroductiontoAspenPlus如何建立物性方法選擇物性方法檢查參數(shù)/獲得其它參數(shù)確認(rèn)結(jié)果創(chuàng)建流程2023/3/1381IntroductiontoAspenPlus純組分參數(shù)描述一單個(gè)組分的屬性在PropertiesParametersPureComponent文件夾中輸入2023/3/1382IntroductiontoAspenPlus二元參數(shù)用來(lái)描述兩個(gè)組分之間的相互作用在PropertiesParametersBinaryInteraction文件夾中輸入來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的參數(shù)值能夠在圖形用戶界面中的輸入表中查看。在完成流程之前必須要查看含有來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的參數(shù)表。2023/3/1383IntroductiontoAspenPlus如何建立物性選擇物性方法檢查參數(shù)/獲得附加參數(shù)確認(rèn)結(jié)果創(chuàng)建流程2023/3/1384IntroductiontoAspenPlus物性分析用來(lái)生成簡(jiǎn)單的物性圖表，驗(yàn)證物性模型和數(shù)據(jù)。圖表類型:純組分,例如蒸汽力相對(duì)溫度二元,例如TXY,PXY三元相圖。在含有原始數(shù)據(jù)的結(jié)果表上，按PlotWizard

按鈕可得到其它二元曲線圖。為便于以后參考和使用，物性分析輸入和結(jié)果可以另存成一個(gè)表。2023/3/1385IntroductiontoAspenPlus物性分析-圖表理想XY圖: 恒沸物XY圖:

2液相XY圖:y-xdiagramforMETHANOL/PROPANOLLIQUIDMOLEFRACMETHANOL00.20.40.60.810.20.40.60.81VAPORMOLEFRACMETHANOL(PRES=14.69595PSI)y-xdiagramforETHANOL/TOLUENELIQUIDMOLEFRACETHANOL00.20.40.60.810.20.40.60.81VAPORMOLEFRACETHANOL(PRES=14.69595PSI)y-xdiagramforTOLUENE/WATERLIQUIDMOLEFRACTOLUENE00.20.40.60.810.20.40.60.81VAPORMOLEFRACTOLUENE(PRES=14.69595PSI)2023/3/1386IntroductiontoAspenPlus如何建立物性選擇一個(gè)物性方法檢查參數(shù)/獲得附加參數(shù)確認(rèn)結(jié)果創(chuàng)建流程2023/3/1387IntroductiontoAspenPlus建立物性-復(fù)習(xí)1. 選擇物性方法-根據(jù)下列條件選擇一個(gè)物性方法：模擬中存在的組分模擬的操作條件2. 檢查參數(shù)-確定在AspenPlus數(shù)據(jù)庫(kù)中可用的參數(shù)3. 獲得附加參數(shù)(必要時(shí))-所需的參數(shù)可以通過(guò)下列途徑獲得查找文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸(數(shù)據(jù)回歸)物性常數(shù)估算(物性估算)4. 確認(rèn)結(jié)果-通過(guò)下列方法來(lái)檢驗(yàn)對(duì)物性方法和所用物性數(shù)據(jù)的選擇是否正確物性分析2023/3/1388IntroductiontoAspenPlus物性集物性集(Prop-Set)是一個(gè)把物性集或集合作為一個(gè)用戶給定名的對(duì)象來(lái)訪問(wèn)的一種方法。當(dāng)在一個(gè)應(yīng)用中使用物性時(shí)只引用物性集名。用物性集可以報(bào)告熱力學(xué)性質(zhì)、傳遞性質(zhì)和其它性質(zhì)值。目前的物性集應(yīng)用包括:設(shè)計(jì)規(guī)定、Fortran模塊、靈敏度物流報(bào)告物性表(PropertyAnalysis)塔盤性質(zhì)(RadFrac,MultiFrac,等.)加熱/冷卻曲線(Flash2,MHeatX,等.)2023/3/1389IntroductiontoAspenPlus預(yù)先定義的物性集一些模擬模板包括預(yù)先定義的物性集下表列出了General

模板中包括的預(yù)先定義的物性集和物性類型:2023/3/1390IntroductiontoAspenPlus物流結(jié)果選項(xiàng)在SetupReportOptionsStream

頁(yè)上，用:FlowBasis和

FractionBasis

復(fù)選框定義如何報(bào)告物流組成PropertySets

按鈕指定物性集名，該物性集含有對(duì)每一個(gè)物流都要報(bào)告的附加性質(zhì)2023/3/1391IntroductiontoAspenPlus靈敏度分析目的:介紹靈敏度分析的用法，研究過(guò)程變量之間的關(guān)系。

AspenPlus

參考資料:

用戶指南,第20章,

靈敏度分析相關(guān)標(biāo)題:

用戶指南,

第18章,

訪問(wèn)流程變量用戶指南,第19章,Fortran模塊和內(nèi)嵌

Fortran92IntroductiontoAspenPlus靈敏度分析可使用戶研究輸入變量的變化對(duì)過(guò)程輸出的影響。在靈敏度模塊文件夾的Results表上能夠查看結(jié)果?？梢园呀Y(jié)果繪制成曲線，使不同變量之間的關(guān)系更加形象化。位于/Data/ModelAnalysisTools/Sensitivity

下2023/3/1393IntroductiontoAspenPlus靈敏度分析舉例冷卻器出口溫度怎樣影響產(chǎn)品物流純度的?被調(diào)節(jié)(被改變)變量是什么?被測(cè)量(采集)變量是什么?文件名:CUMENE-S.BKP冷卻器出口溫度產(chǎn)品物流中異丙基苯純度(摩爾分率)REACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2023/3/1394IntroductiontoAspenPlus靈敏度分析結(jié)果

2023/3/1395IntroductiontoAspenPlus靈敏度分析的用法研究輸入變量的變化對(duì)過(guò)程（模型）的影響用圖表表示輸入變量的影響核實(shí)設(shè)計(jì)規(guī)定的解是否可行2023/3/1396IntroductiontoAspenPlus靈敏度分析應(yīng)用步驟1. 定義被測(cè)量(采集)變量它們是在模擬中計(jì)算的參量，在第4步將要用到(SensitivityInputDefine

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

頁(yè))。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(gè)間隔內(nèi)等距點(diǎn)或變量值列表來(lái)規(guī)定。(SensitivityInputVary

頁(yè))4. 規(guī)定要計(jì)算的或要制成表的變量。制表變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(yè))。2023/3/1397IntroductiontoAspenPlus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。2023/3/1398IntroductiontoAspenPlus設(shè)計(jì)規(guī)定目的:介紹使用設(shè)計(jì)規(guī)定來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。AspenPlus參考資料:用戶指南,第21章,

設(shè)計(jì)規(guī)定相關(guān)標(biāo)題:用戶指南,第18章,訪問(wèn)流程變量用戶指南,第19章,Fortran模塊和內(nèi)嵌

Fortran用戶指南,第17章,收斂性99IntroductiontoAspenPlus設(shè)計(jì)規(guī)定類似于反饋控制器用戶可把被計(jì)算的流程參量值設(shè)置成一具體值通過(guò)改變一個(gè)指定的變量達(dá)到目的位于/Data/FlowsheetingOptions/DesignSpecs下2023/3/13100IntroductiontoAspenPlus設(shè)計(jì)規(guī)定舉例冷卻器出口溫度是多少才能使異丙基苯產(chǎn)品純度達(dá)到98%（摩爾百分?jǐn)?shù)）?被操作（改變的）變量是什么?被測(cè)量（采集）變量是什么?

要達(dá)到的規(guī)定（目標(biāo)）是什么?文件名:CUMENE-D.BKP冷卻器出口溫度物流PRODUCT中的異丙基苯摩爾分率物流PRODUCT中的異丙基苯摩爾分率=0.98REACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2023/3/13101IntroductiontoAspenPlus設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)用步驟1. 定義被測(cè)量（采集）變量它們是流程參量，通常是計(jì)算出的參量，

用于目標(biāo)函數(shù)中(DesignSpecDefine

頁(yè))。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(yè))。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(yè))。2023/3/13102IntroductiontoAspenPlus設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)用步驟

(續(xù))4. 定義被操作（改變的）變量它是一個(gè)變量，設(shè)計(jì)規(guī)定改變它的值以滿足目標(biāo)函數(shù)方程(DesignSpecVary

頁(yè))。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(yè))。2023/3/13103IntroductiontoAspenPlus

Fortran模塊目的:介紹AspenPlus中Fortran模塊的用法。AspenPlus參考資料:用戶指南,第19章,

Fortran模塊和內(nèi)嵌

Fortran相關(guān)標(biāo)題:用戶指南,第20章,靈敏度分析用戶指南,第21章,設(shè)計(jì)規(guī)定用戶指南,第18章,訪問(wèn)流程變量用戶指南,第22章,優(yōu)化104IntroductiontoAspenPlusFortran模塊用戶可以寫(xiě)AspenPlus執(zhí)行Fortran模塊。AspenPlus能夠解釋簡(jiǎn)單的Fortran，并且不需要編譯。若編譯較復(fù)雜Fortran代碼，在運(yùn)行AspenPlus引擎的機(jī)器上必須有Fortran編譯器。位于/Data/FlowsheetingOptions/Fortran下。2023/3/13105IntroductiontoAspenPlusFortran模塊舉例用Fortran模塊設(shè)置Heater模塊壓降換熱器壓降與換熱器體積流量的平方成正比。FortranBlockDELTA-P=-10-9*V2V文件名:CUMENE-F.BKPDELTA-PREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2023/3/13106IntroductiontoAspenPlusFortran模塊舉例

(續(xù))訪問(wèn)那一個(gè)流程變量?什么時(shí)候執(zhí)行Fortran模塊?要讀取那一個(gè)變量，寫(xiě)入那一個(gè)變量?物流REAC-OUT的體積流量它能用兩個(gè)不同方式訪問(wèn):1.物流REAC-OUT的質(zhì)量流量和質(zhì)量密度2.包含混合物的體積流量的物性集經(jīng)過(guò)模塊COOL的壓降在COOL模塊之前讀取體積流量寫(xiě)入壓降2023/3/13107IntroductiontoAspenPlusFortran模塊的用法前饋控制(根據(jù)上游物流計(jì)算的值設(shè)置流程輸入)調(diào)用外部子程序從外部文件輸入或輸出到外部文件寫(xiě)到控制面板,歷史文件,或報(bào)告文件上定制報(bào)告2023/3/13108IntroductiontoAspenPlusFortran模塊應(yīng)用步驟

1. 訪問(wèn)在Fortran內(nèi)使用的流程變量必須標(biāo)識(shí)所有讀取或?qū)懭氲牧鞒套兞?FortranInputDefine

頁(yè))。2. 編寫(xiě)Fortran為達(dá)到預(yù)期結(jié)果，要編寫(xiě)非執(zhí)行(COMMON,EQUIVALENCE,等)Fortran(FortranInputDeclarations

頁(yè))和可執(zhí)行Fortran(FortranInputFortran

頁(yè))。3. 規(guī)定Fortran模塊在執(zhí)行順序中的位置(FortranInputSequence

頁(yè))直接規(guī)定，或用讀寫(xiě)變量規(guī)定2023/3/13109IntroductiontoAspenPlusHeater和HeatX目的:

介紹Heater和HeatX單元操作模型的用法AspenPlus參考資料:

用戶指南,第12章,

單元操作模型110IntroductiontoAspenPlus操作HeaterHeater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(wú)論何時(shí)都不需要與功有關(guān)的結(jié)果。)2023/3/13111IntroductiontoAspenPlusHeater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出口溫度或溫度變化和下列之一:壓力熱負(fù)荷汽化分率2023/3/13112IntroductiontoAspenPlusHeater輸入規(guī)定(續(xù))對(duì)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2023/3/13113IntroductiontoAspenPlus操作HeatXHeatX能模擬如下管殼換熱器類型:逆流和并流TEMAE,F,G,H,J和X殼

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(jì)算2023/3/13114IntroductiontoAspenPlus操作HeatX(續(xù))當(dāng)規(guī)定HeatX時(shí)，要考慮:嚴(yán)格/詳細(xì)計(jì)算或簡(jiǎn)化/簡(jiǎn)捷法怎樣計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差傳熱系數(shù)壓降2023/3/13115IntroductiontoAspenPlusHeatX輸入規(guī)定選擇如下規(guī)定之一:傳熱面積和幾何尺寸換熱負(fù)荷熱端或冷端出口物流:溫度溫度變化汽化分率2023/3/13116IntroductiontoAspenPlusHeatX與Heater為避免由HeatX導(dǎo)致的流程復(fù)雜用兩個(gè)換熱器Usetwoheaters(與熱流股、Fortran模塊或設(shè)計(jì)規(guī)定相匹配)。2023/3/13117IntroductiontoAspenPlus兩個(gè)Heaters與一個(gè)HeatX相對(duì)2023/3/13118IntroductiontoAspenPlus熱曲線HeatX和Heater能計(jì)算熱曲線(Hcurves)。對(duì)于AspenPlus能生成的任何性質(zhì)的各種獨(dú)立變量(通常負(fù)荷和溫度)能夠創(chuàng)建表格。這些表格能打印、繪制曲線或輸出與其它換熱器設(shè)計(jì)軟件一起使用。2023/3/13119IntroductiontoAspenPlus熱曲線制表結(jié)果2023/3/13120IntroductiontoAspenPlus熱曲線繪制2023/3/13121IntroductiontoAspenPlus壓力變化模塊目的:

介紹變化壓力的所有單元操作模型:Pump（泵）、Compressor(壓縮機(jī))和計(jì)算通過(guò)管或閥的壓力變化的模型AspenPlus參考資料:

用戶指南,第12章,

單元操作模型122IntroductiontoAspenPlus操作Pump模型Pump模塊能模擬:泵水力透平計(jì)算或輸入功率Heater模型只能用于壓力計(jì)算Pump設(shè)計(jì)成處理單液相能規(guī)定氣-液或氣-液-液計(jì)算以確定出口物流條件。2023/3/13123IntroductiontoAspenPlus泵性能曲線通過(guò)規(guī)定標(biāo)量參數(shù)或泵性能曲線能進(jìn)行核算。規(guī)定:有量綱曲線壓頭對(duì)流量功率對(duì)流量無(wú)量綱曲線:壓頭系數(shù)對(duì)流量系數(shù)2023/3/13124IntroductiontoAspenPlus操作Compr模型Compr模塊能模擬:多變離心壓縮機(jī)多變正位移壓縮機(jī)等熵壓縮機(jī)等熵透平計(jì)算或輸入功率Heater模型只能用于壓力計(jì)算Pump設(shè)計(jì)成處理單相或多相Compr能計(jì)算壓縮機(jī)軸速率2023/3/13125IntroductiontoAspenPlus壓縮機(jī)性能曲線通過(guò)規(guī)定壓縮機(jī)性能曲線進(jìn)行核算。規(guī)定:有量綱曲線壓頭對(duì)流量功率對(duì)流量無(wú)量綱曲線:壓頭系數(shù)對(duì)流量系數(shù)Compr不能處理透平性能曲線2023/3/13126IntroductiontoAspenPlus功流股對(duì)于泵和壓縮機(jī)能規(guī)定任何數(shù)量的功流股對(duì)于來(lái)自泵或壓縮機(jī)的凈功負(fù)荷，能通過(guò)規(guī)定一個(gè)出口功流股來(lái)計(jì)算。2023/3/13127IntroductiontoAspenPlus操作閥模型閥模型可建立通過(guò)閥的壓降與閥流量系數(shù)的關(guān)系。閥模型假定流量是絕熱的。閥模型可確定出口物流的熱狀態(tài)和相態(tài)。閥模型能執(zhí)行單相計(jì)算或多相計(jì)算。2023/3/13128IntroductiontoAspenPlus操作管線模型Pipe模塊計(jì)算單管段中的壓降和傳熱。Pipeline模塊可用于多管段的管線。Pipe可執(zhí)行單相計(jì)算或多相計(jì)算。如果入口壓力已知，Pipe可計(jì)算出出口壓力。2023/3/13129IntroductiontoAspenPlus物性估算

目的:概括介紹在AspenPlus中估算物性參數(shù)的方法AspenPlus

參考書(shū)目:

用戶指南,

第30章,

物性參數(shù)的估算

參考手冊(cè),第2卷,

物性方法和模型，第8章

130IntroductiontoAspenPlus什么是物性估算？物性估算是估算物性模型所需參數(shù)的一個(gè)系統(tǒng)。它可以用來(lái)估算：純組分的物性常數(shù)與溫度相關(guān)的模型參數(shù)Wilson、NRTL和UNIQUAC方法的二元交互作用參數(shù)UNIFAC方法的基團(tuán)參數(shù)可以把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)引入估算中。2023/3/13131IntroductiontoAspenPlus物性估算的使用物性估算可以按兩種方式使用:獨(dú)立應(yīng)用:PropertyEstimationRunType(物性估算運(yùn)行類型)在另一種RunType中使用:Flowsheet,

PropertyAnalysis,DataRegression,PROPERTIESPLUS或

AssayDataAnalysis不管數(shù)據(jù)庫(kù)組分還是非數(shù)據(jù)庫(kù)組分你都可以用PropertyEstimation(物性估算)來(lái)估算。PropertyEstimation信息可在PropertiesEstimation文件夾中訪問(wèn)。2023/3/13132IntroductiontoAspenPlus使用物性估算的步驟1. 在PropertiesMolecularStructure窗口上定義分子結(jié)構(gòu)。2. 利用Parameters或Data窗體輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)(TB)對(duì)于許多估算方法都是非常重要的。因此只要有可能就應(yīng)該輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3. 在PropertiesEstimationInput窗口上激活PropertyEstimation并選擇物性估算選項(xiàng)。2023/3/13133IntroductiontoAspenPlus定義分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)對(duì)于PropertyEstimation(物性估算)中所使用的所有基團(tuán)貢獻(xiàn)法都是必需的。你可以以下列方式來(lái)定義它：以通用格式定義分子結(jié)構(gòu)并允許AspenPlus來(lái)確定官能團(tuán)，或者對(duì)于特殊方法以官能團(tuán)為單位定義分子結(jié)構(gòu)參考書(shū)目:有關(guān)基團(tuán)貢獻(xiàn)法可用到的官能團(tuán)的列表的詳細(xì)信息，參見(jiàn)參考手冊(cè),第3卷,物性數(shù)據(jù),第3章。2023/3/13134IntroductiontoAspenPlus定義通用結(jié)構(gòu)的步驟1. 在紙上勾畫(huà)出分子的結(jié)構(gòu)。2. 給每個(gè)原子編號(hào)，忽略氫原子。（編號(hào)必須是從1開(kāi)始的連續(xù)數(shù)字。）3. 轉(zhuǎn)到PropertiesMolecularStructure對(duì)象管理器中，選定組分，然后選擇Edit命令。4. 在MolecularStructureGeneral

頁(yè)上，按照其連接順序定義分子。

一次描述兩個(gè)原子：指定原子類型(C,O,S,…)指定連接這兩個(gè)原子的鍵的類型(單鍵、雙鍵…)2023/3/13135IntroductiontoAspenPlus定義分子結(jié)構(gòu)的示例用通用法定義異丁醇的分子結(jié)構(gòu)勾畫(huà)出該分子的結(jié)構(gòu)，然后給每個(gè)原子編號(hào)，忽略氫原子。C2C1C4C3O52023/3/13136IntroductiontoAspenPlus定義分子結(jié)構(gòu)的示例轉(zhuǎn)到PropertiesMolecularStructure對(duì)象管理器中，選定該組分，然后選擇Edit命令。在Properties

MolecularStructureGeneral

頁(yè)上，按照其連接順序描述分子，一次描述兩個(gè)原子。2023/3/13137IntroductiontoAspenPlus原子類型目前可用的原子類型:原子類型 描述 原子類型

描述

C Carbon(碳) P Phosphorous(磷)

O Oxygen(氧) Zn Zinc(鋅)

N Nitrogen(氮) Ga Gallium(鎵)

S Sulfur(硫) Ge Germanium(鍺)

B Boron(硼) As Arsenic(砷)

Si Silicon(硅) Cd Cadmium(鎘)

F Fluorine(氟) Sn Tin(錫)

CL Chlorine(氯) Sb Antimony(銻)

Br Bromine(溴) Hg Mercury(汞)

I Iodine(碘) Pb Lead(鉛)

Al Aluminum(鋁) Bi Bismuth(鉍)2023/3/13138IntroductiontoAspenPlus使用物性估算的步驟1. 在PropertiesMolecularStructure窗體上定義分子結(jié)構(gòu)。2. 利用Parameters或Data窗口輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)(TB)對(duì)于許多估算方法都是非常重要的。因此只要有可能就應(yīng)該輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3. 在PropertiesEstimationInput窗口上激活Propert