马后炮化工论坛-dynamic

AD、ACM初级培训游存芳2005.6.202023/2/61IntroductiontoAspenDynamicsAD:AspenDynamics

ACM:AspenCustomModeler2023/2/62IntroductiontoAspenDynamics课程安排-Day11. AspenDynamics概述

例子-AspenDynamics的应用

练习-脱乙烷塔2. 创建一个动态模拟过程

练习-加动态数据3. 运行一个动态模拟过程

练习-动态模拟2023/2/63IntroductiontoAspenDynamics4. 建模要点

练习-RPlugThermalInertia

练习-OverfilledVessel2023/2/64IntroductiontoAspenDynamics课程安排-Day25.脚本

练习-Scripts6. 任务语言

练习-Tasks7. 压力驱动的过程模拟

练习-PressureDrivenSimulation

2023/2/65IntroductiontoAspenDynamics8.过程控制

练习-PIDControllerTuning

练习-串级控制(可选)2023/2/66IntroductiontoAspenDynamicsAspenDynamics简介学习AspenDynamics的目的Aspendynamics的应用实例AspenDynamics用户界面2023/2/67IntroductiontoAspenDynamicsAspenDynamics和AspenCustomModelerFeatureACMADACM+ADRunGUIand

calculationsxxxCreatenewmodelsxxUsetheDynamics

libraryxxCallPropertiesPlusyesyesyes2023/2/68IntroductiontoAspenDynamics工作流AspenPropertiesPlusAspenPlusGUICreateandEditCustomModelsBrowseModelsandModifyFlowsheetAspenDynamicsAspenCustomModelerExportTransferModels2023/2/69IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics?用户界面自动生成动态模拟输入定义压力驱动的流程模拟流量驱动的流程模拟

可以浏览动态模型数学方程式必要时可以利用图形界面修改流程引入已有的流程模块动态模拟的自动初始化利用AspenPlus的计算结果2023/2/610IntroductiontoAspenDynamics自动插入内置控制器可用GUI组态用户控制器可以引入已有的控制模块三相(vapor-liquid-liquid平衡)计算能力电解质处理能力可与PolymersPlus集成支持石油馏分的分析/调和功能,包括石油物性的计算什么是AspenDynamics?2023/2/611IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics?支持以下模拟运行模式SteadyStateInitializationDynamicOptimizationSteadyStateDynamic(OptimalControl)EstimationHomotopy（同伦拓展法）Note:本课程不涵盖optimization,estimationorhomotopy等运行模式2023/2/612IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics利用热量计的结果可以预估动力学参数SimulationAccesseXtensions(SAX)可以利用外部程序接口访问和控制模拟过程WindowsOLEAutomationNote:Estimation,andSAX不包括在本课程内

2023/2/613IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics利用OLEforProcessControl(OPC)实现在线连接标准Windows系统可以与过程控制系统通讯.能够与控制系统或拥有OPCserver的其他应用系统交换数据，不需要专门的用户接口程序.动态模拟可用于:培训软测量和数据预估以当前装置条件自动初始化的动态预测模型2023/2/614IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamics自动生成DMCPlus线性模型与DMCPlus多变量控制器的接口可在AspenDynamics内部使用DMCPlus控制器可在AspenDynamics内进行阶跃实验可将结果以DMCPlusCollect文件格式输出来进行模型识别Note:DMCPlus接口内容不在本课程2023/2/615IntroductiontoAspenDynamics什么是AspenDynamicsControlDesignInterface(CDI)GeneratelinearizedmodelinformationforuseincontrolpackagessuchasMATLAB®State-space(A,B,C,D)matricesSteady-stategainmatricesRelativeGainArray(RGA)CalculatetheNiederlinskiIndex(NI)CalculatetheMorariResiliencyIndex(MRI)Note:CDIisnotcoveredinthiscourse2023/2/616IntroductiontoAspenDynamics目标:ShowhowtoapplyAspenDynamics,includingthekeyfeaturesoftheuserinterface.例子:AspenDynamics的应用2023/2/617IntroductiontoAspenDynamics例子:AspenDynamics的应用水-甲醇的闪蒸过程Flowrate100Kmol/hrTemperature50CPressure2BarMole-Fractions:Water0.5Methanol0.5Vaporfraction0.5Pressuredrop0.0atmVerticalVesselLength3.0mDiameter2.0mConstantdutyheattransferInitialliquidfillagefraction0.5FEEDVAPLIQFLASH2023/2/618IntroductiontoAspenDynamics初始状态为收敛的流程模拟:StartExample.bkp利用AspenPlus增加动态数据利用动态按钮访问动态数据文件夹动态数据表单需要如下数据：设备几何尺寸

过程热传递方法初始持液量设备热传递包括对环境的热损失自动生成AspenDynamics的问题文件并带入AspenDynamics中例子:AspenDynamics的应用2023/2/619IntroductiontoAspenDynamics用户界面介绍

ProcessFlowsheetwindowSimulationExplorerAllItemspaneContentspaneSimulationMessageswindowMenubarToolsbuttonsStatusBarSpecificationstatuswindowSpecificationanalysiswindow例子:AspenDynamics的应用2023/2/620IntroductiontoAspenDynamics动态模拟的初始化使用最新的“照相”数据运行模拟计算并从预制好的表格和曲线分析结果生成定制的表格和曲线可以通过增加新的PID控制器模块来修改流程控制方案例子:AspenDynamics的应用2023/2/621IntroductiontoAspenDynamics用户界面TitlebarMenubarToolbarsSimulationExplorerStatusbarFlowsheetWindowSimulationMessagesWindow2023/2/622IntroductiontoAspenDynamics用户界面带有通常下拉菜单的菜单栏Context-sensitivemenus可以快速执行某项动作的工具栏Run,Pause(tostop),Restart,Rewind,NewPlot,NewTable,etc.包括在线的和随机的帮助关于一些功能和特点的帮助关于建模的假定和模型框架的帮助关于AspenDynamics提供的例子的帮助2023/2/623IntroductiontoAspenDynamics帮助主题窗口2023/2/624IntroductiontoAspenDynamics用户界面工艺流程窗口:设备模块和物流的图形化连接设备模块通过物流相连接物流连接到接口接口附着在设备模块上2023/2/625IntroductiontoAspenDynamics工艺流程(PFS)窗口流程图窗口中可以点击鼠标右键弹出菜单2023/2/626IntroductiontoAspenDynamics工艺流程窗口流程通过模块的“拖和放”来构建使用鼠标左键将图例从模拟管理器中拖出放到工艺流程窗口点击鼠标右键弹出流程图操作菜单FlowsheetRMBactionsinclude:Zoom,Pan,Redraw,Print,FindObject,etc…块和物流同样拥有自己的弹出菜单2023/2/627IntroductiontoAspenDynamics工艺流程窗口块和物流的右键弹出菜单：访问表格模块和物流的属性

模块和物流的重新命名和删除对图例进行移动,旋转,放大缩小或更换图例重新连接物流的源头和目的地调用计算结果表格,曲线或其他窗体调用变量寻找窗口等等...2023/2/628IntroductiontoAspenDynamics工艺流程窗口接口物流通过连接到设备模块上的接口将模块连接起来通过拖动接口可将接口放在图例周边的任何位置红色接口时必需的

兰色接口是可选的单个接口允许多股物流的连接2023/2/629IntroductiontoAspenDynamics模拟管理器窗口项目总汇窗格包含了在内容窗格中显示的目标所在的文件夹内容窗格中显示的是在项目总汇窗格中选中的文件夹中的内容2023/2/630IntroductiontoAspenDynamicsSimulationExplorerWindowSimulationExplorerwithRMBMenuAllItemsPaneContentsPaneExpand/CollapseContents2023/2/631IntroductiontoAspenDynamics模拟管理窗口模拟文件夹包括:库动态库,包括模型物流类型其他库(如果有许可证的话)用户模型库

由ACM用户创建的用户库TRAFLOW(two-phasepipelinedynamicsimulationmodule)Note:TRAFLOWisnotcoveredinthiscourse2023/2/632IntroductiontoAspenDynamics模拟管理窗口模拟文件夹包括:流程文件夹

树状显示用于当前模拟的设备模块和物流以及相关的预先编制好的脚本、表格和曲线表格(用户的和预先设置的)包括历史表格在内的结果表格连续和分布的曲线局部变量表(局部变量的应用限定在本流程的编辑器内)任务脚本2023/2/633IntroductiontoAspenDynamics模拟管理窗口模拟文件夹包括:解法器选择窗口可以选择公式的解法,积分器,优化器,诊断输出,误差以及其他的模拟选择2023/2/634IntroductiontoAspenDynamicsSolverPropertiesWindow2023/2/635IntroductiontoAspenDynamics模拟管理窗口模拟文件夹包括:全局变量表应用在模拟中的全局变量的详细内容2023/2/636IntroductiontoAspenDynamicsGlobalsTableForm全局变量表2023/2/637IntroductiontoAspenDynamics模拟管理窗口模拟文件夹包括:组分表流程中所定义的组分名称和物性方法表2023/2/638IntroductiontoAspenDynamics组分表窗口访问物性选择窗口的按钮组分表窗口物性选择窗口2023/2/639IntroductiontoAspenDynamics模拟管理窗口模拟文件夹包括:诊断

报告计算公式和变量在模拟计算中的进展信息(只在运行计算中或计算后得到)2023/2/640IntroductiontoAspenDynamics模拟信息窗口显示来自解法器的诊断信息

显示来自脚本,任务的输出,编辑等的信息…右键弹出菜单动作:改变解法器的报告等级

选择信息输出地点屏幕文件清除模拟信息窗口的内容2023/2/641IntroductiontoAspenDynamics模拟信息窗口SimulationMessagesWindowwithRMBMenu2023/2/642IntroductiontoAspenDynamics定义状态条和窗口定义状态条和窗口

颜色会告诉使用者定义的状态GreenforGo当流程被修改时会自动更新定义双击状态按钮将访问定义状态窗口激活定义分析窗口记录定义的变化激活变量寻找窗口(将在后面讨论)创建流程脚本(脚本将在后面讨论)2023/2/643IntroductiontoAspenDynamics定义状态窗口SpecificationStatusWindow-General2023/2/644IntroductiontoAspenDynamics定义状态窗口SpecificationStatusWindow-FixedChanges2023/2/645IntroductiontoAspenDynamics作业(15分钟):脱乙烷塔

目的:用AspenPlus

对脱乙烷塔进行稳态模拟

完成塔的设计计算，用严格精馏法确定塔径2023/2/646IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔

(1)

工艺描述这是对来自乙烯厂的一个脱乙烷塔的模拟.进料来自脱甲烷塔且温度较脱乙烷塔低.因此进料首先用C2预热以适应脱乙烷塔的工况.闪蒸后的气相和液相分别送到塔的最合适的进料位置.再沸器用急冷水加热，冷凝器用C3冷却.控制目标是要分开C2s和C3s

.尽管塔顶的C3s超标会导致下游C2分离出现问题，但仍将塔底的C2s浓度作为硬性指标.2023/2/647IntroductiontoAspenDynamicsWorkshop:DeethanizerTower

(2)E101C2INHCFEEDC2OUTFLASHFDT101VAPFEEDLIQFEEDC2PRODC3PRODD101C2OUT2023/2/648IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(3)

已经准备了一个backup文件Start-Deethanizer.bkp.工艺流程已经构建好,组分表,物性方法,进料物流(C2INandHCFEED)组分都已规定完毕.剩下的工作是要补充其他所需数据,并且进行塔的设计计算(求出塔径).1.打开ASPENPLUS并打开Start-Deethanizer.bkp文件2.用下页提供的数据完成模拟所需的条件输入3.运行模拟计算2023/2/649IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(4)PropertyMethod:PSRKFeedStreams

HCFEED C2INMassFlowrateKg/hr: 92,000 150,000TemperatureC: -17 0PressureBar: 21.0 25Molefractions: Methane: 0.003 Ethane: 0.145 1.000 Propane: 0.032 Ethylene: 0.615 Propylene: 0.2052023/2/650IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(5)

FlashdrumD101:FLASH2blockwithadiabaticflashHeatDuty=0.0Pressuredrop=-0.1Bar(value=<0.0ispressuredrop)2023/2/651IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(6)

Pre-heaterE101:ShortcutHEATXblockwithcold-sideoutlettemperaturespecified.Hotsideinletstream:C2INColdsideinletstream:HCFEEDSpecification:Coldstreamoutlettemperature=-12.8CHotsidepressuredrop=-0.2Bar(value=<0.0ispressuredrop)Coldsidepressuredrop=-0.2Bar(value=<0.0ispressuredrop)2023/2/652IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(7)

De-ethanizerColumnT101:Numberofstages=21TotalcondenserDistillaterate(mass)=62541Kg/hrRefluxratio(molar)=0.6Feeds:Liquidtostage13,ON-STAGE;Vaportostage17,ON-STAGEPressures:Stage1/Condenser=20bar;Stage2pressure=20.1barStagepressuredrop=0.01bar2023/2/653IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(8)

ColumnResultsSummary-Condenser/Topstage2023/2/654IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(9)

ColumnResultsSummary-Reboiler/Bottomstage2023/2/655IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(10)

De-ethanizerColumnTraySizing:4.FromtheDatabrowserexplorerview,expandtheblocksobject.UnderBlocks,selectblockT101objectandexpand.SelectTraySizingandcreateanewTraySizingobjectwiththefollowingdata;Startingstage:2,Endingstage:20Traytype:SieveNumberofpasses=25.重新运行计算–注意计算出的塔板直径是多少?6.保存你的模拟为backup文件，下次作业要用.2023/2/656IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔(11)

TraySizingResultsSummary2023/2/657IntroductiontoAspenDynamics作业:脱乙烷塔Review2023/2/658IntroductiontoAspenDynamics创建一个动态模拟Objective:DescribeandunderstandthedatarequiredtocreateadynamicsimulationinputfromaconvergedAspenPlusflowsheet2023/2/659IntroductiontoAspenDynamics完成动态模拟输入这部分将要介绍以下问题：访问动态数据表格增加动态模拟所需的数据

创建动态问题文件2023/2/660IntroductiontoAspenDynamicsToviewDynamicToolbarmakesureDynamiccheckboxisselectedfromToolbarsdialogueboxunderViewmenu访问动态数据表格先从动态工具条中调出动态按钮然后按下2023/2/661IntroductiontoAspenDynamics增加动态数据动态数据用于以下计算:容器的几何尺寸(计算容器体积时所需)容器的初始持液状态(用于计算持液量)过程的热传递方法设备热传递选择设备的热容

环境的热损失严格精馏塔的水利学和压降计算2023/2/662IntroductiontoAspenDynamics容器的几何动态数据容器类别瞬间平衡

对大多数容器的缺省类型–不需要容器的几何尺寸立式卧式容器几何尺寸封头类别椭圆半球平面长度直径2023/2/663IntroductiontoAspenDynamics容器的几何数据表VesselGeometryDataForm-FlashDrum2023/2/664IntroductiontoAspenDynamics容器的几何结构2023/2/665IntroductiontoAspenDynamics容器的初始条件表2023/2/666IntroductiontoAspenDynamics过程热传递选择恒定热负荷

缺省定义(不需要增加进一步数据)恒定的热/冷媒温度热负荷取决于工艺介质温度和热/冷媒温度的温差当稳态热负荷Q等于零时，缺省为恒定热负荷计算LMTD(logmeantemperaturedifference)热负荷取决于工艺介质温度和热/冷媒温度的对数平均温差

2023/2/667IntroductiontoAspenDynamics过程热传递选择表HeatTransferOptionForm2023/2/668IntroductiontoAspenDynamics恒定热负荷选择在动态模拟中负荷是一个“fixed”类型的变量初始值为在稳态AspenPlus计算的结果在动态模拟中热负荷能够被控制

可以通过人为改变数值直接控制也可以通过PID调节器控制2023/2/669IntroductiontoAspenDynamics恒定温度选择在动态输入表格中定义热/冷媒的温度在动态模拟中可以直接或用调节器改变热/冷媒的温度计算方程:Q=UA.(T_process–T_medium)这里:Q =热负荷UA =总传热系数与传热面积乘积T_process =工艺介质温度T_medium =热/冷媒温度2023/2/670IntroductiontoAspenDynamicsLMTD选择[1]Q=UA.LMTD [2]Q=Fmmed.Cpmed.(Tmed_Out–Tmed_In)变量

说明LMTD 对数平均温差Fmmed 热/冷媒质量流量Tmed_In 热/冷媒进口温度Tmed_Out 热/冷媒出口温度Cpmed 热/冷媒定义热容UA 总传热系数与传热面积乘积2023/2/671IntroductiontoAspenDynamicsLMTD选择Thisvariable HasavaluethatTmed_in “fixed”型变量,但是能在动态模拟中控制T_approach 在动态模拟中是一个变化的值Cpmed 在动态模拟中为“fixed”型变量2023/2/672IntroductiontoAspenDynamics设备传热当设备温度发生较大变化时设备的热容就显得十分重要，这种情况一般发生在开车、停车或泄压时。所需数据设备质量

设备热容2023/2/673IntroductiontoAspenDynamics设备传热环境传热

当工艺过程对环境温度的变化敏感时，环境的传热就十分重要了所需数据设备重量

设备热容

总传热系数环境温度在全局定义表单上输入环境温度(或压力)2023/2/674IntroductiontoAspenDynamics设备热传递表EquipmentHeatTransferForm-FlashDrum2023/2/675IntroductiontoAspenDynamicsSetupSpecificationsGlobalSheet2023/2/676IntroductiontoAspenDynamics严格精馏法的水利学计算简单计算(缺省)TrayPacking带有压力修正的严格计算TraysPacking2023/2/677IntroductiontoAspenDynamics严格水利学计算表格2023/2/678IntroductiontoAspenDynamics严格精馏核算定义表单RadFracRatingSpecificationForm2023/2/679IntroductiontoAspenDynamics严格精馏核算的压力修正表单压力修正确认框2023/2/680IntroductiontoAspenDynamics生成AspenDynamics文件输出生成并存为Aspen动态问题文件runid.dynf生成并存为计算物性所需的AspenPropertiesPlusDefinition文件(APPDF)runiddyn.appdf发送具有输出功能且自动开始Aspen动态并调入输出问题文件runid#.dynfrunid#.appdf2023/2/681IntroductiontoAspenDynamics输出/发送动态模拟文件输出

菜单栏发送到AspenDynamics2023/2/682IntroductiontoAspenDynamics输出动态模拟文件注意:你只能输出/发送以下状态的模拟:有结果的模拟有警告结果的模拟2023/2/683IntroductiontoAspenDynamics作业(15分钟):增加动态数据目的:用AspenPlus把动态数据增加到稳态模拟中去.完成

Radfrac

块的塔板核算，进行塔的水利学计算.2023/2/684IntroductiontoAspenDynamics作业:增加动态数据

(1)这是前一个作业的延续.你可以使用提供的文件也可以使用上一个作业的结果.1.调用文件Start-DynData.bkp–这是上一个作业的结果2.在上一个作业中增加所需的动态数据(数据如下)到稳态计算中–在View/Toolbar菜单中调入动态按钮E101Pre-heaterAssumeinstantaneous(steady-state)operationD101Flashdrum:

Verticalvessel,withconstantheatdutyheatingoption

Length=3m,Diameter=2m

Initialliquidvolumefraction=0.52023/2/685IntroductiontoAspenDynamics作业:增加动态数据

(2)T101De-ethanizerColumn:Condenser: Constanttemperature(-45C)coolingmediumReboiler: LMTDheattransferoption, Quenchwatermediumtemperature:80

C Temperatureapproach:5

CRefluxDrum: Horizontalvessel Length:5m,Diameter:2mReboilerSump:Height=5m,Diameter=2.8m(fromtraysizingresult)Hydraulics: Rigorousoption 2023/2/686IntroductiontoAspenDynamics作业:增加动态数据

(3)3.Includeatrayrating(TrayRatingdataform)sectiontocalculatethecolumnhydraulicsTrayRatingforT101Column

Trayedsection:Stages2to20

SieveTray,2-pass

Diameter=2.8m(fromtraysizingresults)

Updatepressureprofile(checkononDesign/Pdroptab)4.运行稳态计算

5.保存backup文件.6.用File/Export生成.dynf和.appdf文件–选“FlowDrivenDynSimulation”文件类型.2023/2/687IntroductiontoAspenDynamics作业:增加动态数据

(5)TrayRatingResultsSummary2023/2/688IntroductiontoAspenDynamics增加动态数据Review2023/2/689IntroductiontoAspenDynamics运行动态模拟Objective:Describeandbecomefamiliarwiththeuserinterfacefeaturesrequiredforrunningdynamicsimulationsandviewingtheresults2023/2/690IntroductiontoAspenDynamics运行动态模拟这部分将要介绍以下问题;运行控制运行动态模拟的工具定义状态和状态栏水利压头计算模拟和系统工作文件2023/2/691IntroductiontoAspenDynamics运行控制运行模式初始化稳态动态运行控制工具RunStepPauseRestartRewind运行选择通讯间隔2023/2/692IntroductiontoAspenDynamics运行控制工具按钮RunStepPauseRestartRewindReset运行模式2023/2/693IntroductiontoAspenDynamics运行控制菜单2023/2/694IntroductiontoAspenDynamics运行选择窗口2023/2/695IntroductiontoAspenDynamics所有变量的记录时间历史从运行选择对话框中可选择保存所有变量的记录时间历史也可对某一表中所列变量保存记录时间历史从表格编辑属性中选出记录功能加到显示栏中也可对变量寻找工具找到的变量选择记录时间历史注意:当显示历史表格或曲线时缺省选择是变量的时间历史不做记录，在曲线显示之前的数据不显示2023/2/696IntroductiontoAspenDynamics变量的记录时间历史Plotcreatedaftertime0.1Hours-Nohistorydatarecordedpreviously2023/2/697IntroductiontoAspenDynamics解法选择窗口2023/2/698IntroductiontoAspenDynamics工具设置–用户缺省选择照相和使用照相表单–查看结果测量单位-UOM变量寻找2023/2/699IntroductiontoAspenDynamics工具按钮建立历史表建立表建立分布曲线建立曲线打开管理器变量寻找照相初始化模拟2023/2/6100IntroductiontoAspenDynamics工具菜单ToolsMenu2023/2/6101IntroductiontoAspenDynamics设置窗口SettingsWindow-UserDefaultPreferences2023/2/6102IntroductiontoAspenDynamics照相照相是保存在模拟过程中所有变量的结果（定义的或计算值）当前照相适应当前流程档案照相当流程或模拟结构发生任何变化时，照好的“底片”被打包并转变成单精度的二进制*.snp文件保存在问题文件夹中。保存的结果

照相被保存为ASCII语言(dynfextension)文件.2023/2/6103IntroductiontoAspenDynamics照相自动拍照初始定义(在运行前)稳态运行初始化运行预估运行优化Homotopy在零时间的动态初始化(收敛的)预先定义的照相

在定义好的时间间隔在重新初始化安排的照相手工创建的照相2023/2/6104IntroductiontoAspenDynamics照相管理的一般窗口2023/2/6105IntroductiontoAspenDynamics照相管理的创建窗口2023/2/6106IntroductiontoAspenDynamics照相的使用模拟计算在零时间的重新开始回到以前某一时刻的状态选择先前保存的拍照“底片”流程初始化可以从当前结果选择照相或从先前保存的照相中选择状态在各自的区域内输入所要求的变量名字形式(在变量寻找工具部分将讨论变量名字形式)注意:对rewind或restart,如果模拟时间超出当前时间范围，“定时拍照将取消.2023/2/6107IntroductiontoAspenDynamics照相返回窗口2023/2/6108IntroductiontoAspenDynamics表格预定的表格类型

表历史表单/时间连续曲线输出DMCPlus数据文件(*.clc)用于DMCPlus建模中的模型辩识分布曲线(stage-wiseprocessesonly)Microsoft®ActiveX™Controlform(例如PID控制器面板和组态表)流程用户定制表格Note:CanAccessResultswithWindowsAutomation2023/2/6109IntroductiontoAspenDynamics预先设置的表格PredefinedForms-RadFrac2023/2/6110IntroductiontoAspenDynamics预先设置的表格–示例AllVariablesConfigureConfigureSensor(streamsonly)ManipulateResultsProfileTable(stage-wiseprocessesonly)TimeSeriesPlot/HistoryTable(streamsonly)ProfilePlot2023/2/6111IntroductiontoAspenDynamics预先设置表格-ConfigureSensorConfigureSensor表格（仅对物流）

可以访问用于物流附加物性计算的开关相分率相组成相密度体积流率pH石油性质从结果表格查看所有结果

2023/2/6112IntroductiontoAspenDynamicsConfigurSensorFormCheckSensorOn2023/2/6113IntroductiontoAspenDynamicsHistoryTable/TimeSeriesPlotFormAccessHistoryTableviaaPlot(andviceversa)RMBonPlottoaccesshistorytable2023/2/6114IntroductiontoAspenDynamics流程用户表格NewPlotNewProfilePlotNewTableNewHistoryTableForms-CustomFormsToolButtons2023/2/6115IntroductiontoAspenDynamics从工具菜单选择用户表格Forms-CustomFormsTools2023/2/6116IntroductiontoAspenDynamics从变量寻找窗口定制表单制表按钮2023/2/6117IntroductiontoAspenDynamics显示变量属性SelectRecordattributetoaddtotablecolumns2023/2/6118IntroductiontoAspenDynamics变量属性2023/2/6119IntroductiontoAspenDynamics定义(SPEC)变量属性SPEC属性是识别变量的类型Fixed变量能够由用户控制(阶跃或斜坡)Free变量由解法器计算出来的

2023/2/6120IntroductiontoAspenDynamics单位变量属性–测量单位单个变量的测量单位可在表格中改变缺省的测量单位与AspenPlus模拟单位一致MetricUSENGMETMETCBARSISI-CBAR从Tools/UnitsofMeasuremenu选择测量单位集2023/2/6121IntroductiontoAspenDynamics测量单位SelectUnitsforvariablefromdropdownlist2023/2/6122IntroductiontoAspenDynamics测量单位用户可用脚本定义自己的测量单位集用户可用脚本增加单个变量新的显示测量单位集Note:MetricUOMsetisthebaseUOMsetforAspenDynamics.2023/2/6123IntroductiontoAspenDynamics水利学静压头效果液相物流流出下列模块时包括了液相压头效果Flash2Flash3DecanterMixerRadFracReboilerandCondenserRCSTR设置LIQUIDHEAD参数为“YES“-缺省为“NO”全局变量表(所有块)单个块的组态表单2023/2/6124IntroductiontoAspenDynamics水利学静压头效果BlockConfigureFormwithLiquidHeadCalculationSwitchLiquidHeadParameter2023/2/6125IntroductiontoAspenDynamics变量寻找使用变量寻找工具包括;寻找和列出流程中块变量名字

查看变量属性的当前值修改变量属性生成用户表格生成脚本(在后面讨论)变量名格式的基础为完全的“路径名”路径可以包括几个“fields”2023/2/6126IntroductiontoAspenDynamics变量寻找窗口2023/2/6127IntroductiontoAspenDynamics变量名格式可以用包含统配符格式访问变量名变量名的路径可以分成几个段（fields）一个field是下列分界字符之间的文字:.(句号)()(圆括号)Note:ThepatternBlocks(“T101”).Stage(*).Tcontainsfourfields2023/2/6128IntroductiontoAspenDynamics变量名格式-统配符符号

意义* 查找当前名字段的零个或多个字符~ 查找零个或多个名字段? 查找的指定的名字段中的任何单个字符可以混用统配符2023/2/6129IntroductiontoAspenDynamics变量名格式–示例*与当前名字段的零个或多个字符相匹配X* 代表 X123X* 不代表 X(“WATER”)X* 不代表 X.Y2023/2/6130IntroductiontoAspenDynamics变量名格式-Examples*Tray.Temp匹配下面的名字;MyTray.TempHerTray.TempHisTray.Temp*Tray.Temp不能代表下面名字;MyColumn.MyTray.TempThesearchpatternhas*TrayinthefirstfieldbutthenameMyColumnisinadifferentfield2023/2/6131IntroductiontoAspenDynamics变量名格式-Examples~matcheszeroormorecharactersinanumberofnamefieldsinthepathX~matchesnamesoftheform X123X~matchesnamesoftheform X(“WATER”)X~matchesnamesoftheform X.YThesearchwillmatchallvariablesthathavethesamenameinthehierarchyforbothblocksandstreams2023/2/6132IntroductiontoAspenDynamics变量名格式-Examples~.*Tray.TempmatchesnamesofthefollowingformsMyTray.TempHerTray.TempHisTray.TempMyColumn.MyTray.TempMyProcess.MyColumn.MyTray.TempThesearchwillmatchallvariablesthathavethesamenameinthehierarchyforbothblocksandstreams2023/2/6133IntroductiontoAspenDynamics变量名格式-ExamplesAll4examplesbelowproducethesameresultBlocks(“T101”).Stage(*).X(*)Blocks(“T101”).S*(*).X(*)Blocks(“T101”).S*~(*).X(*)Blocks(“T101”).S*~(*).X~2023/2/6134IntroductiontoAspenDynamics变量名格式-Examples?matcheszeroorasinglecharacterintheCURRENTnamefieldTray?matchesnamesofformTray1Tray?matchesthenameformTray2Tray?doesnotmatchnamesoftheformTrayTray?doesnotmatchnamesoftheformTray12Note:Seetheon-linehelpformoreexamples2023/2/6135IntroductiontoAspenDynamics模拟和系统工作文件RUNID.BKP AspenPlusbackupRUNID.APW AspenPlus(binary)documentRUNIDDYN.APPDF AspenDynamicsproblem physicalpropertiesdefinitionfileRUNIDDYN.OBJ AspenDynamicsuser FORTRANobjectlibraryRUNIDDYN.HIS AspenDynamicsrunhistory2023/2/6136IntroductiontoAspenDynamics模拟和系统工作文件RUNID.DYNF AspenDynamicsproblemfile forflowdrivensimulationsRUNID.DYND AspenDynamicsproblem (binary)document..\RUNID AspenDynamicsworkingproblem systemfilessubdirectory,including snapshots(binary*.snpfiles)2023/2/6137IntroductiontoAspenDynamics作业(60分钟):动态模拟

目的:练习和熟悉AspenDynamics的特性运行动态模拟并实现一个阶跃变化建立自己的结果表格、随时间变化的曲线和分布曲线修改曲线属性2023/2/6138IntroductiontoAspenDynamics在线帮助如果需要帮助

则有一个详细的主题

从帮助主题对话框中点击索引表.一个表或区域

在ASPENPLUS工具栏中, 点击What‘sThis按钮然后点击需要帮助的区域或表格.一个对话框

在对话框中点击帮助按钮.光标或鼠标放置的位置按F12023/2/6139IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(1)将提供你一个Start-DynSim.dynfandStartDynSim.appdf文件.这个文件和上一次输出的作业是等同的.1.打开AspenDynamics并调入所给文件–或调入上一次作业所输出的文件.2.从工具菜单下打开变量寻找窗口3.确认“IncludeParameters”框4.在Variable区域,输入下列寻找格式以搜寻所有在这一层次的包含LiquidHead字符的变量~.LiquidHead*

5.从搜寻结果中,选中D101和T101的冷凝器和再沸器的液相压头变量.2023/2/6140IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(2)

2023/2/6141IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(3)6.点击Table按钮生成三个液相压头参数的用户表格7.在表格中再增加相关的物流压力变量,如下;8.将运行方式设为初始化并运行9.观察物流压力的变化2023/2/6142IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(4)10.通过改变液相压头参数将D101和T101冷凝器和再沸器的液相压头效果计算的开关从“No”切到“Yes”11.重新进行初始化计算12.注意物流压力值是否有很大改变?13.建立一个新表来观察下列变量;a)改变碳氢化合物进料(streamHCFEED)的质量流率的定义(从Manipulate表中选择FmR变量)b)D101出口物流(VAPFEED和LIQFEED)的质量流率的变化(即各自结果表中的Fm变量)2023/2/6143IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(5)c)D101液位的变化(结果表中的液位变量)在物流HCFEED的结果表中哪一个变量和其控制表中的FmR变量是等同的?14.建立一个包含新建表格中所有变量的曲线图15.用RMB的属性/AxisMap来修改曲线图使其所有的流量在同一个坐标轴上而液位在第二个坐标轴上16.打开控制器LC1(D101液位控制器)的面板，用plot按钮打开相关的结果曲线17.建立一个新的历史表格来观察塔底乙烷摩尔分率和塔顶丙烷摩尔分率的变化2023/2/6144IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(6)18.用下列步骤建立一个新的分布曲线来显示塔的乙烷和丙烷的液相组成.a)Tools菜单/NewProfilePlotb)输入曲线的名字C2_C3_Split生成一个空的分布曲线c)在空图的任何位置,RMB点出Plot的菜单d)选出ProfileVariables弹出ProfileEditore)在Profile1的ProfileName区间输入乙烷的名字f)点击在Y-AxisVariables部分下的Add按钮

g)输入第一个分布的变量名字: Blocks(“T101”).stage(*).X(“Ethane”)Profileeditor如下页显示.2023/2/6145IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(7)

TheProfileEditor2023/2/6146IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(8)

h)将Profile的值改为2I)对Profile2,输入丙烷名字j)点击在Y-AxisVariables部分下的Add按钮

k)输入第二个分布的变量名字: Blocks(“T101”).stage(*).X(“Propane”)l)Ok.19.从Run菜单中选择RunOptions,将“Communication”间隔设为0.1hours并将“Pauseat”时间设为0.1hours–必须先将运行状态设为动态!20.在动态模式下运行模拟到0.1hours你能重现T101的下列组分分布吗?2023/2/6147IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(9)T101CompositionProfilesatsimulationTime0.1Hours2023/2/6148IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(10)21.重新打开ProfileEditor(右键在profileplot上打开profilevariables).在时间设定部分,点击时间设定单选按钮将时间增至0.522.打开碳氢化合物进料控制表将进料的总质量流率提高20%（从92,000到110,000kg/hr）.23.将pauseat时间改为0.5hours24.运行模拟至完成你能得到下面的图形吗?2023/2/6149IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(11)FeedflowDisturbanceEffects2023/2/6150IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(12)T101CompositionHistory2023/2/6151IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(13)T101CompositionProfilesatsimulationTime0.5Hours2023/2/6152IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(14)ControllerLC1FacePlateatsimulationTime0.5Hours2023/2/6153IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(15)ControllerLC1ResultsPlotatsimulationTime0.5Hours2023/2/6154IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

(16/16)在装置中这股进料扰动带来的整个影响是什么?哪一个变量是最容易受到影响的?.闪蒸罐的液位控制器的调节正常吗?为什么液位控制器不能回到它的设定值?25.将你的问题文件保存为AspenDynamicsLanguage(*.dynf)文件类型提示:为了更好的计算,请关闭你不需要的任何应用程序(e.g.AspenPlus,InternetBrowsers,AspenDynamicsFormssuchastables,plots,etc….).2023/2/6155IntroductiontoAspenDynamics作业:动态模拟

Review2023/2/6156IntroductiontoAspenDynamics功能和主要建模特点目的:介绍AspenDynamics模型的功能及局限性.理解基本的建模机理及一般假设2023/2/6157IntroductiontoAspenDynamics功能及主要建模特点这部分将要讨论以下问题;支持功能物性组分类型物流模型和物流类型单元操作模型能处理满或空的容器2023/2/6158IntroductiontoAspenDynamics物性完全三相计算能力(vapor-liquid-liquid平衡)

表观方法的电解质计算

物性计算选择严格的物性计算“局部”物性方法(缺省)计算物性例如焓、熵、密度、K值2023/2/6159IntroductiontoAspenDynamics物性计算局部物性方法物性可以简单地拟合成温度和压力的函数比完全的物性计算要快和完全的物性计算一样准确为求精确局部物性参数在每一个积分步长都进行更新2023/2/6160IntroductiontoAspenDynamics物性计算局部物性计算例子--液相摩尔焓计算方程

这里:hL

= 液相摩尔焓xi

=组分I的摩尔分率

AiBi = 组分I的局部物性参数T = 温度nc = 组分数2023/2/6161IntroductiontoAspenDynamics物性计算注意:电解质的计算可能需要“严格”的物性计算选择2023/2/6162IntroductiontoAspenDynamics聚合物模拟PolymersPlus是一个层次化的产品能处理聚合物的物性提供组分的特性描述包括聚合的动力学模型LimitedtomaximumofonepolymerandoneZieglerNattacatalystOnlythefollowingkineticmodelsaresupportedFreeRadicalStepGrowthMulti-siteZieglerNattaNote:Examplesimulationsofpolymer