Aspen Plus 化工流程模拟应用

Aspen Plus 化工流程模拟应用
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一、化工过程模拟系统的构成
模拟系统的组成部分通用流程模拟系统（以稳态流程模拟为例）一般至少有以下几个组成部分：
①单元操作和反应过程模块如精馏、换热、闪急蒸馏、蒸馏、流体输送等以及各种反应模块。

调用这些基本单元操作模块，在计算机中可以搭成各种各样模拟流程，来描述实际工艺流程。

②物性估算系统包含基础物性数据库和估算关联模型。

前者存贮各种化合物的基本物性数据，如分子量、密度、临界压力、临界温度、标准沸点、偏心因子等，以便计算时调用；后者是为计算各种物质（纯物质和混合物）在给定条件下的各种物性所需的估算方程式。

例如状态方程、计算液相活度系数的关联式、计算热焓和自由能的关联式等，物性估算系统用以为单元操作模块计算提供所需要的各种物性数据。

③数学方法程序主要有两大类数学程序：一类是系统分解方法，能够使大系统自动分隔和断裂，并排出单元模块的计算顺序；另一类是加速迭代计算收敛和其他通用的数学方法。

④执行系统具有输入语言自动翻译、模拟程序装配和结果打印等功能。

二、Aspen Plus模拟的主要步骤
1．建立模型——常用内置模板有:空气分离模板、化学工艺、气体加工、石油、固体等。

此外，还要选择模拟的运行类型，flow sheet类型最常用。

如果不进行流程模拟则可选择其他的运行类型,如化验数据分析、数据回归、性质分析等。

2. 定义流程——Aspen Plus中的单元操作模型主要有：混合器和分流器、分离器、换热器、塔反应器、压力变送器、控制器、固体以及用户模型。

3. 计算的全局信息——全局信息主要有：运行类型、平衡要求、有效相态、诊断信息、全局的温度压力限制、物流类及子物流、度量单位选择以及最终的报告形式等。

4. 规定组分——Aspen Plus拥有强大的组分数据库，除了标准的内置数据库外,用户还可使用自己的数据库。

注意，在处理固体组分时，定义组分是否恰当会直接影响到最后的模拟结果。

5. 选择物性方法——Aspen Plus 软件中提供了很多的物性方法，并且为不同的应用推荐了不同的方法。

6.规定物流——物流可以将物质流或者是能流从一个单元模型带到另一个单元模型。

如果物流中已知粒子尺度分布也可以在此设定。

同时通过物流还可以分析物流物性和生成PV,PT封闭曲线。

三、化工过程模拟中的模块库类型及每类型中具体可模拟的
单元操作模块（英文加中文翻译）1.Mixeis/Splitters 混合/分流器
Mixer 混合器
FSplit 分流器
SSplit 子分流器
2.Separators 分离器
Flash2两股出料闪蒸罐
Flash3三股出料闪蒸罐
Decanter 液-液傾析器
Sep组分分离器
Sep2两股出料组分分离器
3.Heat Exchangers 换热器
Heater 加热器
HeatX两物换热器
MHeatX多物流换热器
HXFIux管壳式换热器
4.Columns 塔
DSTWU简捷法蒸馏设计模块
Distl 简捷法蒸馏校核模块
RadFrac严格计算模块
Extract液-液萃取严格计算模块
MultiFrac严格法多塔蒸馏模块
SCFrac简捷法多塔蒸馏模块
PetroFrac 石油炼制分馏模块
BatchSep间歇蒸馏模块
5.Reactors 反应器
RStoic 化学计量反应器
RYield产率反应器
REquil平衡反应器
RCSTR全混釜式反应器
RPlug平推流反应器
RBatch间歇式反应器
6.Pressure Changer 压力变化器
Pump 泵
Compr 压缩机/透平机
MCompr多级压缩机/透平机
Valve控制阀
Pipe单段管
Pipeline多单段管
7.Manipulators 流股调节器
Mult 物流乘法器
Dupl.物流复制器
ClChng物流类变化器
Analyzer物流分析器
Selector物流选择器
Qtvec 热负荷控制器
Measurement测量器
Design-spec 设计说明
Calculator计算器
Transfer 翻译
8.Solids 固体
Crystallizer 连续结晶器
Crusher粉碎器
Screen筛
Fabfl纤维过滤器
Cyclone 旋风分离器VScreub 文丘里管洗刷器ESP 干燥静电沉淀器HyCyc旋流除砂器CFuge离心分离过滤器Filter旋转减压过滤器Swash单级固体洗涤器CCD逆流清洗器
Dryer干燥器。