闪蒸模拟和灵敏度分析
带循环物流的流程模拟收敛技巧
压降的变化,Y:PR-FLD-FAC,PR-DPSEC
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8.3计算器 Calculator 根据变量X的变化,按照一定的规则为变量Y赋值, 常用在物料补充、损耗,
特点： • 作为一个模块,需要给定计算顺序 • 常常用在有循环物流情况,帮助收敛 • 补充或损耗、限制某参数
Purge
Product
Compositional Recycle
Feed
Thermal Recycle
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循环回路的种类
独立循环回路 Independent Loop
S8
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
U1
U2
U3
U4
U5
U6
U7
R1
R2
S9
嵌套循环回路 Nested Loop S8
S1
为循环物流提供合适的初始值 选择合适的单元计算顺序 选择合适的加速收敛方法 组合单元,对它们同时求解
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四 化工流程模拟的迭代解法
非线性方程组：
f1x1, x2 ,，xn 0 f2 x1, x2 ,，xn 0
fn x1, x2 ,，xn 0
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循环回路的迭代方法
常有困难,可分割为单元模块较少的子流程进行计算,逐步推进, 有利于解决大型流程的模拟问题 5 有效地选择单元模块
应在流程模拟的各个阶段,用不同水平的模块,由简到繁来模 拟各个单元过程,以得到合理的决策变量的设定值,减少用严格模 型进行全流程计算的时间, 例：精馏塔的简捷算法严格算法
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Aspen功能简介 (物性数据库)
Aspen Plus介绍 (物性数据库)•Aspen Plus---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统•Aspen 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”(AdvancedSystem for Process Engineering，简称ASPEN）,并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、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，应用案例数以百万计。
全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。
它以严格的机理模型和先进的技术赢得广大用户的信赖，它具有以下特性：1.ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究与开发经过工程到生产。
2.ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows 图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力最大。
3.ASPEN PLUS拥有精确模拟范围广泛的实际应用所需的工程能力，这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的工艺过程。
4.ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核心部分，该技术能在你公司的整个过程工程基本设施范围内捕获过程专业知识并充分利用。
5.在实际应用中，ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。
Aspen Plus功能Aspen Plus AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。
闪蒸模拟和灵敏度分析
闪蒸模拟和灵敏度分析例：在100kpa下，组成为40%的苯和60%的甲苯混合物，泡点进料，流量100kmol/hr。
（1）、计算其露点温度。
（2）、将此混合物在100kpa下进行闪蒸是进料60%汽化，求闪蒸温度、闪蒸过程的热负荷。
物性方法采用RK-SOLVE.（3）、如果进料的气化率在0.3到0.7之间变化，用灵敏度工具方法，分析闪蒸气化率的变化对闪蒸过程热负荷的影响，物性方法采用RK-SOLVE。
1.计算其露点温度闪蒸过程为气液两相，选用separators-flash,流程如下：点击next键：如图，在title中输入主题；点击next键，如图，输入组分。
点击next键，出现二元交互作用界面，不作改动；点击next键，输入物性方法；process type选着all，base method选着物性方法RK-SOLVE，其他不作变动；点击next键，输入进料组分信息，压力100kpa，c6h6为0.4，c7h8为0.6，摩尔流量100mole/hr,气相分率为0（因为是泡点进料）点击next，输入闪蒸器数据，压力为100kpa，气相分率为1（因为求露点温度）；点击next，开始运行模拟；得到如下结果；查看物流结果；查看闪蒸器结果；可知露点温度为101.4摄氏度。
2.将此混合物在100kpa下进行闪蒸是进料60%汽化，求闪蒸温度、闪蒸过程的热负荷。
物性方法采用RK-SOLVE。
进入block-fl-specification界面输入气相分率为0.6.点击next，开始运行模拟如下；物流结果；闪蒸器结果；可知闪蒸温度为98.9摄氏度，热负荷为0.4785Gcal/hr。
3.如果进料的气化率在0.3到0.7之间变化，用灵敏度工具方法，分析闪蒸气化率的变化对闪蒸过程热负荷的影响，物性方法采用RK-SOLVE。
进入model analysis tool--sensitivity，点击new定义采集变量define为HD具体如下：点击next，定义操纵变量vary如下：点击next，fill variables：点击next，运行模拟：查看结果：选中vary1，在plot中定义为X轴，选中HD，在plot中定义为Y轴，然后点击display plot，得到如下曲线：。
手把手教你用aspen plus作各种类型的闪蒸计算
闪蒸是化工行业比较常见的单元操作，闪蒸类型很多，最常见的是绝热闪蒸和等温闪蒸，也可以指定温度或压力算，只需指定duty的数值，或指定气体分数为0－1之间某个数值的计算。
闪蒸操作的自由度为C(组分数)+4，可以从闪蒸罐温度，压力，气体分数，热负荷这四项中选任意两个。
[本帖最后由 lsrwan 于 2009-4-14 21:39 编辑]c1.JPG(6.4 KB, 下载次数: 70)建立流程，然后点data－>setupc2.JPG(12.34 KB, 下载次数: 33)老规矩，输入帐号c2.5.JPG(15.66 KB, 下载次数: 31)选取组分c3.JPG(29.89 KB, 下载次数: 33)选取热力学方法c4.JPG(26.64 KB, 下载次数: 28)这是NRTL的参数，不必理会直接nextc5.JPG(26.45 KB, 下载次数: 33)输入流体的参数，此时该流体处于气液平衡状态c6.JPG(13.07 KB, 下载次数: 32)等温闪蒸，罐的压力温度与流体相同，这是理想状体，实际很难完全实现c7.JPG(39.31 KB, 下载次数: 35)等温闪蒸结果，可以看出进行了分离绝热闪蒸设置，duty为0c9.JPG(38.14 KB, 下载次数: 35)绝热闪蒸结果，可以看出流体1的焓为流体2 3之和c10.JPG(13.75 KB, 下载次数: 32)这是泡点压力计算的设置c11.JPG(33.65 KB, 下载次数: 29)通过计算可以知道与用aspen properties结果是一样一样的c12.JPG(13.51 KB, 下载次数: 31)这是露点压力计算的设置c13.JPG(34.21 KB, 下载次数: 33)它与用aspen properties结果也是一样一样的c14.JPG(13.83 KB, 下载次数: 29)泡点温度计算的设置c15.JPG(34.03 KB, 下载次数: 29)泡点温度计算的结果c16.JPG(13.69 KB, 下载次数: 26)露点温度计算的设置c17.JPG(34.83 KB, 下载次数: 29)露点温度计算的结果附图是我做用aspen propertires的进料组成下的80F,15Psia条件下的泡点与露点的温度及压力，可以看出泡点因此进料也是80F），那么压力就必须设在泡点压力与露点压力之间，如果我设的闪蒸罐的压力比泡点压力还要的闪蒸罐的压力比露点压力还要低，那么进入闪蒸罐的流体将全部气化而从罐顶流出，也起不到分离的作用，这计算露点与泡点时，为什么把压力设为15psia，是这样的，当你进行露点温度与泡点温度计算的时候，计算的度与泡点温度，我设为15psia比一个大气压稍大一点，这样的压力比较常见，因此我选的是15psia。
aspen plus辅助案例
目录一、软件基本应用 (3)二、物性系统的应用 (27)三、常用词汇表 (40)一、软件基本应用练习一：异丙苯工厂(文件：CAD0001.Bkp)利用教材P28页条件，模拟异丙苯工厂。
题目介绍：苯和丙烯在反应器中发生烃化反应生成异丙苯，丙烯的转化率为90%，反应产物经冷却器冷到130℉进入闪蒸罐在1个大气压下绝热闪蒸，罐顶气相循环至反应器入口，液相为产品。
物性方法：RK-SOA VE主要掌握内容：1、选择模板，进入软件。
2、绘制模拟流程并进行修饰。
3、选择单位制。
4、订制报告内容。
5、定义组分。
6、选择物性方法。
7、定义物流条件。
8、定义单元设备操作条件。
9、查看计算结果。
10、通过习题掌握建立模拟的基本步骤。
练习二：苯分离(文件：CAD0002.Bkp)利用教材P66页条件，模拟苯分离流程。
题目介绍：含有氢气、甲烷、苯、甲苯的混合物经过一个冷却器及两个闪蒸罐分离苯溶液中的轻组分。
物性方法：PEN-ROB主要掌握内容：1、选择模板，进入软件。
2、绘制模拟流程并进行修饰。
3、选择单位制。
4、订制报告内容。
5、定义组分。
6、选择物性方法。
7、定义物流条件。
8、定义单元设备操作条件。
9、查看计算结果。
10、通过习题掌握建立模拟的基本步骤。
练习三：分馏塔简捷设计与严格核算模型的应用：(文件：DSTWU1.Bkp)题目介绍：拟分离由丙烷、正丁烷、异丁烷、异戊烷、正戊烷、正己烷组成的混合物，要求塔顶正丁烷的摩尔回收率达到99.08%，异戊烷的摩尔回收率 1.124%，用冷却水作塔顶全凝器的冷却介质；操作压力4.4个大气压，根据上述条件设计一个分离流程。
其他条件见P81页。
物性方法：PEN-ROBCOLUMN正丁烷 30异戊烷 20正戊烷 15正己烷 20主要掌握内容：1、正确选择模型。
2、了解分馏塔简捷设计和严格核算模型的区别及应用范围。
3、学会两种模型的基本应用。
4、利用初步设计结果进行严格核算。
5、学会使用设计规定完善设计。
Aspen Plus软件在化工原理课程各教学环节中的应用
Aspen Plus软件在化工原理课程各教学环节中的应用李微;刘世熙;马志刚;袁申富【摘要】Principles of Chemical Engineering is an important fundamental technology course for students majoring in Chemical Engineering.It is an application course with the focuses of practicality and engineering.The model blocks in Aspen Plus are closely related to unitoperations.Employing Aspen Plus in theory teaching,experiment teaching and curriculum design of Principles of Chemical Engineering realizes the combination of theory and practical application.It can not only improve the quality of teaching,but also promote the cultivation of students' engineering practical ability.The application of Aspen Plus in the teaching links of chemical engineering principles was emphatically introduced,and some concrete examples were presented.%化工原理是化工类专业的重要基础技术课,工程性和实践性很强,其各单元操作与Aspen Plus软件中的单元模块紧密联系.将Aspen Plus应用于化工原理理论教学、实验教学以及课程设计等环节,实现理论与实际应用的充分结合,不仅可以提高教学质量,而且能够促进学生工程实践能力的培养.本文分点介绍了Aspen Plus软件在化工原理各教学环节中的应用,并给予了实例说明.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)011【总页数】5页(P185-189)【关键词】AspenPlus;化工原理;实3【作者】李微;刘世熙;马志刚;袁申富【作者单位】云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091;云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091;云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091;云南大学化学科学与工程学院,云南昆明 650091【正文语种】中文【中图分类】TQ019化工原理是化工类专业学生最基础的专业课程，其概念多，计算复杂，理论性和实践性都很强。
某化工系统流程的Aspen Plus软件模拟分析
某化工系统流程的Aspen Plus软件模拟分析孙立娟;王佳;齐鹏【摘要】利用Aspen Plus软件对某化工系统流程模拟,并查看各物流结果.应用实例表明,在化工生产中应用Aspen Plus软件可以优化生产,对设备和整套生产装置的操作参数进行模拟,从而实现装置设计优化.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2015(041)002【总页数】4页(P48-50,52)【关键词】Aspen Plus软件;化工系统流程模拟;设计优化【作者】孙立娟;王佳;齐鹏【作者单位】中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100;山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂276017【正文语种】中文【中图分类】TP319Aspen Plus化工模拟系统是美国麻省理工学院于二十世纪70年代后期研制开发的大型化工模拟软件。
化工系统工程主要包括模拟、优化、灵敏度分析和系统综合等，其中模拟是基础，也是最重要的环节。
Aspen Plus因为具有工业上最适用且完备的物性系统，作为计算机辅助性软件能精确模拟出实际化工过程而得到广泛应用。
它用严格和最新的计算方法进行单元和全过程的计算，为企业提供准确的单元操作模型，还可以评价已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计，此外，用户还能够在工艺计算的同时估算基建费用和操作费用，进行过程的技术经济评价。
目前这套系统已广泛应用于化工、炼油、石油化工、煤炭、冶金、环保、动力、节能、医药、食品等许多工业领域[1，2]。
在煤化工中的应用：徐越等[3]基于Aspen Plus平台，提出了加压气流床气化炉的性能模拟方法。
张斌等[4]利用Aspen建立了喷流床煤气化炉模型，并建立了自定义汽化炉模型，预测和模拟喷流床气化炉的性能。
孙志翱等[5]利用大型化工流程软件Aspen Plus对火电厂烟气湿法脱硫工艺进行了模拟，建立的模型对优化设计具有一定的指导意义。
利用ASPEN-PLUS模拟与分析异丙苯的制备与分离.
利用ASPEN-PLUS模拟与分析异丙苯的制备与分离Simulation and analysis by ASPEN-PLUSpreparation and separation of the isopropyl benzene一级学科：化学工程与技术学科专业：化学工程与工艺学生：胡清清学号：指导教授：王水北京化工大学化学工程学院二零一五年七月十七日目录异丙苯制备及分离流程模拟 (1)一、设计任务与要求 (3)1、设计任务 (3)二、流程设计 (4)物质特性 (5)设计思路 (5)三、完成输入设定 (5)setup设置 (5)输入组分 (5)物性方法的选择 (6)Streams的输入 (6)BLOCK的输入 (7)反应器模块的输入 (7)换热器模块输入 (9)精馏塔模块输入 (10)闪蒸罐模块输入 (10)泵的输入 (11)四、模拟运行 (13)五、灵敏性分析 (16)换热器出口温度的灵敏度分析 (18)闪蒸罐温度的灵敏度分析 (20)闪蒸罐压力的灵敏度分析 (21)精馏塔回流比的灵敏度分析 (22)六、确定工艺参数 (24)七、心得体会 (25)一、设计任务与要求1、设计任务异丙苯制备与分离：因为我的学号是84，，包含数字0、1、2、4、8，由，该反应流程含有物质苯、丙烯、异丙苯及杂质正丁烷、甲烷。
所以由题目可知：进料：苯C6H6 、丙烯C3H6-2 、正丁烷C4H10-1 、甲烷CH4反应式：C3H6-2 + C6H6 = C9H12-2反应产物：异丙苯C9H12-2由已知条件知：（1）进口物料：压力温度120 ℃流量：苯和丙烯各6kmol/s，其他组分分别为s（2）反应器：丙烯转化率，压力降、热负荷为：0（3）换热器：压力降atm（4）精馏塔：塔釜苯摩尔含量为二．流程设计物质特性设计思路根据合成及分离要求设计流程如下图1所示：图1：异丙苯制备及分离工艺流程图组成：整个流程包含五个部分:反应器（REACTOR）、换热器（HEATER）、闪蒸罐（FLASH）、泵（PUMP）及精馏塔（DSTWU）。
高压射流中的戊烷闪蒸过程数值模拟
高压射流中的戊烷闪蒸过程数值模拟聂永广;毛羽;王江云;王娟【摘要】Flash evaporation of pentane is one of the most important factors in the process of asphalt spray granulation. According to the mechanism of mass and heat transfer in phase change due to pressure depress, the pentane flash evaporation model was built and implanted into commercial code Fluent by UDF. The agreement between numerical simulation result and theoretical calculation result was achieved. Comparisons of different nozzles showed that the nozzle with coin structure could avoid pressure suddenly reducing, decrease the vaporization rate of pentane in nozzle and prevent blockage of nozzle due to asphaltene particles being more, which is helpful to continue the process of spray granulation.%戊烷闪蒸是沥青喷雾造粒过程中的一个重要因素.根据戊烷减压相变中的传质传热规律,基于计算流体力学软件Fluent中的混合模型,采用UDF建立了戊烷瞬态闪蒸模型,并对戊烷的射流闪蒸过程进行了数值模拟计算,模拟结果与理论计算值较为吻合.通过对采用不同结构喷嘴的戊烷闪蒸相变过程分析发现,在原有喷嘴上加入渐缩段后,可以避免喷嘴中的压力突变,有效减少喷嘴中戊烷的气化率,防止沥青颗粒过多析出阻塞喷嘴,有利于喷雾造粒过程的持续进行.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2012(028)005【总页数】7页(P814-820)【关键词】喷雾造粒;闪蒸;非平衡热力学;数值模拟;混合模型【作者】聂永广;毛羽;王江云;王娟【作者单位】中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE65闪蒸过程广泛存在于石油、化工、制冷和航天等工业中。
真空闪蒸工艺
真空闪蒸工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：真空闪蒸工艺是一种利用真空环境下的高温蒸发来进行物质分离和提纯的工艺方法。
该工艺可以广泛应用于化工、医药、食品等领域，具有高效、节能、环保等优点，因此备受关注。
真空闪蒸是一种通过将液体加热至其沸点以上并在真空条件下蒸发的过程。
在正常的蒸发过程中，液体需要在低温下被加热并蒸发，而在真空闪蒸工艺中，通过降低环境压力，可以减小液体的沸点，从而实现在较低温度下进行蒸发。
这种工艺能够有效地减少热敏感物质的破坏和氧化，提高产品的质量和产率。
真空闪蒸工艺常用于溶剂脱水、溶剂回收、提取分离、结晶等工艺中。
在溶剂脱水过程中，通过真空闪蒸可以快速将水分从有机溶剂中去除，提高有机溶剂的纯度和回收率。
在溶剂回收过程中，真空闪蒸能够将挥发性组分从溶液中分离出来，实现废溶液的回收再利用。
在提取分离过程中，真空闪蒸可用于快速分离混合物中的不同组分，提高纯度和收率。
在结晶过程中，真空闪蒸可以控制溶剂的蒸发速率，促进晶体的形成，提高结晶产率。
真空闪蒸工艺的优点在于能够快速、高效地完成物质分离和提纯过程，并减少对热敏感物质的破坏。
真空闪蒸还能够节约能源和减少废弃物的产生，符合当前社会对环保和可持续发展的要求。
真空闪蒸工艺在化工、医药、食品等领域中得到了广泛应用。
值得注意的是，真空闪蒸工艺在操作过程中需要严格控制温度、压力和流量等参数，以确保产品的质量和安全性。
还需要对设备进行定期维护和检修，保证其正常运行。
通过不断优化工艺流程和提升设备技术，可以进一步提高真空闪蒸工艺的效率和可靠性。
第二篇示例：真空闪蒸工艺是一种常用于分离和提纯化合物的工艺，其原理是利用真空环境下物质的沸点低于常压条件下的沸点，通过加热使物质直接从固体或液体状态蒸发成气体，然后在冷凝器中将其重新凝结成液体。
真空闪蒸在化工、制药、食品等领域都有广泛的应用。
在真空闪蒸过程中，通常采用蒸馏设备，如蒸馏塔、蒸馏釜等设备。
通过控制真空度、加热温度和冷却速度等操作参数，可以实现对物质的有效提纯和分离。
闪蒸特性的研究现状与闪蒸技术的应用
摘要 介绍闪蒸的原理和国内外学者对闪蒸特性的研究现状袁分析影响闪蒸效率的因素和闪蒸技术在海水淡化尧余热发 电领域的应用情况遥
关键词 闪蒸特性 闪蒸技术 闪蒸效率 研究现状 应用
中图分类号院P747.11
文献标识码院A
文章编号院1672-9064(2018)园3原025原03
闪蒸技术发展至今袁得到了国内外各领域学者们的广泛
作者简介院赵子豪渊1992耀冤袁男袁四川德阳人袁上海理工大学硕士生袁研究方向为节能技术遥
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
研究与探讨
大袁汽泡便形成了袁而这些汽泡在上升过程中又加大了水体 的扰动袁进一步促进了闪蒸的进行遥 闪蒸室压力对闪蒸效率 的影响也可转换为热水过热度问题去分析袁当热水温度一定 时袁闪蒸室压力越低袁其对应的饱和温度越低袁过热度也就越 大袁闪蒸效率越高遥
负压闪蒸原油稳定工艺的模拟与运行参数优化
负压闪蒸原油稳定工艺的模拟与运行参数优化王娅婷;李佳;王琳;曹杰【摘要】The minus pressure flash technology of crude stabilization was simulated by using process simulation software with TBP-NG component model and the comprehensive benefits under different operating parameters were predicted and analyzed to determine the optimal operating param-eters.In process simulation,the TBP distillation data of crude oil and test data of natural gas compo-nents were adopted to characterize the feed of stabilizer,and the simulation of actual process was crea-ted by Aspen HYSYS,and the simulation results were compared with the actual operating parameters to verify the accuracy of simulation calculation.The processes under various stabilizer operating pres-sure,compressor outlet pressure,stripping gas flow and feed temperature were simulated and the corresponding product yield and energy consumption were analyzed comprehensively to determine the optimal operating parameters.The analysis result showed that the light hydrocarbon yield is higher when the operating pressure ranges from -0.065 MPa to -0.06 MPa;the stripping gas technology is effective to increase the light hydrocarbon yield;and the comprehensive benefit is higher when the in-let temperature ranges from 75 ℃ to 90 ℃.%采用原油实沸点蒸馏-天然气组分混合模型对油气混合物进行表征，利用流程模拟软件对联合站的负压闪蒸原油稳定工艺进行模拟，对不同运行参数下的综合效益进行预测及分析，确定优化运行参数。
4万空分设备流程模拟与灵敏度分析
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0
10
20
30 40 stage number
50
60
70
图2 上塔浓度分布图
1 0.9 0.8 0.7 molar fraction 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
氮 氧 氩
图1 林德4万空分主塔结构图
-5 0 5 10
1 0 -1 -2 -3 -4 -10
2
x 10
-5
8 6
x 10
-4
0
0 4 -2
氮摩尔分率变化值 氧摩尔分率变化值
-2
2 0
-4
-4
-6
-2 -4 -6 -8
-6
-8 -10
-5
0
5
10
-8
污氮变化百分比 %
污氮变化百分比 %
-10 -10 -12 -10 -12 -10
-5
0
元物系的热力学计算，目前主要使用状态方程法 [5]。状态方程法[6]的优点是可以在一个很宽的温度 氧、 氮和氩广泛应用于石油、 化工、 冶金、 电子、 和压力范围应用状态方程，包括亚临界和超临界范 能源、航空航天、食品饮料、医疗保健等国民经济的 围，而且参数比较少，对于理想或微非理想的系统， 而 各个领域。空气中含有氮、的氧、氩和稀有气体等， 汽液两相的热力学性质能用最少的组分数据计算。 氧－氮－氩三元混合物系统属于微非理想的物性系 是制取氧、氮、氩等产品的原料气。低温深冷精馏法 统， 所以非常适合使用状态方程方法和模型。 国外比 在空气工业中占有主导地位[1-2]。 较经典的状态方程方法主要有 Harmens[7] ， PR[8-9] 空分流程计算是流程设计及控制优化的先导 [3]，只有通过大量的流程计算找到流量、压力、纯 等方程。 精馏计算实质上就是求解每一块塔板上以理论 度等参数之间的关系， 才能进行流程的分析、 流程的 板为基础构成的物料平衡方程、 能量平衡方程、 相平 变负荷控制调节以及优化等。 模拟计算的工作量非常 选用不同 大，必须通过建立流程数学模型，借助计算机来完 衡方程和分子分数加和式构成的大方程组， 的已知条件来构造这个大方程组， 形成了不同的精馏 成。 物性计算是空分计算的基础， 空分设备中的任何 塔计算方法[10]。整个精馏计算按照算法的不同，可 单元的热力学计算都要用到氧、 氮、 氩及其混合物的 以分为三种：(1)三对角矩阵法，(2)逐板计算法，(3) 物性数据—焓，熵、相平衡系数等[4]。氧－氮-氩三 不稳定方程法。 本文以林德公司某4万空分装置为研究对象，用 Aspen Plus进行建模，并进行灵敏度分析，对原有空 此 项 工 作 得 到 国 家 自 然 科 学 基 金 (U1162130) 、 国 家 863 计 划 项 目
年产12.5万吨甲醇装置的Aspen Plus模拟与工艺设计
1.2.2 甲醇合成流程的模拟研究状况............................................... 4 1.3 ASPEN 软件在化工流程模拟的应用.................................................. 5 第二章 课题研究的理论基础和工具.............................................................. 8 2.1 甲醇合成热力学.................................................................................. 8 2.1.1 适用于高压下的含甲醇混合气体的状态方程....................... 8 2.1.2 甲醇合成反应的热效应......................................................... 11 2.1.2.1 理想气体反应热的计算..................................................... 12 2.1.2. 2 等温焓差的计算............................................................... 14 2.1.3 甲醇合成反应的平衡............................................................. 14 2.1.4 加压下平衡常数 KP 与平衡浓度 yi 计算............................. 16 2.2 甲醇合成反应的动力学.................................................................... 17 2.3 多元气一液平衡的热力学基础及模型............................................ 19 2.4Aspen Plus 软件介绍........................................................................ 21 2.5 小结..................................................................................................... 22
ASPEN第7讲 灵敏度分析
Flash2 — 应用示例（1）
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.2 MPa 温度为20℃ 、含丙酮 30%w、 水 70%w的物料进行部分蒸发回收丙 酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器 温度和热负荷以及汽、液两相的流量 和组成。
第七讲
灵敏度分析
分离单元的仿真设计
分离单元包含两大模块
塔设备模块 简单分离模块
简单分离单元模型
பைடு நூலகம்
简单分离模块包含五个模块
两相闪蒸器 三相闪蒸器
倾析器
组份分离器 两出口组份分离器
两出口组份分离器 两相闪蒸器 三相闪蒸器 倾析器 组份分离器
Flash2 两相闪蒸器
进行给定热力学条件下汽-液平 衡或汽-液-液平衡计算，输出一股 汽相和一股液相产物。用于模拟 闪蒸器、蒸发器、气液分离器等
报告中的灵敏度分析和鲁棒性
报告中的灵敏度分析和鲁棒性一、灵敏度分析的概念和意义在报告中进行灵敏度分析是一种常用的方法，用来衡量模型或方案对于输入参数的变化的敏感程度。
它可以帮助我们了解模型中哪些参数对结果有重要影响，进而优化模型或方案。
灵敏度分析一般可分为局部灵敏度分析和全局灵敏度分析。
局部灵敏度分析是通过改变单个参数的值，观察输出结果的变化情况，从而研究该参数对输出结果的敏感程度。
全局灵敏度分析则是通过改变多个参数的值，观察输出结果的变化情况，以全面了解各参数对输出的综合影响。
灵敏度分析有助于我们识别影响结果的关键因素，并在优化决策过程中有针对性地处理这些因素。
无论是日常经营还是决策分析，灵敏度分析都是非常有用的工具。
二、灵敏度分析的方法和应用1. 单参数法：通过改变单个参数的值，观察输出结果的变化。
这种方法简单直观，适用于分析一个或少数几个关键参数对结果的影响程度。
2. 图示法：通过绘制参数与输出结果的关系图，直观展示参数变化对输出结果的影响。
常用的方法有散点图、柱状图和折线图等。
3. 敏感度指标法：通过计算敏感度指标，衡量参数变化对输出结果的影响。
常用的敏感度指标有弹性系数、斜率和变异系数等。
灵敏度分析广泛应用于各个领域，如经济学、金融学和环境科学等。
它可以帮助我们制定更精确的决策和规划，减少风险，并提高效率和效果。
三、鲁棒性的概念和意义在报告中进行鲁棒性分析是一种常见的方法，用来评估模型或方案对于输入参数的不确定性的抵抗力。
它可以帮助我们了解模型或方案在面对不确定情况下的稳定性和可靠性。
鲁棒性分析一般可分为局部鲁棒性分析和全局鲁棒性分析。
局部鲁棒性分析是通过改变单个参数的值，在不确定的情况下观察输出结果的变化情况，从而研究该参数的稳定性。
全局鲁棒性分析则是通过改变多个参数的值，在不确定的情况下观察输出结果的变化情况，以全面了解模型或方案在不确定性条件下的稳定性。
鲁棒性分析的目标是找到那些在输入参数不确定性下鲁棒性较好的模型或方案，以应对各种不确定因素给决策带来的影响。
liu-闪蒸5-6
k
j1 j IN
分割器自由度：(C+2) +(NS -1)
(k=1,2…C)
(3)闪蒸器
k F ,1
k in
k F ,1
k F ,2
(k 1, 2...C)
Hin HF,1 HF,2
k in
TF,1 TF,2
Flash Q
PF,1 PF,2
k F,2
k F ,1
系统数 学模型
单元过程数学模型 系统结构数学模型
模拟
系统
模型求
物性数
解方法
据库
2.单元过程模拟
过程模拟的基础
单元设备的 结构性能
热力学 关系
质量与能 量衡算
相平衡 关系
单元过程 模拟
反应动 力学关系
二、非线性方程组与 线性方程组的建立
1.线性与非线性模拟：
设y＝H（x），如H符合线性运算的加和律和 比例律即： H（x1＋x2）＝H（x1）＋H（x2）＝y1＋y2 H（kx）＝kH（x）＝ky
k 3,1
Mk
(k 1...C)
H 1,1 1,1 H 2,1 2,1 H 3,1 3,1 M H M
混合器独立方程数：m = C+2 混合器自由度：d = n-m = 4(C+2)-(C+2) = 3(C+2)
k M
sk i1 i, j
混合器自由度：S(C+2)
(2)分割器 k IN
Psj PIN ( j 1, 2, 3)
HS, j j HIN , j 1, 2
HS,NS 1
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闪蒸模拟和灵敏度分析
例：在100kpa下，组成为40%的苯和60%的甲苯混合物，泡点进料，流量100kmol/hr。
（1）、计算其露点温度。
（2）、将此混合物在100kpa下进行闪蒸是进料60%汽化，求闪蒸温度、闪蒸过程的热负荷。
物性方法采用RK-SOLVE.
（3）、如果进料的气化率在0.3到0.7之间变化，用灵敏度工具方法，分析闪蒸气化率的变化对闪蒸过程热负荷的影响，物性方法采用RK-SOLVE。
1.计算其露点温度
闪蒸过程为气液两相，选用separators-flash,流程如下：
点击next键：如图，在title中输入主题；
点击next键，如图，输入组分。
点击next键，出现二元交互作用界面，不作改动；
点击next键，输入物性方法；process type选着all，base method选着物性方法RK-SOLVE，其他不作变动；
点击next键，输入进料组分信息，压力100kpa，c6h6为0.4，c7h8为0.6，摩尔流量100mole/hr,气相分率为0（因为是泡点进料）
点击next，输入闪蒸器数据，压力为100kpa，气相分率为1（因为求露点温度）；
点击next，开始运行模拟；得到如下结果；
查看物流结果；
查看闪蒸器结果；
可知露点温度为101.4摄氏度。
2.将此混合物在100kpa下进行闪蒸是进料60%汽化，求闪蒸温度、闪蒸过程的热负荷。
物性方法采用RK-SOLVE。
进入block-fl-specification界面输入气相分率为0.6.
点击next，开始运行模拟如下；
物流结果；
闪蒸器结果；
可知闪蒸温度为98.9摄氏度，热负荷为0.4785Gcal/hr。
3.如果进料的气化率在0.3到0.7之间变化，用灵敏度工具方法，分析闪蒸气化率的变化对闪蒸过程热负荷的影响，物性方法采用RK-SOLVE。
进入model analysis tool--sensitivity，点击new定义采集变量define为HD
具体如下：
点击next，定义操纵变量vary如下：
点击next，fill variables：
点击next，运行模拟：
查看结果：
选中vary1，在plot中定义为X轴，选中HD，在plot中定义为Y轴，然后点击display plot，得到如下曲线：。