2.18ASPENPLUS应用简介(new)

1、第9章 ASPEN PLUS 应用简介 9.1 概述 9.2 ASPEN PLUS基本操作 9.3 ASPEN PLUS 应用实例 9.1 概述1、物性2、单元操作、单元操作3系统实现策略系统实现策略9.1 概述 在物性部分中包括基础物性数据库、热力学性质和传递物性，下面分别加以介绍。基础物性数据库 ASPENPLUS中含有一个大型数据库，共含有近900种纯物质的32类物性（分子量、Pitzer偏心因子、临界性质、标准生成自由能、标准生成热、正常沸点下的汽化潜热、回转半径、凝固点、偶极矩、比重等）；同时还有理想气体热容方程式的参数、Antoine方程的参数、液体焓方程系数。对UNIFAC和UN

2、IQUAC方程的参数也收集在数据库中，在计算过程中，只要所用组分在数据库中存在，则可自动从数据库中取出基础物性进行热力学性质和传递物性的计算。物性物性9.1 概述热力学性质和传递物性 在模拟中用来计算热力学性质和传递物性的模型和各种方法的组合共有43种。计算理想混合物汽液平衡的拉乌尔定律、烃类混合物的Chao-Seader、非极性和弱极性混合物的REdilich-Kwong-Soave、BWR-Lee-Starling、Peng-Robinson。强的非理想液态混合物的活度系数模型主要有UNIFAC、UNIQUAC、Wilson、NRTL；计算纯水和水蒸气的模型ASME及用于脱硫过程中含有水、

3、二氧化碳、硫化氢、乙醇胺等组分的Kent-Eisenberg模型等。有两个模型分别计算石油混合物和液体体积。传递物性模型可计算气体、液体的粘度、扩散系数、导热系数及液体表面张力。计算每一种传递物性基本上有一种模型可供选择计算。物性物性9.1 概述燃烧物数据库燃烧物数据库是计算高温气体性质的专用数据库。该数据库含有常见燃烧物的59种组分的参数，其温度可高达6000K，而用ASPENPLUS主数据库，当温度超过1500K以上时，计算结果不够精确。但是燃烧物数据库只适用于部分单元操作模型对理想气体的计算。物性物性9.1 概述ASPEN PLUS 中共有二十多个单元操作模型，如混合、分割、换热、闪蒸等

4、，另外换包括间歇反应器、多塔精馏、灵敏度分析与工况分析模块。 多塔精馏多塔精馏 用于对多个多级分馏装置相互联接系统的严格模拟。能处理带有侧流气体、泵循环、旁路和外部换热器的复杂分馏操作。间歇反应器间歇反应器 用来模拟单相或两相间歇式反应器。反应器可有一个连续进料或一个连续出料。采用缓冲罐的办法使间歇反应器与模拟流程的稳态物流相连接。灵敏度分析灵敏度分析 用户通过给定某一变量作为灵敏度分析变量，通过改变此变量的值模拟出操作结果的变化情况。工况分析工况分析 为了对同一流程作几种操作工况的运行分析，可采用工况分析模块。它除对基本工况进行模拟外，还要对一系列工况中的每个工况进行流程模拟。单元操作单元操

5、作9.1 概述 数据输入数据输入 ASPENPLUS的输入是由命令方式进行的，即通过三级命令关键字书写的语段、语句及输入数据对各种流程数据进行输入。输入文件中还可包括注解和插入的 FORTRAN语句，输入文件命令解释程序可转化成用于模拟计算的各种信息。解算策略解算策略ASPENPLUS所用的解算方法为序贯模块法，对流程的计算顺序可由用户自己定义，也可由程序自动产生。对于有循环回路或设计规定的流程必须迭代收敛。所谓设计规定是指用户希望规定某处的变量值达到一定的要求，例如要规定某产品的纯度或循环流股的杂质允许量等。对设计规定通过选择一个模块输入变量或工艺进料流股变量，加以调节以使设计规定达到要求值

6、。关于循环物流的收敛方法有威格斯坦法（Wegstein）、直接送代法、布罗伊顿法、虚位法和牛顿法等，其中虚位法和牛顿法主要用于收敛设计规定。 结果输出结果输出 可把各种输入数据及模拟结果存放在报告文件中，可通过命令控制输出报告文件的形式及报告文件的内容，并可在某些情况下对输出结果作图。在物流结果中包括：总流量、粘度、压力、汽化率、焓、熵密度、平均相对分子质量及各组分的摩尔流量。 系统实现策略系统实现策略9.2 ASPEN PLUS基本操作9.2.1 ASPEN PLUS 的启动 9.2.2模拟流程的设置 9.2.3 输入物流数据及其它参数的输入 9.2.4 结果的输出9.2.1 ASPEN P

7、LUS 的启动 1、 打开控制面板，双击Aspen License Manager。2、选择手动（Manual），点击Launch，激活License Server。3、在程序菜单中打开Aspen plus user interface,启动Aspen plus 。4、在弹出的对话框中，用户可以选择Blank Simulation（新流程）、Template（模板）和Using an Existing Simulation(打开一个已有的流程)。 5、确定用户服务器的位置，使用缺省项，按OK键，系统出现成功连接的消息框。否则打开控制面板，重新启动Aspen License Manager。 6

8、、系统进入Aspen plus 主界面 。9.2.2模拟流程的设置 1、当我们选定了合适的单元模块，就可以放到流程区中去。2、 在画好流程的基本单元后，就可以打开物流区，用物流将各个单元设备连接起来。3、 进行物流连接的时候，系统会提示在设备的哪些地方需要物流连接，在图中以红色的标记显示。4、在红色标记处，确定所需要连接的物流，当整个流程结构确定以后，红色标记消失，按Next按钮，系统提示下一步需要做的工作。 9.2.3 输入物流数据及其它参数的输入 1、当流程的参数没有完全输入时，系统自动打开数据浏览器（data browse）使用户了解哪些参数需要输入，并以红色标记显示。2、在组分（com

9、ponent）一栏中，输入流程的组分，也可以通过查找功能从Aspen数据库中确定需要的组分。3、在物性计算方法栏（Properties Specification）确定整个流程计算所需的热力学方法。4、设置物流的参数，包括压力、温度、浓度等等。5、设定设备的参数，如塔板数，回流比。6、当数据浏览器中的红色标记没有以后，按Next按钮系统提示所有的信息都输入完毕，可以进行计算了。9.2.4 结果的输出结果的输出 当Aspen 对整个流程计算完毕以后，在数据浏览器中的结果汇总（Results Summary)中可以看到模拟的结果。 9.3 ASPEN PLUS 应用实例1 下面以甲醇-二甲醚-水3

10、元混合物精馏塔的模拟计算为例，具体说明ASPEN PLUS的应用步骤。首先假设系统已进入ASPEN PLUS 的主界面，具体过程如下： 1、在单元模块区选择Columns，在它的下层菜单中选择Radfrac，在其弹出的精馏塔图示中选择第一行中的第三图例 。2、将鼠标移到流程区，并单击，在流程区出现一个塔，将鼠标移到物流、能流区，单击，将在塔上出现需要连接的物流（用红色表示），鼠标移到红色标记前后，通过拖动连接上进出单元的物流。 9.3 ASPEN PLUS 应用实例23、当连接单元物流上的红色标记消失后，表明单元流程已建立，单击“N ”。4、系统弹出的对话框，在“Title”中输入模拟流程名称

11、，在“Units of measurement” 选择输入、输出数据的单位制，一般选择米制。5、单击“N ” ，系统弹出的模拟流程组分对话框，在“Component ID”下分别输入“1、2、3”，在对应的“Formula”下分别输入“H2O、CH4O、C2H6O”，对前两种物质，系统会自动辨识，系统会自己添上组分名称，而对于第3种物质，由于有多种可能，系统会弹出给你选择的对话框，选择二甲醚即可。 9.3 ASPEN PLUS 应用实例36、单击“N ”，系统弹出物流特性估算方法对话框，在对话框中选择“P-R”方法。 7、单击“N ”，系统弹出如右图的输入物流基本情况对话框，主要有流量（8kmol/hr）、压力（8kg/sqcm）、温度（30），摩尔分率（0.4,0.27,0.33）。 8、单击“N ”，系统弹出如右图塔设备基本情况设置对话框，设置塔板数为5，冷凝器的形式为全凝器，回流弊为2，塔顶引出物流量为2.5kmol/hr,以