第一章 ASPEN PLUS模拟软件简介

一模拟软件简介
CAPD的主要内容:
建立可行的工艺流程拓扑结构 计算物质的化学和物理性质 进行过程的物料、能量衡算 过程运行状态仿真模拟 设备工艺计算(确定设备的工艺条件参数) 过程运行特性分析(灵敏度、操作弹性分析) 过程参数优化 设计文档的编绘
一模拟软件简介
ASPENTech 的ASPEN系列软件工具包括： ASPEN Plus，ASPEN Pinch，Batch Plus，
概况 界面结构
功能
创建一个初步的仿真模拟过程
概况
Advanced System for Process Engineering 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、 55个高校和公司参与开发。 基于序贯模块法的稳态过程模拟软件。 1773种有机物、2450种无机物、3314种 固体物、900种水溶电解质的基本物性参数。 丰富的状态方程和活度系数方法。
数据浏览器(Data Browser)
功能: 显示表页和页面、并操纵对象 不必返回上一菜单而浏览多个页面 编辑定义流程的输入页面 检查运行的状态和内容 检查结果是否可行
数ta Browser)
树状层次目录
使用Next
（专家指导系统）
借助显示系统，指导你对一个运行进行必需 和可选的输入 告诉你下一步需要作什么 即使当你改变已经输入的选择项和规定时， 也确保你不会做出不完整或不一致的规定
用户界面User Interface主题栏
菜单栏 工具栏
工艺流程窗口
模型库
启动用户界面 User Interface
从“开始”菜单中的“程序 /AspenTech/ Aspen Engineering Suite/ Aspen Plus 11.1/Aspen Plus User Interface”启动 Aspen Plus 的用户界面程序。 选用“Local PC”作为缺省连接。
一模拟软件简介
化工CAD根据其对象和内容可分为四大领域； 计算机辅助过程设计——CAPD Computer Aided Process Design 计算机辅助过程控制设计——CAPCD Computer Aided Process Control Design 计算机辅助过程设备设计——CAPED Computer Aided Process Equipment Design 计算机辅助过程工厂设计——CAPPD Computer Aided Process Plant Design
输入必要信息内容
1. 设定全局特性：Setup Global Specifications 2.输入化学组分信息Components 3.选用物性计算方法和模型 Property Methods & Models 4. 输入外部流股信息 External Steams 5. 输入单元模块参数 Block Specifications
混合器模块参数
混合器模块
混合器模块参数
物流混合器输入闪蒸选项 （Mixer Input Flash Options） 1压力或压降(Pressure) 2有效相态(Valid phases)
混合器模块参数
创建你的第一个AspenPlus仿真模型
示例1 将1000 m3/hr的低浓酒精（乙醇30%wt，水 70%wt，30℃，1 bar）与700 m3/hr的高浓 酒精（乙醇95%wt，水5%wt，20℃，1.5 bar） 混合。 求混合后的温度和体积流量。
分流器(Fsplit)模块参数
分流器(Fsplit)模块参数
分流器(Fsplit)模块参数
分流器(Fsplit)模块参数
确定关键祖分的流量
分流器(Fsplit)模块参数
定义关键祖分
创建你的第二个AspenPlus仿真模型
示例二
将上例混合物流平均分为三股； 1) 一股直接输出；2) 第二股与600 kg/hr 的甲 醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20℃，1.2 bar）混合 后输出；3) 第三股与200 kg/hr 的正丙醇溶液 （正丙醇90%w，水10%w，30°C，1.2 bar)混合后 输出。 求：三股输出物流的组成（摩尔分率与质量分率）和 流量（摩尔流量及体积流量）分别是多少？
启动用户界面User Interface
启动用户界面User Interface
启动用户界面User Interface
启动用户界面User Interface
一个完整模拟的大体步骤
选择模块 定义流程(连接流股Connecting Streams) 输入必要的信息 运行 检查结果 输出报告及保存
第一章
ASPEN软件入门
一模拟软件简介
1955年，计算机开始进入化工设计过程。 50年代主要用于化工单元过程的计算。 1963年，凯洛格公司开发了第一 个化工流 程模拟软件，实现了全流程的物料和能量 衡算。60年代开始出现化工专业软件公司。 70年代，基于计算机图形学的CAD方法用于 化工设备和工厂设计；过程控制CAD进入实 用阶段。
一模拟软件简介
CAPCD的主要工具:
过程控制系统设计 ASPENTech 的 Dynamics & Moduler HyproTech 的 HYSIM，HISYS.RTO+ SimSci 的 DYNSIM Honeywell的 UniSim MatLab 的 Simulink
ASPEN PLUS模拟软件简介
启动用户界面 User Interface
选用 Template 根据过程类型和拟用的单位制选用，最常用 的是 General with Metric Units Chemicals with Metric Units 运行类型Run Type 过程仿真用 Flowsheet
启动用户界面User Interface
一模拟软件简介
80年代，化工过程设计实现了流程拓扑结 构设计，物性计算，过程稳态模拟、动态 模拟和优化的CAD集成软件工具；3D实体模 型法用于化工设备和工厂的设计。 90年代，基于高性能PC和GUI(Graphical User Interface)的集成化环境得到了普及 应用，虚拟工厂设计方法进入实用阶段。 发展趋势：虚拟工厂设计方法成为标准。
1设定全局特性
标题 Title 度量单位 Units of Measurement 输入数据 Input data 输出结果 Output results 全局设定 Global Settings 流量基准 Flow basis 大气压力 Ambient pressure 有效物态 Valid phases 游离水计算 Use free water calculation
1设定全局特性
2输入化学组分信息Components
每个组分必须有唯一的ID
组分可用英文名称或分子式输入 利用弹出对话框区别同分异构体
2输入化学组分信息Components
3选用物性计算方法和模型
过程类型
基础方法 亨利组分
Process type
Base method Henry components
混合器的模块参数
热交换器模块参数
运行程序 Running Project
查看结果 View Results
输出结果报告 Export Result
输出结果报告 Export Result
保存项目 Save Project
过程模拟模块详介
一物流混合器(Mixer)模块 和分流器(Fsplit)模块
ASPEN Split等。
一模拟软件简介
HyproTech 的HISYS系列软件工具包括： HISYS.Concept，HISYS.Process， HISYS.Plant。 SimSci 的Pro II 。 ChemStations 的ChemCAD。 WinSim 的 DesignII
3选用物性计算方法和模型
4输入外部流股信息 External Steams
每一股外部流股都必须输入信息:
状态变量：温度、压力、流量 组成： 表达基准、数值
4输入外部流股信息 External Steams
5输入单元模块参数 Block Specifications
每一个单元模块都必须输入模型参数 模型参数的数量因模型而异
Aspen Plus功能
进行灵敏度分析和工况研究 一般定制的图形化和表格化输出 估计和回归物性数据 将模拟模型与装置数据拟合 优化你的工艺 将结果与电子表格接口 使用OLE技术在其它应用窗口中共享输入和结果
模块类型
共有“混合器/分割器、分离器、换热器、 塔器、反应器、压力改变器、调节器、固体、 用户模块”九大类别。