ASPEN_PLUS入门教程_煤气化

•PIPE 单段管线压降
•VALVE 阀压降ห้องสมุดไป่ตู้
•SCFRAC 简算法多塔精馏
•PETROFRAC 石油炼制分 馏塔
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单元操作模型及其主要功能
固体处理器 用户模型 流控制器
•USER 有限进出流股
•MULT 乘法器 •DUPL复制器 •CLCHNG 流股复类器 •SELECT 物流选择器 •ANALYZER 物流分析器 •QTVEC 热负荷控制器 •USER2 无限进出流股 •HIERARCHY 分层结构 •CYCLONE 旋风分离器 •RSP静电除尘器 •FABFL纤维过滤器 •VSCRUB文丘里涤气器 •CRUSH破碎机 •SCREEN筛选机 •HYCYC水力旋风分离器 •FILTER转鼓过滤器 •CFUGE离心过滤器 •SWASH 固体洗涤器 •CCD 逆流倾析器 •CRYSTALLIZER 结晶器 •DRYER 干燥器
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单元操作模型（Block） 物性方法（Property Method）
单元操作模型及其主要功能
热交换器 分离器 混合器和分流器 •MIXER 通用混合 •HEATER 通用加热 器 •HEATX 热交换器 •MHEATX多股物流 的热交换器 •HETRAN管壳式换 热器 •AEROTRAN空冷式 换热器 •HxFlux热传递计算 •HTRIXIST 与HTRI 的接口
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ASPEN PLUS的优势
可以模拟电解质系统
许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性 盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收 等。 Aspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度系 数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的电解质系统。这些 模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。
Hysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebModels COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERM Concept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/Utilities Aspen ICARUS Axsys/Aspen Zyqad HTFS/Aspen Hetran/Aerotran/Teams Hetran/Aerotran RTO Option/Aspen OnLine Polymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom Modeler BaSYS (BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM Aspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNet Pinch/Water/Utilities
•MEASUREMENT测量器
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物性方法和模型描述
热力学性质 传递性质 焓、熵、吉布斯自由能、逸度系数、体积等 粘度、热导率、表面张力、扩散系数等 用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法
状态方程物性方法
与煤相关应用 煤的粉碎，研磨 分离和清洗过滤,旋风分离,沉降，洗涤 煤燃烧 煤气化 煤液化 酸性气体吸收，使用 SOLIDS SOLIDS PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM，BWR-LS PRWS,RKSWS,PRMHV2,,RKSMHV2,PSRK,SR-POL AR
Aspen Plus培训讲义
1
主要内容
ASPEN PLUS简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍 通过实例介绍如何建立模拟模型 模型分析工具使用的基础
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ASPEN PLUS 简介
流程模拟——使用计算机程序定量模拟一个化学过程的 特性方程。
基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。
Advanced System for Process Engineering（ASPEN） 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司 参与开发。 1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公 司，并称之为Aspen Plus。 经过20多年不断地改进、扩充和提高,已先后推出了十多 个版本,成为举世公认的标准大型流程模拟软件。
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ASPEN PLUS的优势
具有快速可靠的流程模拟功能
Aspen Plus提供流程模拟所需的多种功能，可帮助用户方便地编 写输入文件，快速而可靠地收敛流程，以及进行流程优化计算。 这些功能包括： 可按流程模拟需要使用在线FORTRAN语句和子程序。
可以使用Aspen Plus的插入模块（Insert）功能，重复使用流程 模型的某一部分，例如一个酸性气体净化模型，一组物性输入 数据。也可以建立用户自已的Inserts， 并存入用户插入模块库 （Library）来应用。 可以利用设计规定（Design Specification）来达到对任何模块计 算的参数所规定的目标值。
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ASPEN PLUS 能做什么
进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算 预测物流的流率、组成和性质
功 能
预测操作条件和设备尺寸
减少装置的设计时间、进行设计方案比较 回答“如果…那会怎么样”的问题 帮助改进当前工艺
在给定的限制内优化工艺条件
辅助确定一个工艺约束部位
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ASPEN PLUS 基本概念
具有最完备的物性系统
一套完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型 (共105种) 包括5000多种纯组分的物性数据 Aspen Plus是唯一获准与DECHEMA数据库接口的软件。该数据库 收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计二十五万多 套数据。用户也可以把自己的物性数据与Aspen Plus系统连接。 高度灵活的数据回归系统（DRS）此系统可使用实验数据求取物性 参数，可以回归实际应用中任何类型的数据，计算任何模型参数， 包括用户自编的模型。可以使用面积式或点测试方法自动检查汽液 平衡数据的热力学一致性。 性质常数估算系统（PCES）能够通过输入分子结构和易测性质（例 如沸点）来估算短缺的物性参数 Redlich-Kwong-UNIFAC状态方程可用于非极性、极性和缔合组分 体系
•SEP 组分分割
•SEP2 两产品分离 •FLASH2 两相闪蒸
•SPLIT 分流
•FLASH3三相闪蒸
•DECANTER 液－ 液倾析器
•FSPLIT 子物流分流
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单元操作模型及其主要功能
压力改变 反应器 固体处理
•RADFRAC 严格法精馏 •MULTILFRAC 严格法多 塔精馏 •EXTRAC 严格法萃取 •DSTWU 简算法精馏，设 计型 •DISTL 简算法精馏，核算 型 •PYIELD 收率反应器 • RSTOIC 化学计量反应 器 •RCSTR 连续搅拌釜式 反应器 •RPLUG 活塞流反应器 •REQUIL两相化学平衡 反应器 •RGIBBS 通用相平衡和 化学平衡反应器 •RBATCH 间歇式反应器 •PUMP 泵/料浆泵 •COMPR 单级压缩/膨胀 机 •MCOMPR多级压缩/膨 胀机 •PIPELINE多段管线压 降
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主要内容
ASPEN PLUS简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍 通过实例介绍如何建立模拟模型 模型分析工具的使用
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ASPEN PLUS 2006 安装方法
一．运行虚拟光驱DAEMON TOOLS，载入ASPEN 2006的ISO文件 （2.61G那个） 二．运行虚拟盘上的Setup，到添加license这一步 三．将文件夹“[化工流程模拟系统]TLF-SOFT-ASPENTECH ASPEN PIMS FAMILY V2006-MAGNiTUDE”下的文件夹中的license generator和那个数据库dat文件，一起拷到软件将要安装的目的文 件夹下
方法分类
理想物性方法
逸度系数物性方法
专用系统物性方法
常用推荐方法
推荐的物性方法
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物性方法选择指南
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ASPEN PLUS模拟的流程
建立模型
建立流程图
组分数据
热力 学方 程
物性方法
已知条件
物流数据 单元操作模型数据 其它数据
单元 操作 方程
求解方程组
数学 方程
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ASPEN PLUS的优势
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ASPEN PLUS的优势
具有最先进的计算方法
Aspen Plus具有最先进的流程收敛方法 Aspen Plus具有最先进的数值计算方法，能使循环物流和设计规定迅 速而准确地收敛。这些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant) 、拟牛顿法、Broyden法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。例如 ，修正后Secant法可以处理非单调的设计规定。Aspen Plus可以同时收敛 多股撕裂（Tear）物流、多个设计规定，甚至收敛有设计规定的撕裂物 流。这些特点对解决高度交互影响的问题时特别重要。 Aspen Plus可以进行过程优化计算 应用Aspen Plus的优化功能，可寻求工厂操作条件的最优值，以达 到任何目标函数的最大值。对约束条件和可变参数的数目没有限制，可 以将任意工程或技术经济变量作为目标函数，如利润和生产率。用户在 选取操作参数限制范围时，具有很大的灵活性。 Aspen Plus的一大特点 是能将流程模拟和优化同时收敛，这样使得收敛更加迅速而可靠。
用来计算热力学性质和迁移性质决定模拟精确性的关键单元操作模型及其主要功能分离器热交换器混合器和分流器?heater通用加热器?heatx热交换器?mheatx多股物流的热交换器?hetran管壳式换热器?aerotran空冷式换热器?hxflux热传递计算?htrixist与htri的接口管壳式换?mixer通用混合?sep组分分割?sep2两产品分离s两产品分离第7页?split分流?fsplit子物流分流?flash2两相闪蒸?flash3三相闪蒸?decanter液液倾析器单元操作模型及其主要功能反应器压力改变固体处理?pyield收率反应器?rstoic化学计量反应器rcstr连续搅拌釜式?rcstr连续搅拌釜式反应器?rplug活塞流反应器?requil两相化学平衡反应器?rgibbs通用相平衡和化学平衡反应器?rbatch间歇式反应器?pump泵料浆泵?compr单级压缩膨胀机?mcompr多级压缩膨胀机机?radfrac严格法精馏multilfrac严格法多?multilfrac严格法多塔精馏第8页?pipeline多段管线压降?pipe单段管线压降?valve阀压降?extrac严格法萃取?dstwu简算法精馏设计型?distl简算法精馏核算型?scfrac简算法多塔精馏?petrofrac石油炼制分馏塔单元操作模型及其主要功能用户模型固体处理器流控制器?user有限进出流股?cyclone旋风分离器?rsp静电除尘器?fabfl纤维过滤器?vscrub文丘里涤气器?crush破碎机?screen筛选机筛?hycyc水力旋风分离器?filter转鼓过滤器?cfuge离心过滤器?swash固体洗涤器?ccd逆流倾析器?crystallizer结晶器?dryer干燥器mult乘法器?mult乘法器第9页?user2无限进出流股?hierarchy分层结构机?dupl复制器?clchng流股复类器?select物流选择器?analyzer物流分析器?qtvec热负荷控制器?measurement测量器物性方法和模型描述热力学性质传递性质方法分类焓熵吉布斯自由能逸度系数体积等粘度热导率表面张力扩散系数等?用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法第10页理想物性方法状态方程物性方法逸度系数物性方法专用系统物性方法常用推荐方法与煤相关应用推荐的物性方法煤的粉碎研磨solids分离和清洗过滤旋风分离沉降洗涤
电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质 的各种离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组分 性质； 模拟电解质过程的功能在整套 Aspen Plus都可以应用。用户可以 用数据回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen P lus的单元操作模型均可处理电解质系统 。例如，Aspen Plus闪蒸 和分馏模型可以处理有化学反应过程的电解质系统。
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ASPEN PLUS的优势
可以模拟固体系统
Aspen Plus在煤的气化和液化、流化床燃烧、高温冶金 和湿法 冶金，以及固体废物、聚合物、生物和食品加工业中都得到了 应用。
Aspen Plus中固体性质数据有两个来源：一是Solid数据库， 它广泛收集了约3314种纯无机和有机物质的热化学数据； 二是和CSIRO数据库的接口。还具有一套通用的处理固体 的单元操作模型，包括破碎机、旋风分离器、筛分、文杜 里洗涤器、静电沉淀器、过滤洗涤机和倾析器。此外，As pen Plus中所有的单元操作都适合于处理固体，例如闪蒸 和加热器模型能计算固体的能量平衡，而反应器模型 RGI BBS可用最小GIBBS自由能来判断在平衡状态下是否有固 相存在。
流程图（Flowsheet） 模型库（Model Library） 数据浏览器（Data Browser） 直观形象地表示所模拟系统的流程
存放可用单元操作模型的库 页面和表页查看图。具有已经定义的可用 的模拟输入、结果和对象的树状层次视图
流股（Stream）
表示模拟中所用的物质流、热量流或功流
表示实际装置所用的各个设备 一批方法和模型。用来计算热力学性质 和迁移性质，决定模拟精确性的关键
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ASPEN PLUS的优势
具有完整的单元操作模型库
Aspen Plus有一套完整的单元操作模型，可以模拟各种操作过程,由单 个原油蒸馏塔的计算到整个合成氨厂的模拟。 由于Aspen Plus系统采用了先进的PLEX数据结构，对于组分数、进出 口物流数、塔的理论板数以及反应数目均无限制，这是Aspen Plus的 一项独特优点，非其它过程模拟软件所能比拟。 此外，所有模型都可以处理固体和电解质。单元操作模型库约由50种 单元操作模型构成。 用户可将自身的专用单元操作模型以用户模型（USER MODEL）加入 到Aspen Plus系统之中，这为用户提供了极大的方便性和灵活性。
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Aspentech系列软件
生命周期 按功能分类 稳态、动态模拟和优化 物性数据和模型 工艺合成和分析 经济评价/投资估算/进 度管理 工艺知识和数据管理 热交换器设计 在线应用 聚合物 医药/精细化工 石油精制/管道 计划 /研发 概念设计 工艺设计 详细设计 施工 /开车 操作 / 资产管理