化工設(shè)計第三章物料衡算和能量衡算課件

第三章物料衡算和能量衡算工藝計算前的準(zhǔn)備工作物料衡算能量衡算本章學(xué)習(xí)內(nèi)容本章學(xué)習(xí)要求熟悉工藝計算所需資料的收集方法；掌握物料衡算方法；掌握熱量衡算方法。§3-1工藝計算前的準(zhǔn)備工作一、工藝性資料的收集（1）物料衡算提綱。生產(chǎn)步驟和化學(xué)反應(yīng)（包括主、付反應(yīng)）各步驟所需的原料，中間體規(guī)格和物理化學(xué)性質(zhì)，成品的規(guī)格和物化性質(zhì)，每批加料量或單位時間進(jìn)料量，各生產(chǎn)步驟的產(chǎn)率。（2）工藝流程圖及說明。（3）熱量計算參數(shù)和設(shè)備計算數(shù)據(jù)

（ΔH、Cp、K、λ、α等）。（4）流體輸送過程參數(shù)（粘度μ、密度ρ、摩擦系數(shù)等）?！?-1工藝計算前的準(zhǔn)備工作（5）傳質(zhì)過程系數(shù)，相平衡數(shù)據(jù)。（6）冷凍過程的熱力學(xué)參數(shù)。（7）具體的工藝操作條件（溫度T、壓力P、流量G）（8）介質(zhì)的物性和材質(zhì)性能，材質(zhì)數(shù)據(jù)，腐蝕數(shù)據(jù)。（9）車間平立面布置的參考資料。（10）管道設(shè)計資料（管道配置、管道材質(zhì)、架設(shè)方式、管件、閥件等）。（11）環(huán)境保護(hù)、安全保護(hù)等規(guī)范和資料。一、工藝性資料的收集§3-1工藝計算前的準(zhǔn)備工作二、工程性資料的收集

（1）氣象、地質(zhì)資料。（2）公用工程的消耗量，輔助設(shè)施能力。（3）總圖運輸、原料輸送方式、儲存方式。（4）上、下水資料。（5）配電工程資料。（6）儀表自控資料等。三、資料的來源§3-1工藝計算前的準(zhǔn)備工作（1）科研單位（研究報告）（2）設(shè)計單位（設(shè)計圖紙、設(shè)計說明書）（3）基建單位（廠址方案、基建工程資料和安裝工程資料）（4）生產(chǎn)單位（現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和實際的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)）車間原始資料、各種生產(chǎn)報表工藝操作規(guī)程設(shè)備崗位操作法設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程及設(shè)備維修紀(jì)錄卡勞動保護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程車間化驗室的分析研究資料車間實測數(shù)據(jù)工廠科室掌握的技改資料供銷科的產(chǎn)品目錄和樣本財務(wù)科的產(chǎn)品原料單耗及成本分析資料全廠職工勞動福利的生活資料（5）可行性研究報告、各國文摘和專利、各類工藝書籍、各類調(diào)查報告、各種化工過程與設(shè)備計算等書籍。（4）生產(chǎn)單位（現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)和實際的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)）§3-1工藝計算前的準(zhǔn)備工作§3-1工藝計算前的準(zhǔn)備工作四、幾本常用的化工設(shè)計資料和手冊（1）IndustrialChemicals（2）EncyclopediaofChemicalTechnology（3）ScienceandTechnology（4）ChemicalAbstracts（C.A）（5）HandbookofTechnology（6）I.C.T（國際物理、化學(xué)和工藝數(shù)值手冊）（7）化工工藝設(shè)計手冊（8）材料與零部件手冊§3-2物料衡算

對已有的生產(chǎn)設(shè)備或裝置，利用實際測定的數(shù)據(jù)，算出另一些不能直接測定的物料量。用此計算結(jié)果，對生產(chǎn)情況進(jìn)行分析、作出判斷、提出改進(jìn)措施。設(shè)計一種新的設(shè)備或裝置，根據(jù)設(shè)計任務(wù)，先作物料衡算，求出進(jìn)出各設(shè)備的物料量，然后再作能量衡算，求出設(shè)備或過程的熱負(fù)荷，從而確定設(shè)備尺寸及整個工藝流程。一、物料衡算的目的和依據(jù)1.能為化工設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）物料消耗定額。（2）工藝設(shè)備的大小尺寸。（3）管道的大小尺寸。（4）為能量衡算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.物料衡算的依據(jù)

理論依據(jù)：質(zhì)量守恒定律設(shè)計任務(wù)書、生產(chǎn)量、工藝技術(shù)條件、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、相平衡數(shù)據(jù)等。物料衡算物料衡算二、物料衡算式1.化工過程的類型間歇操作、連續(xù)操作以及半連續(xù)操作穩(wěn)定狀態(tài)操作和不穩(wěn)定狀態(tài)操作物料衡算間歇操作過程原料在生產(chǎn)操作開始時一次加入，然后進(jìn)行反應(yīng)或其他操作，一直到操作完成后，物料一次排出，即為間歇操作過程。此過程的特點是在整個操作時間內(nèi)，再無物料進(jìn)出設(shè)備，設(shè)備中各部分的組成、條件隨時間而不斷變化。連續(xù)操作過程在整個操作期間，原料不斷穩(wěn)定地輸入生產(chǎn)設(shè)備，同時不斷從設(shè)備排出同樣數(shù)量（總量）的物料。設(shè)備的進(jìn)料和出料是連續(xù)流動的，即為連續(xù)操作過程。在整個操作期間，設(shè)備內(nèi)各部分組成與條件不隨時間而變化。半連續(xù)操作過程操作時物料一次輸入或分批輸入，而出料是連續(xù)的，或連續(xù)輸入物料，而出料是一次或分批的。物料衡算穩(wěn)定狀態(tài)操作過程或稱穩(wěn)定過程整個化工過程的操作條件（如溫度、壓力、物料量及組成等）不隨時間變化，只是設(shè)備內(nèi)不同點有差別。不穩(wěn)定狀態(tài)操作過程或稱不穩(wěn)定過程操作條件隨時間不斷變化。二、物料衡算式1.化工過程的類型進(jìn)料總量=出料總量+損耗量+積累量對于連續(xù)穩(wěn)定過程：進(jìn)料總量=出料總量+損耗量二、物料衡算式2.物料衡算式物料衡算物料衡算二、物料衡算式例如物料衡算對于連續(xù)不穩(wěn)定過程，由于該過程內(nèi)物料量及組成等隨時間而變化，因此，物料衡算式須寫成以時間為自變量的微分方程，表示體系內(nèi)在某一瞬時的平衡。二、物料衡算式物料衡算(1)搜集計算數(shù)據(jù)。(2)畫出物料流程簡圖。(3)確定衡算體系。(4)寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，包括主反應(yīng)和副反應(yīng)，標(biāo)出有用的分子量。(5)選擇合適的計算基準(zhǔn)，并在流程圖上注明所選的基準(zhǔn)值。(6)列出物料衡算式，然后用數(shù)學(xué)方法求解。(7)將計算結(jié)果列成輸入－輸出物料表(物料平衡表)。(8)校核計算結(jié)果。三、物料衡算步驟物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算對于一個連續(xù)、穩(wěn)態(tài)過程，可寫出下式：

式中

Fi

—第i股物流物質(zhì)的質(zhì)量流量，流入系統(tǒng)時取“+”，流出系統(tǒng)時取“-”；xij—第j組分在第i股物流中的摩爾分?jǐn)?shù)；

Vjm—第j股組分在第m個化學(xué)反應(yīng)中的化學(xué)計量系數(shù),對生成物取“+”，對反應(yīng)物取“-”，對惰性組分為零；rm—第m個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率；

Nr—過程中所包含的化學(xué)反應(yīng)個數(shù)。物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算1.非反應(yīng)過程的物料衡算【例3-1】將含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)（下同）40%的硫酸與98%的濃硫酸混合成為90%的硫酸。要求90%的硫酸流量為1000kg/h，各溶液的另一組分為水。試完成其物料衡算。四、連續(xù)過程的物料衡算物料衡算【解】衡算基準(zhǔn)為小時。以w表示各股物流的質(zhì)量流量。混合器w1w2w340%H2SO498%H2SO490%H2SO4混合器總質(zhì)量平衡W1+W2=W3=1000混合器水平衡0.6W1+0.02W2=0.1W3=100混合器H2SO4質(zhì)量平衡0.4W1+0.98W2=0.9W3=900物料衡算解得W1＝138kg/h;W2＝862kg/h可列出物料衡算表：四、連續(xù)過程的物料衡算【例3-1】例3-1物料衡算表【解】物料衡算

連續(xù)常壓精餾塔進(jìn)料為含苯（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）38%（wt)和甲苯62%的混合溶液，要求餾出液中能回收原料中97%的苯，釜殘液中含苯不高于2%，進(jìn)料流量為20000kg/h，求餾出液和釜殘液的流量和組成，并填寫精餾塔物料平衡表。四、連續(xù)過程的物料衡算【例3-2】【解】?思路由已知條件可以獲得xFB，xWB，xDB，F(xiàn)，然后求得W、D作全塔總質(zhì)量衡算得F=D+W作全塔苯的質(zhì)量衡算得FxFB=DxDB+WxWB以下標(biāo)B代表苯物料衡算【例3-2】已知進(jìn)料中苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%，這樣進(jìn)料中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為：已知釜殘液中苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，這樣釜殘液中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為：四、連續(xù)過程的物料衡算【解】進(jìn)料液平均相對分子質(zhì)量【解】已知進(jìn)料流量為20000kg/h則進(jìn)塔原料的摩爾流量為：依題意，餾出液中能回收原料中97%的苯，所以有:DxDB=232.2×0.4196×0.97=94.51kmol/h物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算物料衡算將已知數(shù)據(jù)代入上述質(zhì)量衡算方程得232.2=W+D232.2×0.4196=94.51+0.02351W解得W=124.2kmol/hD=108kmol/h列出精餾塔物料平衡表如下：四、連續(xù)過程的物料衡算【解】物料衡算2.反應(yīng)過程的物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算【例3-3】

在化學(xué)反應(yīng)器中，利用乙烯部分氧化制取環(huán)氧乙烷，是將乙烯在過量空氣存在條件下通過銀催化劑進(jìn)行反應(yīng)。主反應(yīng)r1

2C2H4+O2

2C2H4O同時存在副反應(yīng)r2

C2H4+3O22CO2+2H2O

如果進(jìn)料物質(zhì)的流量為1000 mol/h，進(jìn)料中含C2H4摩爾分?jǐn)?shù)10%，乙烯的轉(zhuǎn)化率為25%，生成產(chǎn)物C2H4的選擇性為80%，計算反應(yīng)器出口物流的流量與組成。四、連續(xù)過程的物料衡算物料衡算【解】利用化學(xué)反應(yīng)速度求解。⑴組分編號

組分C2H4O2N2C2H4OCO2H2O編號123456⑵計算簡圖，如圖3-1所示

r1r2催化反應(yīng)器1F1x11，x12，x13γφF22x21x22x23x24x25x26⑶方程與約束式

①物料平衡方程根據(jù)物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算【解】⑶方程與約束式C2H4－O2－－N2－－C2H4OCO2－H2O－

①物料平衡方程

物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算②摩爾分?jǐn)?shù)約束式【解】⑶方程與約束式③設(shè)備約束式根據(jù)轉(zhuǎn)化率與選擇性，得轉(zhuǎn)化率表達(dá)式選擇性表達(dá)式空氣中氧與氮具有固定的比例（1）（2）（3）物料衡算四、連續(xù)過程的物料衡算Nv=16（2個流量、9個摩爾分?jǐn)?shù)、2個反應(yīng)速率、3個設(shè)備參數(shù)）方程組的數(shù)量Ne=6+2+3設(shè)計變量的數(shù)量Nd=Nv-Ne=16-11=5由題意取

【解】（4）變量分析為一組設(shè)計變量，其值分別為：F1=1000mol/h方程式（1）與式（3）中只含兩個未知數(shù)可首先求解；當(dāng)解出與后，反應(yīng)器的進(jìn)口工況均為已知，經(jīng)變換后，其余9個方程可變?yōu)橐约盀槲粗獢?shù)的線性方程組，其求解甚易；解得以上9個未知數(shù)后，則可由算得全部出口物流參數(shù)：四、連續(xù)過程的物料衡算【解】⑸求解方程組物料衡算物料衡算五、車間（裝置）的物料衡算【例3-4】乙烯與氯氣反應(yīng)生產(chǎn)氯乙烯的過程如下圖：A氯化B次氯化Cl2C2H4C熱裂解D分離C2H3Cl(VCM)HCl在各反應(yīng)器中發(fā)生如下反應(yīng)：(A)氯化反應(yīng)C2H4+Cl2→C2H4Cl2

DCE收率98%(DCE：二氯乙烷）物料衡算五、車間（裝置）的物料衡算（B）次氯化C2H4+2HCl+0.5O2→C2H4Cl2+H2O

DCE以乙烯為基準(zhǔn)的收率為95%；以HCl為基準(zhǔn)的收率為90%。（C）熱裂解C2H4Cl2→C2H3Cl(VCM)+HClVCM的收率為99%，HCl的收率為99.5%設(shè)VCM產(chǎn)量為12500kg/h，試求Cl2,C2H4流量及HCl的循環(huán)量。五、車間（裝置）的物料衡算（1）聯(lián)立代數(shù)方程法【解】已知：VCM,DCE,HCl分子量分別為62.5,99.0,36.5設(shè)C2H4進(jìn)入（A）的流量為x1,進(jìn)入（B）的流量為x2,HCl的循環(huán)量為x3

VCM=12500/62.5=200kmol/h則：x3=0.995(0.98x1+0.95x2)（1）0.90x3/2=0.95x2

（2）0.99(0.98x1+0.95x2)=200（3）聯(lián)立（1）（2）得x2=0.995(0.98x1+0.95x2)×0.9/1.9x2=0.837x1（4）五、車間（裝置）的物料衡算聯(lián)立（3）（4）得x1=113.8

x2=95.3因此：Cl2流量

x1=113.8kmol/hC2H4流量

x1+x2=209.1kmol/hHCl循環(huán)量

x3=0.995×(0.98×113.8+0.95×95.3)=201.1kmol/h【解】（2）直接迭代法設(shè)以HCl的循環(huán)量x3作為迭代變量迭代步驟為：五、車間（裝置）的物料衡算2）用式0.9x3/2=0.95x20.99(0.98x1+0.95x2)=200求出x1,x21）假設(shè)x33）將x1,x2代入x3=0.995(0.98x1+0.95x2)方程求出x3’，與初值比較，若誤差已經(jīng)達(dá)到收斂指標(biāo)，則結(jié)束計算?，F(xiàn)設(shè)x3=150kmol/h，迭代過程各變量值如下：迭代次數(shù)

x3x2x1x3’

115071.055137.2877201.0342201.03495.2298113.8623201.0433201.04395.234113.858201.0434201.043由此可知迭代4次即可收斂。

兩種情況：根據(jù)給定的進(jìn)出物料量及已知溫度求另一股物料的未知物料量或溫度，常用于計算換熱設(shè)備的蒸汽用量或冷卻水用量。在原有的裝置上，對某個設(shè)備，利用實際測定（有時也要作一些相應(yīng)的計算）的數(shù)據(jù)，計算出另一些不能或很難直接測定的熱量或能量，由此對設(shè)備作出能量上的分析。如根據(jù)各股物料進(jìn)出口量及溫度，找出該設(shè)備的熱利用和熱損失情況?！?-3能量衡算一、能量衡算的目的和依據(jù)通過能量衡算可以解決以下問題:確定各單元過程所需熱量或冷量及其傳遞速率；確定物料輸送機(jī)械和其他操作機(jī)械所需功率；化學(xué)反應(yīng)所需的放熱速率和供熱速率；余熱的綜合利用。能量衡算的依據(jù)是熱力學(xué)第一定律，物料衡算則是能量衡算的基礎(chǔ)。熱力學(xué)第一定律：

過程中內(nèi)能的增量等于體系所吸的熱減去體系對環(huán)境所做的功。

能量衡算二、能量衡算的方法及步驟能量衡算1.總能量衡算

連續(xù)穩(wěn)定流動過程的總能量衡算

?H+?Ek+?EP＝Q+W間歇過程的總能量衡算

?U+?Ek+?EP＝Q+W一般間歇操作，動能、位能差項等于零，即?Ek＝0，?EP＝0，所以上式又可簡化為

?U＝Q+W此式即為熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)式，此處W

的符號以環(huán)境向體系作功為正。能量衡算二、能量衡算的方法及步驟2.熱量衡算

熱量衡算式Q=?H=H1–H2Q=?U=U1–U2

(間歇過程)熱量衡算就是計算在指定的條件下進(jìn)出物料的焓差，從而確定過程傳遞的熱量。在實際計算時，由于進(jìn)出設(shè)備的物料不止一個，因此可改寫為：

ΣQ=ΣH1–ΣH2

或

ΣQ=ΣU1–ΣU2

能量衡算3.熱量衡算的步驟

二、能量衡算的方法及步驟按題意繪出簡略流程圖，并在圖上標(biāo)明已知條件。選擇組分焓計算基準(zhǔn)的狀態(tài)及溫度。列出能量衡算方程式。查表或計算求得Cp，再求得ΔH。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入能量衡算方程式計算。作輸入、輸出表。能量衡算三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算式式中A—任意一種反應(yīng)物或產(chǎn)物；nAR—過程中生成或消耗的物質(zhì)的量,mol；μA—A的化學(xué)計量系數(shù)。

nAR和μA均為正值。

1.以反應(yīng)熱效應(yīng)為基礎(chǔ)的計算方法

第一種基準(zhǔn)：若已知標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱，則可選298K，101.3kPa為反應(yīng)物及產(chǎn)物的計算基準(zhǔn)。能量衡算【例3-5】三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算氨氧化器的能量衡算。氨氧化反應(yīng)式為：4NH3+5O24NO+6H2O此反應(yīng)在25℃、101.3kPa的反應(yīng)熱為-904.6kJ?，F(xiàn)有25℃的100mol/hNH3和200mol/hO2連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng)，產(chǎn)物在300℃呈氣態(tài)離開反應(yīng)器。如操作壓力為101.3kPa，計算反應(yīng)器應(yīng)輸入或輸出的熱量。【解】衡算基準(zhǔn)：25℃、101.3kPa；參考態(tài)：NH3(氣)，O2(氣)，NO(氣)，H2O(氣)。因此進(jìn)口的兩股物料的焓均為零。能量衡算三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算由物料衡算得到的各組分的摩爾流：反應(yīng)器NH3100mol/hO2200mol/h25℃

Q/(KJ/h)NO100mol/hH2O150mol/hO2

75mol/h300℃計算出口物料的焓：查得NO、O2和H2O的比熱容能量衡算三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算出口物料的焓：將計算出的焓值填入進(jìn)、出口焓表，見表3-3。能量衡算

物料

n進(jìn)

H進(jìn)

n出

H出

NH3

O2NOH2O(氣）100

200

00

75100150

635.25845.21435.5進(jìn)出口焓表三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算已知氨的消耗量為100mol/h，有由此算出過程的△H為=-22615+(635.25+845.2+1435.5)-0=-19700kJ/h即為了維持產(chǎn)物溫度為300℃，應(yīng)每小時從反應(yīng)器移走19700kJ/h的熱量。三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算2.以生成熱為基礎(chǔ)的計算方法第二種基準(zhǔn)：以組成反應(yīng)物及產(chǎn)物的元素，在25℃、101.3kPa時的焓為零，非反應(yīng)分子以任意適當(dāng)?shù)臏囟葹榛鶞?zhǔn)。畫一張?zhí)钣兴辛鞴山M分ni和Hi的表，表中反應(yīng)物或產(chǎn)物的Hi是各物質(zhì)25℃的生成熱與物質(zhì)由25℃變到進(jìn)口狀態(tài)或出口狀態(tài)所需顯熱和潛熱之和。過程的總焓變即為所以第二種基準(zhǔn)中的物質(zhì)，是組成反應(yīng)物和產(chǎn)物的以自然形態(tài)存在的原子。三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算【例3-6】用第二種基準(zhǔn)作能量衡算。

甲烷在連續(xù)式反應(yīng)器中用空氣氧化生產(chǎn)甲醛，副反應(yīng)是甲烷完全氧化生成CO2和H2O。CH4（氣）+O2HCHO（氣）+H2O（氣）CH4（氣）+2O2CO2+2H2O（氣）以100mol進(jìn)反應(yīng)器的甲烷為基準(zhǔn)，物料流程圖如圖3-5所示。假定反應(yīng)在足夠低的壓力下進(jìn)行，氣體可看作理想氣體。甲烷于25℃進(jìn)反應(yīng)器，空氣于100℃進(jìn)反應(yīng)器，如要保持出口產(chǎn)物為150℃，需從反應(yīng)器取走多少熱量？【解】物料基準(zhǔn)：100mol進(jìn)料中的CH4。衡算結(jié)果見下圖。三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算反應(yīng)器25℃，CH4100mol

CH4

60molHCHO（氣）30molO2100molN2376mol100℃CO2

10molH2O（氣）50molO2

50mol

N2376mol150℃能量衡算：取25℃時生成各個反應(yīng)物和產(chǎn)物的各種原子（即C、O、H）為基準(zhǔn)，非反應(yīng)物質(zhì)N2也取25℃為基準(zhǔn)（因25℃是氣體平均摩爾熱容的參考溫度）。計算各組分單位進(jìn)料、出料焓值三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算（1）25℃進(jìn)料CH4的焓：CH4由元素C、H在25℃組成，因此H進(jìn)（CH4）=查手冊生成熱H進(jìn)（CH4）=-74.85kJ/mol出料CH4（150℃）：（2）進(jìn)料O2(100℃):出料O2(150℃):三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算（3）進(jìn)料N2(100℃):出料N2(150℃):（4）HCHO（氣，150℃）：（5）CO2（150℃）：三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算（5）CO2（150℃）：（6）H2O（150℃，汽）：將以上結(jié)果填入進(jìn)出口焓表中

物料n進(jìn)/(mol)H進(jìn)/（KJ/mol)n出/(mol)H進(jìn)/（KJ/mol)CH4100-74.8560-69.95O21002.235503.758N23762.1873763.655HCHO30-114.74CO210-388.4H2O50-237.56三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算進(jìn)出口焓值表三、化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算能量衡算當(dāng)能量衡算不計動能變化時本題亦可采用列表計算，簡單明了，便于檢查核對。見P68表3-5?！?-4計算機(jī)在化工設(shè)計中的應(yīng)用流程模擬軟件AspenProIIVMGSim;VMGThermoChemCAD流程模擬：在特定流程圖上進(jìn)行計算來模擬過程、設(shè)計設(shè)備和確定關(guān)鍵操作條件的值。計算內(nèi)容：

物料和能量衡算、過程的設(shè)備參數(shù)、設(shè)備和工廠費用預(yù)算及經(jīng)濟(jì)評價。一、AspenONE工程與創(chuàng)新解決方案

由AspenTech公司開發(fā)。可為一工程項目從規(guī)劃與設(shè)計，到操作與工藝改進(jìn)，以及管理過程資產(chǎn)提供最佳解決方案。AspenPlus

是生產(chǎn)裝置設(shè)計、穩(wěn)態(tài)模擬和優(yōu)化的大型通用流程模擬工具，可用于化學(xué)化工、醫(yī)藥、石油化工等多種工程領(lǐng)域的工藝流程模擬、裝置性能監(jiān)控、優(yōu)化。利用其可以回歸試驗數(shù)據(jù)；用簡單的設(shè)備模型初步設(shè)計流程；用詳細(xì)的設(shè)備模型嚴(yán)格計算物料平衡、能量平衡；確定主要設(shè)備大小；在線優(yōu)化完整的工藝裝置。流程模擬軟件

學(xué)習(xí)AspenPlus必備知識：化工原理：化工過程的單元操作。

熱力學(xué)方法：物性計算方法。化工系統(tǒng)工程：如何對化工系統(tǒng)進(jìn)行建模，分析、求解。

如果要求簡單掌握，只需前兩方面的知識即可。如果要求深入掌握，則須具備化工系統(tǒng)工程方面的知識。

AspenPlus的計算是最精確的，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)也是最完善的。不過由于它考慮的方面非常全面，所以學(xué)起來比較費勁。流程模擬軟件AspenHYSYS流程模擬軟件面向油氣生產(chǎn)、氣體處理和煉油工業(yè)的模擬、設(shè)計、性能監(jiān)測的流程模擬工具。原為加拿大Hyprotech公司的產(chǎn)品。2002.5與AspenTech合并，HYSYS成為Aspen工程套件的一部分。為工程師進(jìn)行工廠設(shè)計、性能監(jiān)測、故障診斷、操作改進(jìn)、業(yè)務(wù)計劃和資產(chǎn)管理提供了建立模型的方便平臺。

PolymersPlusAspenPlusOptimizer二、PRO/IIPRO/II

流程模擬程序由美國SIMSCI公司開發(fā)。廣泛地應(yīng)用于化學(xué)過程的嚴(yán)格的質(zhì)量和能量平衡。PRO/II擁有完善的物性數(shù)據(jù)庫、強(qiáng)大的熱力學(xué)計算系統(tǒng)以及40多種單元操作模塊。PRO/II適用于：油/氣加工、煉油、化工、化學(xué)、工程和建筑、聚合物、精細(xì)化工/制藥等行業(yè)，主要用來模擬設(shè)計新工藝、評估改變的裝置配置、改進(jìn)現(xiàn)有裝置、依據(jù)環(huán)境規(guī)則進(jìn)行評估和證明、消除裝置工藝瓶頸、優(yōu)化和改進(jìn)裝置產(chǎn)量和效益等。流程模擬軟件流程模擬軟件