(物性方法)化工模拟软件的使用-如何使用软件
化工流程模拟软件PRO-Ⅱ介绍和基本应用
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单元操作数据输入 • 塔输入
–塔板数:理论板,板效率的估计。 –产品初值的给定：特别是侧线产品，如果不作为变量是
固定，因此对收敛影响很大。 –规定和变量的意义？ –塔规定和变量的选取：对计算结果和收敛影响很大。
• 三大软件总体功能大体相当； • 国内化工流程软件有青岛化工学院开发的ECSS(化工之星
),大连理工大学开发的CHEEST,但是其应用深度和广度、 商业化程度上难与国外软件相比。
3
流程模拟在石油化工企业的用途
• 模拟优化工艺过程 • 评估各种装置结构 • 寻找瓶颈消除故障 • 翻新改进现有装置 • 设计新的工艺流程 • 提高企业经营效益
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进料位置优化结果
脱乙烷塔有三个进料口,分别是第7、17、23、折算成理论 板加上冷凝回流罐一个理论板，模拟理论进料口为，6、 14、18；
运用优化器进行进料位置的优化，优化结果显示，最佳进 料位置在第12.2块理论板，为第15块实际板，此板离第17 块板最近，所以当前进料位置合理；
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目录
wwwdocincom17脱乙烷塔流程示意图及主要操作条件进料状态温度压力mpa组成3035c2086c32648c37266进料流量21000塔顶温度5617234814183738feedbottopbot温度压力流量61245mpa19620c2c3c327417182流量800压力235mpa温度45组成c22695c3427c36878塔板效率按经验取075wwwdocincom18六步法流程模拟画流程图定义组分选择物性方法定义物流定义单元操作运行模拟wwwdocincom19六步法流程模拟画流程图定义组分选择物性方法定义物流定义单元操作运行模拟wwwdocincom20六步法流程模拟画流程图定义组分选择物性方法定义物流定义单元操作运行模拟wwwdocincom21六步法流程模拟画流程图定义组分选择物性方法定义物流定义单元操作运行模拟wwwdocincom22六步法流程模拟画流程图定义组分选择物性方法定义物流定义单元操作运行模拟wwwdocincom23六步法流程模拟画流程图定义组分选择物性方法定义物流定义单元操作运行模拟wwwdocincom24如何保存打开运行已有的模拟流程文件
大学课程讲义-SIMSCI PROII入门及应用
6.
输入化学组分信息 Components
I. 每个组分必须有唯一的ID II. 组分可用英文名称或分子式输入
III. 利用弹出对话框区别同分异构体
13
7.
选用物性计算方法和模型 Property Methods & Models
I. 过程类型 Process type II. 基础方法 Base method III. 亨利组分 Henry components
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PAGE CONTENTS ------ ---------------------------------------------------------------1 COMPONENT DATA 2 CALCULATION SEQUENCE AND RECYCLES 3 FLASH DRUM SUMMARY 4 VALVE SUMMARY EXPANDER SUMMARY 5 UNIT 2, 'EX1', 'EXPANDER' 6 STREAM MOLAR COMPONENT RATES 8 STREAM SUMMARY SIMULATION SCIENCES INC. R PAGE P-1 PROJECT PRO/II VERSION 8.1 ELEC V6.6 PROBLEM OUTPUT COMPONENT DATA 10/21/10 ====================================================== ========================
不能录入数据的区域 不要求数据录入
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连接工艺流程
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定义组分列表
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定义热力学方法
ProII化工模拟软件教程
炼油和气体工艺的应用（续）
润滑油和溶剂油沥青系统：SRK/P、SRKM。 天然气系统
SRK/PR/BWRS 对于大部分烃和水烃系。 SRKKD 对于水烃高压系统，不包含极性组分。
SRKM/PRM包含水和其它极性组分，严格两相。
SRKP/PRP包含水和其它极性组分，严格两相。
软件使用介绍
如何打开，运行以有的模拟流程文件？
直接打开，*.prz，prl文件 导入*.inp文件
新建流程模拟
七步法流程模拟 通过Inp文件建立模拟流程
察看及生成结果报告
七步法流程模拟
画流程图
定义组分
选择方法
定义物流
定义单元操作
运行模拟
察看结果
实例一、天然气分离
问题描述：天然气中除了主要的甲烷之外， 还有一些低碳的烃类，这些低碳组分可以通 过压缩闪蒸的方法分离出来。下面我们将进 行这个流程的模拟。 具体问题，参见培训教程P44，P54、P89 页。
输入和输出
键盘输入
PRO/II支持导入INP文件 如何看懂INP文件？
热力学数据:用什么样的热力学方法?其中的一 些物性方法是否需改变?是否需加辅助选项?是 否对所有的单元都适用?
物流数据:输入物流组分与组分是否一致?输入 数据单位与一般数据定义的单位是否一致?
单元操作数据输入
塔输入
塔模型的选取：COLUMN、SHORTCUT。 塔板数:理论板,板效率的估计。
热力学方法选取
热力学方法选取原则
与实际吻合的热力学方法 最简单、最适用的热力学方法 考虑体系主体，而不应重点考虑微量组分
炼油和气体工艺的应用
化工仿真模拟软件使用
化工仿真模拟软件使用换热器：ＨＴＲＩ和ＨＴＦＳ都是国际著名的换热器工艺计算软件，你需要了解其意思方可用于实际1. ASPEN2. PROII3. CHEMCAD4. HYSYS5. ECSS所列软件中，1,2,4是工程公司常用软件，3,5一般在国内高校用用，不适合工程设计，至于1,2,4哪个更好，其实还要看具体的工艺过程，比如HYSYS，在油气工程领域就有着极高的精度和准确性，HYSYS仅仅是石化中使用较多，HYSYS买给Honeywell已经改名叫UniSim了ASPEN是设计院使用更为合适一些，但价格昂贵，不过可以计算固体、燃烧等模块是HYSYS，PRO/II不能比拟的，比较全面，但界面比较凌乱。
你要模拟个氮肥装置，恐怕还是aspen 的好，单体设备的校核型核算，PRO2又是个最简单最合适的选择，PR方程精度较高（其实也就是HYSYS主推的），PRO/II价格便宜,简单多了.搞天然气开采的可能只能选HYSYS，但ASPEN并不是不好啊.至于CHEMCAD、和青岛ECSS等软件，实际工程中均使用不大，ASPEN把HYSYS的公司也收购了。
实际上最终就是ASPEN和PRO/II谁能当老大。
难受的是，这些均为国外软件，青岛ECSS软件是中国国产的唯一一套，使用起来又无法同国外相比。
惨！常用的工艺计算软件化工工艺设计涉及大量的计算，主要的有工艺流程的模拟，管道水力学计算，公用工程管网计算，换热器设计计算，容器尺寸计算，转动设备的计算和选型，安全阀泄放量和所需口径的计算，**泄放系统，控制阀Cv计算和选型，等等。
这些计算过程通常都有专用的商业软件或者是工程公司自行开发的软件或者计算表格。
大的设计公司通常也会指定公司用于以上设计过程的软件或经过确认的表格。
下面就我的经验来看看常用的一些软件。
1. 工艺流程模拟：ASPEN Plus∙Pro II∙HYSYS∙ 2. 管道水力学计算：通常是工程公司自备的EXCEL表格，没必要使用专用软件。
(完整版)化工流程模拟PROII
2.著名的化工流程模拟系统：
1、PRO II SimSci公司
2、Aspen Plus
Aspen Tech公司
3、ChemCad
ChemCad公司
3.使用PRO II软件应具备的基础知识
化工热力学
郭天民：多元汽液平衡和精馏
平衡级分离过程的数学模拟
H.L.Henley & J.D.SEADer：Equilibrium-Stage
Seperation in Chemical Engineering
化工过程流程模拟
3.Pro II软件的主要配套文件
User's Guide Components and Thermodynamic Data Input Manual Refernce Manual：单元模块、流程数学模型和求解方法 Keywords Manual Pro II Casebook
1、数据库组分的选择 数据库组分： 1750种，可提供Mw，Tc，Pc，Vc，w，NBP，Hf，Gf等
物性数据 组分选择途径： Most Commonly Used，Hydrocarbon，Acids，
Alcohols， Esters，All Components
组分选择方法： 组分名，分子式，数据库组分名
初值估算方法： conventional
问题:
1.用严格法计算Xij,Yij,NT,NF,R,Tj 2.合适的进料板位置NF 3.优化 R 使能耗 QN 最小
将计算结果转换成EXCEL
点击菜单选项: Tools 选择: Spreadsheet 有三个可供选择的选项分别可生成三个Excel文件
注意：1.生成Excel文件时应选择“启用宏” 2.如果不能“启用宏”，可降低Excel的安全 级别（选择工具/选项/安全性/宏安全/级别 选择“中”），然后再启用宏。 3.或者把计算结果复制粘贴到Excel文档,但不 能用Excel进行数据分析。
化工过程数值模拟及AspenPlus软件应用
• 环评、安评
• 经济社会效益评价
可研报告、设计报告：Microsoft Office文本处理
Chemoffice、AutoCAD、Visio等分子式、工艺流程图、
设备装配图、总图、平立面布置图
PDMS、PDS等三维配管
Endnote引用参考文献
流程模拟与优化、设备核算、经济评价：Aspen、PROII、ChemCAD等
2019/12/17
浙江工业大学化材学院 刘华彦
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ASPEN PLUS的组成
• 系统实现策略（数据输入－解算－结果输出）
– 提供了交互式图形界面(GUI)：操作方便、灵活 – 按DXF标准格式输出流程图，再转换成其他CAD系统
如AUTOCAD所能调用的图形文件 – 先进的数值计算方法：直接迭代法、正割法、拟牛顿
Model Library 模型库
Model Menu Tabs 模型菜单条
Status Area 状态区
2019/12/17
浙江工业大学化材学院 刘华彦
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数据浏览器（Data Browser）
Up One Level 到上一级
Folder List 文件夹列表
Units 单位
Previous Sheet Input/Results View Menu
Aspen Plus 11.0的安装
• 安装完成后重新启 动计算机，指定 license.dat文件的位 置，完成整个软件 的安装
2019/12/17
浙江工业大学化材学院 刘华彦
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ASPEN PLUS 的启动
AspenTech Aspen Engineering Suite
•常用的模板： •General with Metric Units •Chemicals with Metric Units
简述各种化工流程模拟软件的特点及优缺点
简述几种化工流程模拟软件的功能特点及优缺点摘要：化工过程模拟是计算机化工应用中最为基础、发展最为成熟的技术。
本文综合介绍了几种主要的化工流程模拟软件的功能及特点，并对其进行了简单的比较。
关键词：化工流程模拟，模拟软件，Aspen Plus, Pro/Ⅱ,HYSYS, ChemCADl 化工过程概述化工流程模拟(亦称过程模拟)技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述化工过程，通过应用计算机辅助计算手段，进行过程物料衡算、热量衡算、设备尺寸估算和能量分析，作出环境和经济评价。
它是化学工程、化工热力学、系统工程、计算方法以及计算机应用技术的结合产物，是近几十年发展起来的一门新技术[1]。
现在化工过程模拟软件应用范围更为广泛，应用于化工过程的设计、测试、优化和过程的整合[2]。
化工过程模拟技术是计算机化工应用中最基础、发展最为成熟的技术之一，化工过程模拟与实验研究的结合是当前最有效和最廉价的化工过程研究方法，它可以大大节约实验成本，加快新产品和新工艺的开发过程。
化工过程模拟可以用于完成化工过程及设备的计算、设计、经济评价、操作模拟、寻优分析和故障诊断等多种任务。
[3]当前人们对化工流程模拟技术的进展、应用和发展趋势的关注与日俱增。
商品化的化工流程模拟系统出现于上世纪70年代。
目前，广泛应用的化工流程模拟系统主要有ASPEN PLUS、Pro/Ⅱ、HYSYS和ChemCAD。
2 Aspen Plus2.1 Aspen Plus简述“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。
如果你不了解它，你就不能改进它。
而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。
”----Aspen World 1997Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。
化工工程模拟软件Hysys基础应用
Hysys基础应用目录一、基础管理器11.1、组分栏11.2、流体包栏31.3、模拟界面6二、模拟过程62.1画流程62.2输入参数7三、流程模拟73.1、单井集输工艺73.2、天然气浅冷工艺83.3、丙烷制冷103.4、天然气压缩14四、常用功能174.1、查看气体的露点温度和液体的泡点温度174.2、查看特性参数184.3、公用工具194.4、油品模拟21五、Hysys模拟计算故障调试的通用技巧23六、塔的调试技巧246.1、自由度246.2、塔的诊断253、操作实例〔液化天然气分馏〕26HYSYS 软件分动态和稳态两大部分，主要用于油田地面工程建设设计和石油石化炼油工程设计计算分析，其中动态部分还可用于指挥原油生产和储运系统的运行。
对于油田地面建设该软件可以解决以下问题：1〕各种集输流程的设计、评估及方案优化2〕站内管网、长输管线及泵站3〕管道停输的温降4〕油气分离5〕油、气、水三相分离6〕油气分离器的设计计算7〕天然气水化物的预测8〕油气的相图绘制及预测油气的反析点9〕天然气脱水〔甘醇或分子筛〕、脱硫装置设计、优化10〕天然气轻烃回收装置设计、优化11〕泵、压缩机的选型和计算12〕胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱乙烷塔和脱甲烷塔、膨胀装置、气体脱氢、水合物生成/ 抑制。
目前我们常用的是HYSYS 软件的稳态部分，下面就以天然气增压流程模拟为例，介绍HYSYS稳态模拟的基本应用。
一、基础管理器首先双击HYSYS图标就进入基础管理器界面。
1.1、组分栏组分栏包括七个选项：view、add、delete、copy、import、export、refresh。
当选择add选项后，出现：上图中间还有五个选项分别是：add pure、substitude、remove、sort list、view ponent，各选项功能如下表所示：有几种不同的方法添加组分。
1.2、流体包栏流体包栏主界面不很复杂，在点击view或add后，出现另一个选择流体包对话框。
用ASPEN进行全流程模拟的一些心得
ASPEN PLUS 的学习经验概述入门是初学aspen plus软件最重要也是最难的一关。
读过手册的人都知道，Aspen plus的手册和资料有很多，初学者面对如此之多的资料可能不知如何开始，我认为其中比较重要而且必读的是《用户指南》（《user guide》）、《单元操作模型》（《Unit Operation Models》）、《物性方法和模型》（《Physical Property Methods and Models》）、《物性数据》等，如果有一定的英文基础，最好是读英文的，这些在帮助文件中都有。
其实一旦入了门，流程模拟软件学习起来就很简单了，很多功能触类旁通很容易就懂了，比如说，如果知道了sensitivity, 那么optimizaiton、desian spec就很容易了。
大体来说，初学aspen plus 需要掌握如下三个方面：1） aspen plus能做什么2）Aspen plus需要什么3）aspen plus的界面及功能。
2. aspen plus的界面及功能和学习所有软件一样，首先需要了解软件的环境，也就是界面。
我个人认为界面基本上可以分为两种：一是流程图窗口(process flowsheet window),另外是数据浏览窗口（data browser window)。
实际上还应该再加一个控制面板（control panel)窗口，这个窗口也很重要，但这个窗口只是在流程调试使用，并且涉及的内容初级入门者也不必花太多时间去看，先忽略。
流程图窗口很简单，只要你在工厂干过，看过PFD流程图并且是windows的用户，就没有什么难得地方，读一下《user guide》知道各菜单及快捷键的功能，很快就能搞定。
数据浏览窗口是aspen plus最重要的部分。
这也是aspen plus区别于画图软件的地方。
你需要在这个窗口中输入所有的已知条件，并且运行后观看运行结果。
其中如下信息是所有的模拟都需要有输入的：1）组分（components)2）属性(properties)3）物流(streams)4）单元操作(blocks)组分没什么好说的，流程用到什么成分你就输什么成份，aspen plus内置的数据库包括了1600多种常用物质（如果需要的组分aspen plus中没有用户可以自己扩充，这部份内容不适合在初级，再后面介绍）。
第9章ASPENPLUS应用简介
总目录
本章目录
9.1
9.2
9.3
9.3.2 流程模拟
(1)启动Aspen Plus，完成关于运行模式、物性方 法（选用“RK-SOAVE”）、组分（分别输入 “O2、N2）等设置工作。
总目录
本章目录
9.1
9.2
9.3
9.3.2 流程模拟
(2)在屏幕下方的单元模块区，点击“Pressure Changers”模块，选择 “Compr”中的左边最后一 个图标，将其拖放到流程区中，并连接好输入输 出物流，见图9-44。
图9-2 Aspen Plus 软件安装（二）
总目录
本章目录
9.1
9.2
9.3
9.2.1 ASPEN PLUS 软件安装
3、在图9-3中，选择Standard Install，单击Next， 系统弹出图9-4。
图9-3 Aspen Plus 软件安装（三）
总目录
本章目录
9.1
9.2
9.3
9.2.1 ASPEN PLUS 软件安装
总目录
本章目录
9.1
9.2
9.3
9.3.1 物性计算
(7)点击图9-17中的“Go”，系统自动对水的密度进行计算， 并弹出水的密度随温度改变的图形即计算结果，见图9-18。 通过图9-18，可以看到水的密度在277K附近有一个最大 值，符合实际情况。
图9-18 水的物性求取（七）
总目录
本章目录
9.1
9.1
9.2
9.3
9.3.1 物性计算
(3)点击图9-13中“N→”，系统弹出图9-14，在该 图的“Base Method”中，选-14 水的物性求取（三）
化工流程模拟软件AspenPlus各模块的介绍
化工流程模拟软件Aspen Plus各模块的介绍化工流程模拟软件Aspen Plus各模块的介绍2011-07-18 10：41ASPEN PLUS是大型通用流程模拟系统，源起于美国能源部在七十年代后期在麻省理工学院MIT组织会战，要求开发新型第三代流程模拟软件。
这个项目称为"先进过程工程系统"(Advanced System for Process Engineering)简称ASPEN。
这一大型项目于1981年底完成。
1982年Aspen Tech公司成立将其商品化，称为ASPEN PLUS。
这一软件经过15年不断改进、扩充、提高，已经历了九个版本，成为全世界公认的标准大型流程模拟软件，用户接近上千个。
全世界各大化工、石化生产厂家及著名工程公司都是ASPEN PLUS的用户。
ASPEN IQ-推理传感器建模和实施软件包Aspen IQ是AspenTech一个建立和实现推理技术的软件包，它使得建立和实现线性的和非线性的仪表变得非常容易，灵活的分析和实验室模块自动地调解推理的性质可以确保精度。
·一、软仪表技术Aspen IQ,AspenTech新的推理技术软件包具有功能强大的离线及在线模块，它的模块化的体系结构提供给用户各种灵活的方式以用于在各种集散系统和计算机平台上高效地开发软仪表。
推理预估是许多先进控制系统的基本要素，关键性质的变量(例如石脑油的95%点，聚合物的熔融指数)通常是通过推理而不是直接测量的，软仪表通常为了冗余性而在这些系统中用作分析器。
环境保护法现在强制过程工厂要测定排放物的标准，并且批准软仪表技术可以应用，而且是经济的替代手段，可以代替昂贵的分析仪。
Aspen IQ是用Microsoft标准来开发的，完全基于WindowNT，是一个网络软件。
·二、主要特性·1.在线·嵌入稳态检测仪※可以独立使用也可以与DMC Plus和InfoPlus.21集成※提供分析器和实验室模型的更新※具有范围很大的各种DCS及信息系统接口※可用于过程检测※不需要编程或生成源码·2.离线※一个开放推理仪表的工具套件：有PLS,模糊的PLS，神经源网络和以严格模型为基础的线性化方法※模型评估的图形分析工具※建模工具如变量的选择，dead-time模测和动态分析工具※预测库允许将来的扩充，例如应用于某些特别的工艺模型·三、Aspen IQ的在线工具·1.基本软件包包括用于实现在线推理仪表的一套基本Aspen IQ模块，这些模块允许用户生成线性的推理模型，检验原始的在线分析信号和更新推理模型。
ProII化工模拟软件教程
设置操作参数 根据实际生产数据，设置各设备的操
作参数，如温度、压力、流量等。
绘制流程图 在ProII软件中绘制出与生产流程相对 应的流程图，包括设备、管道、阀门 等。
定义物料性质 输入原料、产品以及中间产物的物理 和化学性质，如密度、粘度、热容等。
运行模拟并分析结果
运行模拟
设定边界条件
用户可以设定工艺流程的边界条件，如进出 口条件、热交换条件等。
运行模拟并查看结果
启动模拟计算
在完成工艺流程图绘制和参数设 置后，用户可以启动模拟计算。
实时查看模拟结果
在模拟过程中，用户可以实时查 看模拟结果，包括各设备的操作 状态、物料流动情况等。
结果分析和可视化
提供丰富的结果分析和可视化工 具，帮助用户更好地理解模拟结 果。
视图切换与布局调整
视图切换
01
ProII提供了多种视图模式，如流程图视图、数据表视图等，用
户可以根据需要自由切换。
布局调整
02
在流程图视图中，用户可以自由调整设备、管道等元素的布局，
以便更清晰地展示工艺流程。
缩放与平移
03
支持对视图进行缩放与平移操作，方便用户查看和编辑不同区
域的内容。
PART 03
结果可视化展示
图表展示
提供丰富的图表类型，如折线图、柱状图、散点图等，直观展示 模拟结果。
交互式操作
支持图表的交互式操作，如缩放、拖动、选择等，提升用户体验。
自定义图表
用户可根据需求自定义图表样式和布局，满足个性化展示需求。
PART 07
案例实战：某化工厂生产 流程模拟
REPORTING
案例背景介绍
Aspen_Plus推荐使用的物性计算方法
首先要明白什么是物性方法比如我们做一个很简单的化工过程计算，一股100C,1atm的水-乙醇(1:1的摩尔比，1kmol/h）的物料经过一个换热器后冷却到了80C,,问如分别下值是多少1.入口物料的密度，汽相分率。
2.换热器的负荷。
3.出口物料的汽相分率，汽相密度，液相密，还可以问物料的粘度，逸度，活度，熵等等。
以上的值怎么计算出来好，我们来假设进出口的物料全是理想气体，完全符合理想气体的行为，则其密度可以使用PV=nRT计算出来。
并且汽相分率全为1，即该物料是完全气体。
由于理想气体的焓与压力无关，则换热器的负荷可以根据水和乙醇的定压热熔计算出来。
在此例当中，描述理想气体行为的若干方程，比如涉及至少如下2个方程：=nRT，=CpdT. 这就是一种物性方法（aspen plus中称为ideal property method)。
简单的说，物性方法就是计算物流物理性质的一套方程，一种物性方法包含了若干的物理化学计算公式。
当然这例子选这种物性方法显然运行结果是错误的，举这个例子主要是让大家对物性方法有个概念。
对于水-乙醇体系在此两种温度压力下，如果当作理想气体来处理，其误差是比较大的，尤其对于液相。
按照理想气体处理的话，冷却后仍然为气体，不应当有液相出现。
那么应该如何计算呢想要准确的计算这一过程需要很多复杂的方程，而这些方程如果需要我们用户去一个个选择出来，则是一件相当麻烦的工作，并且很容易出错。
好在模拟软件已经帮我做了这一步，这就是物性方法。
对于本例，我们对汽相用了状态方程，srk,液相用了活度系数方程(nrtl,wilson,等等），在aspen plus中将此种方法叫做活度系数法。
如果你选择nrtl方程，就称为nrtl方法，wilson方程就成为wilson物性方法(wilson property method)。
在aspen plus中（或者化工热力学中）有两大类十分重要的物性方法，对于初学者而言，了解到此两类物性方法，基本上就可以开始着手模拟工作了。
化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第3章物性方法
3.3 物性方法的选择
经验选取 由物系特点及其操作条件进行选择
电解质 极性 物系 电解质？ 非电解质 物 系 真实 非极性 物系 PENG-ROB RK-SOAVE PR-BM RKS-BM >1atm CHAOSEA BK10 GARYSON 虚拟& 真实 P 真空 参考（b） ELECNRTL
ASME steam table correlations NBS/NRC steam table equation of state
石油
水或蒸汽 水或蒸汽
3.3 物性方法的选择
过程模拟必须选择合适的热力学模型
在使用模拟软件进行流程模拟时，用户定义了一个流程以 后，模拟软件一般会自行处理流程结构分析和模拟算法方 面的问题，而热力学模型的选择则需要用户作决定。流程 模拟中几乎所有的单元操作模型都需要热力学性质的计算 ，迄今为止，还没有任何一个热力学模型能适用于所有的 物系和所有的过程。流程模拟中要用到多个热力学模型， 热力学模型的恰当选择和正确使用决定着计算结果的准确 性、可靠性和模拟成功与否。 选取方法 由物系特点及操作温度、压力经验选取 由帮助系统进行选择
否
UNIFAC UNIF-LBY UNIF-DMD
PRWS RKSWS SR-POLAR
PSRK RKSNHV2
图（b）
3.3 物性方法的选择
经验选取
二聚物 是 聚合度 HF六聚物 活度系数模型 有气相 缔合？ WILSON WILS-RK WILS-LR WILS-GLR NRTL NRTL-RK NRTL-2 UNIQUAC UNIQ-RK UNIQ-2 UNIFAC UNIF-LL UNIF-LBY UNIF-DMB WILS-NTH WILS-HOC NRTL-NTH NRTL-HOC UNIQ-NTJ UNIQ-HOC UNIF-HOC WILS-HF
PROII入门手册实例教程精修订
自动保存设置
在“工具”菜单中选择“选项”， 可以设置自动保存的时间间隔和保
存路径。
优化启动速度
通过减少启动时加载的插件和禁用 不必要的功能，可以优化软件的启 动速度。
提高编辑效率
学习并熟练使用快捷键、自定义工 具栏和右键菜单等功能，可以提高 编辑效率。
04
基本功能操作演示
数据输入与编辑方法论述
06
常见问题解答与故障排除
常见错误提示及解决方案汇总
错误提示1
无法启动PROII软件。
错误提示2
模型无法正确运行。
错误提示3
计算结果不准确或不合理。
解决方案
检查计算机是否满足最低系统要求，重新安装软件或修 复安装。
解决方案
检查模型设置和输入参数是否正确，更新模型或重新构 建模型。
解决方案
检查输入数据和模型假设是否准确，调整模型参数或重 新设计实验。
数据清洗
使用PROII提供的数据清洗工具，对原始数据进行去重、填充缺失值、异常值处理等， 以保证数据质量。
数据转换
利用PROII的数据转换功能，将数据从一种格式转换为另一种格式，如将文本数据转换 为数值型数据，或将日期数据转换为时间戳等。
数据聚合
通过PROII的聚合函数，对数据进行分组并计算各组数据的统计量，如求和、平均值、 最大值、最小值等。
PROII入门手册实例教程精修 订
目录
• PROII软件概述 • 安装与配置指导 • 界面介绍与操作指南 • 基本功能操作演示 • 进阶功能应用举例 • 常见问题解答与故障排除
01
PROII软件概述
软件背景及发展历程
01
创立初期
PROII软件起源于20世纪80年代， 最初是为了解决化工流程模拟问
HysysExtra用户手册概述2使用方法-维维化工软件
'C2=压力： Range("C2").Select HyExt.StreamProperties "01", "Pressure", 0, 0, x ActiveCell.FormulaR1C1 = x
'D2=质量流量： Range("D2").Select HyExt.StreamProperties "01", "MassFlow", 0, 0, x ActiveCell.FormulaR1C1 = x * 3600
'A2=流股编号： Range("A2").Select ActiveCell.FormulaR1C1 = "01"
'B2=温度： Range("B2").Select HyExt.StreamProperties "01", "Temperature", 0, 0, x ActiveCell.FormulaR1C1 = x
第3讲-化工模拟软件ProII 物性估算与热力学模型的选择和使用
fi = fi
L
V
yi ϕiL γ i f i oL K= = V = V xi ϕi ϕi
•fioL －标准态逸度，定义为:
fi
oL s ⎤ ⎡v = Φ i P exp ⎢ i (P − Pi )⎥ i ⎣ RT ⎦ s s L
8
3 热力学模型种类
理想方法 通用关联式法 状态方程法 活度系数法 电解质体系 聚合物体系 特殊体系
《ProII与化工过程模拟》
第3讲 物性估算与热力学模型的选择 和使用
概要
1. 2. 3. 4. 5. 6.
过程模拟中热力学模型的选择的重要性 热力学模型解决的问题 热力学模型种类 热力学模型选择的决策树 二元相互作用参数 示例
2
1 热力学模型选择的重要性
1.1 过程模拟必须选择合适的热力学模型
27
Example 3.2－相平衡计算
使用ProII计算1atm下的苯/甲苯二元体系的 相平衡图（温度－组成图：T-X-Y），相平 衡常数图（K-X） 使用ProII计算1atm下的乙醇/水二元体系的 相平衡图（温度－组成图：T-X-Y），相平 衡常数图（K-X）
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Example 3.3－相平衡计算
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3.1 理想方法 根据各纯物质的比重计算混合物的性质
估算焓和密度较为准确，但估算相平衡常数误差 较大
Pi Ki = P
s
物料的饱和蒸气压 系统总压
拉乌尔定律
10
拉乌尔定律遵循的理想条件： 溶液系统的液相是“理想混合物” 2) 汽相组分是理想气体
1)
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3.2 通用关联式法 基于相应的状态原理建立的一些经验或半 经验的关联式，一般不含有可调节的二元 相互作用参数。 Ｂｒａｕｎ Ｋ－１０ Ｇｒａｙｓｏｎ－Ｓｔｒｅｅｄ（ＧＳ）
chemcad介绍
1.CHEMCAD 软件概述：CHEMCAD 系列软件是美国 Chemstations 公司开发的化工流程模拟软件。
使用它，可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型，并通过运算模拟装置的稳态或动态运行，为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。
1.1 使用 CHEMCAD 可以做的工作主要有以下几项：A.设计更有效的新工艺和设备使效益最大化B.通过优化/脱瓶颈改造减少费用和资金消耗C.评估新建/旧装置对环境的影响D.通过维护物性和实验室数据的中心数据库支持公司信息系统1.2CHEMCAD 中的单元操作：CHEMCAD 提供了大量的操作单元供用户选择，使用这些操作单元，基本能够满足一般化工厂的需要。
对反应器和分离塔，提供了多种计算方法。
ChemCAD 可以模拟以下单元操作：蒸馏、汽提、吸收、萃取、共沸、三相共沸、共沸蒸馏、三相蒸馏、电解质蒸馏、反应蒸馏、反应器、热交换器、压缩机、泵、加热炉、控制器、透平、膨胀机等 50 多个单元操作。
1.3 热力学物性计算方法：CHEMCAD提供了大量的最新的热平衡和相平衡的计算方法，包含39种K值计算方法，和 13 种焓计算方法。
K 值方法主要分为活度系数法和状态方程法等四类，其中活度系数法包含有 UNIFAC 、U PLM (UNIFAC for Polymers)、 W ilson 、T . K. Wilson 、HRNM Mo dified Wilson 、Van Laar 、Non-Rando m Two Liquid (NRTL) 、Margules 、GMAC (Chien-Null) 、Scatchard-Hildeb rand (Regular Solution)等。
焓计算方法包括 Redlich-Kwong 、 Soave-Redlich-Kwong 、Peng-Robinson、API Soave-Redlich-Kwong 、Lee-Kesler、Bene dict-Webb-Rubin-Starling 、Latent Heat 、Electrolyte 、Heat of Mixing by Gamma 等。
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3、Aspen Plus模拟电解质系统
Aspen Plus具有模拟电解质过程的功能，如酸水汽提 、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活度系数等模 型可准确、可靠的应用在包括强弱电解质、盐类和含 有机化合物的电解质系统工业中。
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4、Aspen Plus的单元操作模型库
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5、Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
5.2、分离器5种 (1)、组分分割SEP (2)、两产品分离SEP2 (3)、两相闪蒸FLASH2 (4)、三相闪蒸FLASH3 (5)、液液倾析器DECANTER
意塔板处或所有塔板上处理速率控制反应、化学平衡反 应，以及气、液相反应。 Aspen Plus的简捷算法蒸馏模型具有设计和核算两种型式
。在不需要高度精确计算的情况下可以使用这些模型。
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4、Aspen Plus的单元操作模型库
Aspen Plus的分馏与反应模型是最常用的两类单元操作模型 2、反应器模型 简单的化学计量模型（RSTOIC）只需要规定化学计量或
反应中一个关键组分的转化率即可应用。 在已知反应动力学的情况下，可以用更精确的模型，如
连续搅拌釜式反应模型（RCSTR）或活塞流反应模型（ RPLUG）。
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4、Aspen Plus的单元操作模型库
Aspen Plus的分馏与反应模型是最常用的两类单元操作模型 2、反应器模型 RBATCH反应模型可处理单相或两相的动态反应，可选用
Aspen Plus系统采用了先进的数据结构，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。
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4、Aspen Plus的单元操作模型库
Aspen Plus的分馏与反应模型是最常用的两类单元操作模型。
1、分馏模型
RADFRAC模型能严格地模拟多级气液平衡操作，包括吸收 、汽提、有再沸器的吸收和汽提、萃取和共沸蒸馏，以及 高度非理想体系的分馏过程。RADFRAC能严格计算任一塔 板上两个液相的存在，也可以简单地假设第二液相为纯水 。
化工过程模拟软件的使用
Usage of Process Simulation software
主要内容（Contents）
一、 化工过程模拟技术介绍 二、 化工过程模拟软件的使用 三、 模拟计算分析 四、实例应用 五、上机实践
South China University of Technology
Aspen Plus有一套完整的单元操作模型，模型库约由50 种单元操作模型构成，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。
单元操作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，为用户 提供了极大的方便性和灵活性。
连续进料和出料。 RGIBBS是根据GIBBS自由能极小的基本原理，它能描述
单相化学平衡、相平衡，也能同时描述化学平衡和相平 衡，可以处理固、液多相系统。
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5、Aspen Plus的单元操作模型及其主要功能
5.1、混合器和分流器3种 (1)、通用混合MIXER (2)、分流FSPLIT (3)、子物流分流SSPLIT
MULTIFRAC可以有效地计算互连的多塔分馏系统，如原油 蒸馏、减压塔、催化裂化分馏塔、吸收塔、解吸塔 、空气 分馏塔以及有热交换的塔系统。
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4、Aspen Plus的单元操作模型库
Aspen Plus的分馏与反应模型是最常用的两类单元操作模型 1、分馏模型 Aspen Plus有能处理反应的分离模型，该模型可在塔的任
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1、Aspen Plus 的物性系统
1.2 基于状态方程和活度系数方法的热力学模型
Aspen Plus约有40来种基于各类状态方程、活度系数方法 等的热力学模型，除此外还加入了其特有的各类电解质、 聚合物、固体模型，加上其他一些专用的焓、蒸发潜热、 表面张力等模型。
对于一些极性很强的特殊体系，Aspen Plus软件结合实验 数据开发一些专用的热力学方法和物性数据包。有氨-水包 、乙烯包、电解质胺包、烟道气处理、甲醛-甲醇-水、乙 二醇脱水、甲胺包及专用于电解质的Pitzer数据包等，还 附有数十种特定电解质-水体系的物性数据。
第二章 化工过程模拟软件的使用
第一节 Aspen Plus的主要功能
1、Aspen Plus 的物性系统
1.1 物性数据库
纯组分数据库，有5000多种纯组分的物性数据； 纯化合物数据库，包含500种化合物的参数； 电解质水溶液数据库，包括约900种离子和分子溶质估
算电解质物性所需的参数； 固体数据库，包括约3314种固体的固体模型参数； Henry常数库，包括水溶液中61种化合物的Henry常数
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2、Aspen Plus模拟固体系统
在煤的净化和液化、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有 固体应用的问题。
Aspen Plus中有Solid固体性质数据库，它广泛收集了 约3314种纯无机和有机物质的热化学数据；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。
参数；
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1、Aspen Plus的物性系统
二元交互作用参数库，包含涉及5000种双元混合物的 约40000多个二元交互作用参数；
无机物数据库，包括2450种组分（大部分是无机化合 物）的热化学参数；
燃烧数据库，包含燃烧产物中常见的59种组分和自由 基的参数；
Aspen Plus是世界上唯一获准与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，共计二十系统
1.3、高度灵活的数据回归系统 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。
1.4、性质常数估算系统 当模拟流程中含有缺少实验数据的新化学品时，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。例如，可估算活度系数模型中的二元参数。