Aspen_Plus应用-塔器(北京化工大学)解析
Aspen Plus精馏模拟(塔设计)
Aspen plus精馏模拟实例教程1. Aspen Plus 简介进入Aspen Plus后，出现图1所示的Aspen Plus软件操作界面.图1操作界面构成·标题条：在该栏目中显示运行标识. 在你给出运行名字之前，Simulation1是缺省的标识. ·拉式菜单：Aspen Plus的功能菜单. 这些下拉式菜单与Windows的标准菜单类似.·工艺流程窗口：在该窗口中可以建立及连接所要模拟的工艺流程.·模式选择按钮：按下此按钮你可以关闭插入对象的插入模式，并返回到选择模式.·模型库：在这里列出建立模型可用的任何单元操作的模型..·状态域：显示当前有关运行的状态信息.·快速访问按钮：快速执行Aspen Plus相应的命令。
这些快捷按钮与其它Windows程序的快速访问按钮类似.·Next按钮（N->）：设计过程的任意时刻点击它，系统都会自动跳转到当前应当进行的工作位置，这为我们输入数据提供了极大的方便.2 Aspen Plus模拟精馏简介（1）塔模型分类做塔新流程模拟分析必须先进行简捷塔计算--- 塔的初步设计. 计算结果为理论板数、进料位置、最小回流比、塔顶/釜热负荷. 然后进行塔精确模拟分析，简捷塔计算结果做为精确计算的输入依据. 本文以甲醇-水混合物系分离为例，首先介绍初步设计方法，然后介绍复杂塔模拟计算。
为初学者提供帮助。
Aspen Plus塔模型分类如下表.模型简捷蒸馏 DSTWU、 Distl 、SCFrac严格蒸馏 RadFrac、 MultiFrac、 PetroFrac、 RateFrac（2）精馏塔的模拟类型精馏塔的模拟类型可以分为设计式和操作式模拟计算. 可以通过定义模型的回流比进行设计型计算，又可以定义塔板数进行操作型计算. 本章我们进行设计计算，在下一章中进行操作型计算.（3）设计实例常压操作连续筛板精馏塔设计，设计参数如下[1]：进料组份：水63.2%、甲醇38.6%（质量分率）；处理量：水甲醇混合液55t/h；进料热状态：饱和液相进料；进料压力：125 kPa；操作压力：110 kPa；单板压降：≤0.7 kPa；塔顶馏出液：甲醇量大于99.5 %（质量分率）塔底釜液：水量大于99.5 %；（质量分率）.回流比：自选；全塔效率：E T=52%热源：低压饱和水蒸汽；我们通过这个实例学习Aspen Plus精馏模拟应用.3. 精馏塔的简捷计算·设计任务确定理论塔板数 确定合适的回流比·DSTWU 精馏模型简介本例选择DSTWU 简捷精馏计算模型.DSTWU 可对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷精馏 计算. DSTWU 假设恒定的摩尔溢流量和恒定的相对挥发度·DSTWU 规定与估算内容规 定目 的其它结果轻重关键组分的回收率 最小回流比和最小理论级数 理论级数 必需回流比回流比必需理论级数进料位置、冷凝器、再沸器的热负荷·DSTWU 计算结果浏览汇总结果、物料和能量平衡结果、回流比对级数曲线.3.1 定义模拟流程本节任务：·创建精馏塔模型 ·绘制物流·模块和物流命名1）创建精馏塔模块在模型库中选择塔设备column 标签，如图3.1-1.图3.1-1点击该DSTWU 模型的下拉箭头，弹出三个等效的模块，任选其一如图3.1-2所示.图3.1-2在空白流程图上单击，即可绘出一个精馏塔模型如图3.1-3所示.图3.1-32）绘制物流单击流股单元下拉箭头，选择流股类型，在这里我们选择 material 类型. 选择后得到图3.1-4所示.图3.1-4在箭头提示下我们可以根据需要来绘制流股，其中红色箭头表示必须定义的流股，蓝色箭头表示可选定义的流股，不同的模型根据设计任务绘制. 本例一股进料、塔顶和塔底两股出料，如图3.1-5.图3.1-53）模块和物流命名选择中流股/模块（单击流股/模块），点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择 rename stream 或 rename block，在对话框中输入改后的名称，即可改变名称.在这里我们将入料改为FEED；塔顶出料改为D；塔底出料改为L；改变名称后的流程图如图3.1-6所示.图3.1-6至此，本节创建模拟流程任务完成，我们将在N-> 快捷键引导下进入下一步操作.3.2 模拟设置单击N-> 快捷键，进入初始化设置页面，如图3.2-1. 用户可以对Aspen Plus做全局设置、定义数据输入输出单位等.·定义数据输入输出单位Aspen plus提供了英制、公斤米秒制、国际单位制三种单位制. 输入数据可以在输入时改变单位，输出报告则按在此选择的单位制输出.系统自身有一套默认的设置。
Aspen Plus软件在化工原理课程设计中的应用
Aspen Plus软件在化工原理课程设计中的应用
王广全;李肖华;张智亮
【期刊名称】《化工高等教育》
【年(卷),期】2015(032)002
【摘要】我们结合多年化工原理课程设计的教学实践,阐述了如何将Aspen Plus 全面地应用到化工原理课程设计过程中.利用软件中的RadFrac和HeatX严格计算模块及其他自带工具,可以求得给定理论板数下的回流比、塔径、换热器面积及公用工程耗量.据回流比与年总费用关系曲线确定最优的回流比,进而得到设备设计所需的全部工艺数据.采用上述方法,课程设计中的工艺计算可全部由软件完成而无须手算,这就提高了设计效率和质量,为学生从事化工设计工作打下了坚实的基础.【总页数】5页(P60-63,93)
【作者】王广全;李肖华;张智亮
【作者单位】浙江工业大学化学工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学化学工程学院,浙江杭州310014;浙江工业大学化学工程学院,浙江杭州310014
【正文语种】中文
【相关文献】
1.Aspen Plus在化工原理课程设计教学中的应用 [J], 孙兰义;张月明;李军;刘雪暖
2.Aspen Plus应用于化工原理课程设计的实践 [J], 刘保柱;于凤文;朱菊香
3.Aspen Plus在化工原理课程设计教学中的应用 [J], 王克良;李静;李松;李琳;李志;连明磊;杜廷召
4.Aspen Plus软件在化工原理课程设计中的应用 [J], 管述哲;刘宣池;董孝宇;吴进
喜;苏冰;张玉双;吴咏梅
5.化工流程模拟软件Aspen Plus在化工原理实验教学中的应用研究 [J], 霍月洋;岳鑫;刘凯;孙长峰
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AspenPlus在化工过程模拟中的应用
AspenPlus在化工过程模拟中的应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：AspenPlus在化工过程模拟中的应用第1章化工过程模拟概述—第2章AspenPlus模拟基础第3章流股的混合与分割过程模拟第4章压力变送过程模拟第5章分离设备模拟第6章传热设备模拟第7章塔设备模拟第8章反应器模拟第9章固体操作设备模拟第三章流股的混合与分割过程模拟学习目的:1、练习用Aspen Plus 进行流程仿真的基本步骤；2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的用法。
内容：课堂练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型（exercise—3。
1)：已知：将100m3/hr 的低浓酒精（乙醇20%w，水80%w，400C,1 atm)与200m3/hr 的高浓酒精（乙醇90%w,水10%w，300C,2atm)混合，混合后物流平均分为三股,一股直接输出,第二股与100 kg/hr 的甲醇水溶液混合后（甲醇95％w，水5％w，450C,1.5 bar）输出，第三股与80 kg/hr 的乙酸水溶液混合后(乙酸90%w，水10%w，350C,1。
2 bar）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？课后练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型（exercise—3。
2)：1）将4000C，3 bar 下的1000m3/hr 水蒸气、1000 m3/hr 二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。
2）将4000C,30 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。
3)将4000C,300 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。
ASPEN PLUS在化工专业教学中的应用
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第２ ４卷第 ２期 化 工时 刊 Ｃｈ ｍ ｉａ Ｉｄ ｓ ｒ ｉ ｅ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ Ｔｍ ｓ ｙ Ｖｏ ． ４， ． １ ２ Ｎｏ ２ ２１ ０ ０年 ２月 Ｆ ｂ ２． ０１ ｅ ． ２ ０ ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ｏ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．０ ２—１ ４ ２ １ ．２ ０ ８ ｓ ５ Ｘ． ０ ０ ０ ． １ Ａ ｐｎＰｕ 在 化 工 专 业 教 学 中 的应 用 ｓｅ ｌｓ 王 帅 钟 宏 金一粟 满瑞林 李海普 （ 中南 大学化 学化 工学 院 湖南 长 沙 ４ ０８ ） １０ ３ 摘 要 通过化工专科课程体系结构的分析 ， 在传统理论 教学 和设计教学的基础上 ， Ａ ｓｎＰｕ 流程模拟软件有 目 将 ｐｅ ｌ ｓ 的、 有步骤地应用于化工专业教学 ， 通过单元模型操作、 过程系统模拟和化工厂设计 ３个 阶段 的训练 ， 使学生逐步掌握 Ａ ｐｎＰｕ 软件的使用和化工设计的精髓 ， ｓｅ ｌｓ 达到培养专 业知识深 厚、 计算 机应用 能力较强 的“ 知识 ”＋“ 能力 ” 型人才 的 目的 。
关键词 Ａ ｐｎＰｕ 化工教学 ｓｅ ｌｓ 课程设计 将 专业 知识教 育 与计 算 机应 用 能 力 培养 结 合起 来， 培养能够熟练运用计算机技术解决化工专业 问题 的学生 ， 是化 工专业 教育 的重要 目标之一 。
为 了实现 这 一培 养 目标 ， 了基 础 的计 算 机知 识 教 学外 ， 内 除 国 地 应用化 工过 程 的研 究开 发 、 置设 计 、 产 过程 控 装 生 制、 工艺 优化及 技 术 改造 等 方 面 训 。
将 Ａ ｐｎＰｕ ｓｅ ｌ ｓ 应 用于化 工专 业教 学 ， 不仅 可 以培 养学生 学 习兴 趣和 计 算机应 用能力 ， 且为学 生将来 从事相关 行业 的工 而 作 打下 了 良好 的基 础 。
马后炮化工微课堂-AspenPlus基础培训-塔设备单元
对塔出口和进口的物料进行化学分析，判断是否存在化学反应 异常等故障。
塔设备单元故障处理措施
01
清洗塔板
对于液泛、漏液、雾沫夹带等故 障，可以采取清洗塔板的方法，
去除塔板上的积垢和杂质。
03
调整操作参数
通过调整操作参数，如温度、压 力、流量等，改善塔的操作状态
软件应用领域
化工流程模拟
Aspen Plus软件广泛应用于化工流程 模拟，帮助用户了解和优化化工过程。
设备选型
Aspen Plus软件可辅助用户进行设备 选型，根据模拟结果选择合适的设备
和参数。
工艺设计
Aspen Plus软件可用于工艺设计，通 过模拟和优化帮助用户制定更加合理 和高效的工艺方案。
专家系统
集成专家知识和经验，为塔设备的优化提供 决策支持。
05
塔设备单元的故障诊断与处 理
塔设备单元常见故障类型
液泛
由于液体在塔板上的积累，导致气体通道被堵塞，使得气体无法正常通过塔板。
漏液
由于塔板上的液体分布不均或液体流量过大，导致液体从塔板缝隙漏下。
雾沫夹带
气体通过塔板时携带液滴，导致液滴在塔板间传递，影响分离效果。
对选定的塔设备单元进行实际安装和调试，确保 其性能和生产效率达到预期要求。
感谢您的观看
THANKS
02
根据需要设置塔设备的操作条件，如进料温度、出料温度、操作压力 等。
03
根据需要设置塔设备的控制系统，包括控制变量和被控变量，以及控 制策略和算法等。
04
还需要设置塔设备的性能评估指标，如分离效率、处理能力等，以便 对塔设备的性能进行评估和优化。
AspenPlus培训讲义(完整版)解析
Slide 16 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第16页
Aspen Plus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。
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）。 RBATCH反应模型可处理单相或两相的动态反应，可选用连续进料和出 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 。RGIBBS能自动决定实际存在的相数。
Aspen Plus的多级严格分离模型是基于内外两层结构（双层）、结合最 新的联立方程和求解法编制而成。双层法是由AspenTech总裁 J. Boston 博士首创的。他自1981年起一直担任本公司总裁。此法必须提供初值， 在大范围内应用十分可靠。 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。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。 Aspen Plus还有经过工业考验的能处理反应的分离模型，该模型可在塔 的任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。反应速率可由置入内部的幂律表示式或由用户提供的反应 动力学程序来计算 。Aspen Plus的简捷算法蒸馏模型需要输入的数据较 少，也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。
ASPEN+Plus在工业精馏塔故障诊断与参数寻优中的应用
２００５年第２４卷第８期化工进展ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ·９３５·ＡＳＰＥＮＰｌｕｓ在工业精馏塔故障诊断与参数寻优中的应用孙巍１李琳２陈晓春１（１北京化工大学化工学院，北京１０００２９；２中国石油吉林分公司，吉林１３２０２１）摘要通过在生产实践中应用ＡＳＰＥＮＰｌｕｓ软件模拟实际生产过程，对实际操作中可能存在的故障进行了诊断；在系列化过程模拟与优化的基础上，以理论计算为指导，针对性地提出了操作参数调整方案及精馏塔内构件的雏护策略。
实际运行结果表明，以最小的成本投入获得了最佳改造效果，故障诊断与参数寻优是成功的。
关键词ＡｓＰＥＮＰｌｕｓ；模拟计算；故障诊断；参数寻优；精馏操作中图分类号ＴＱ０２１．８文献标识码Ａ文章编号１０００一６６１３（２００５）０８一０９３５一０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＳＰＥＮＰｌｕｓｏｎｔｈｅＯｐｅｒａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎＣｏｌｕｍｎＳ“以Ｔ－０ｉ１，ＬｉＬｉ７２２，Ｃ＾ＰｎＸｉ口Ｄｃ＾“，２１（１Ｂ蜘ｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９；２ＪｉｌｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｊｉｌｉｎ１３２０２１）ＡｂｓｔｍｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＳＰＥＮＰｌｕｓｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｓｓｕｉｔａｂｌｙｒｅａｓｏｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｇｉｖｅｓｔｈｅｃｈｏｉｃｅｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔａｂｉｌｉｚｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｔｗｉｔｈｏｕｔｅｘｔｒａｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｎｈａｒｄｗａｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡＳＰＥＮＰｌｕｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｃＯｌｕｍｎＡＳＰＥＮＰｌｕｓ是美国ＡＳＰＥＮ技术公司开发的，具有准确单元操作模型和最新计算方法的大型化工模拟软件。
aspen plus 习题答案
aspen plus 习题答案Aspen Plus 习题答案：优化化工过程设计的利器Aspen Plus 是一款广泛应用于化工工程领域的流程模拟软件，它能够帮助工程师们进行化工过程的设计、优化和分析。
在化工工程的实践中，经常会遇到各种复杂的工艺问题，而 Aspen Plus 提供了强大的模拟和优化功能，能够帮助工程师们快速、准确地找到最优的解决方案。
通过 Aspen Plus，工程师们可以建立化工过程的详细模型，包括各种反应器、分离装置、换热器等单元操作，并对整个过程进行动态模拟和优化。
在实际的工程设计中，工程师们可以利用 Aspen Plus 进行热力学分析、物质平衡计算、设备选型等工作，从而确保设计方案的合理性和可行性。
除此之外，Aspen Plus 还提供了丰富的数据库和物性模型，能够模拟各种化工原料和产品的性质，帮助工程师们更准确地预测工艺的性能。
同时，AspenPlus 还支持多种优化算法，能够帮助工程师们寻找最优的操作条件和工艺参数，从而降低能耗、提高产量，实现工艺的经济和环保效益。
在化工工程的教学中，Aspen Plus 也被广泛应用。
通过教学实验和习题练习，学生们可以了解和掌握化工过程的建模和仿真技术，培养他们的工程实践能力和解决问题的能力。
因此，Aspen Plus 不仅是一款强大的工程软件，也是化工工程教育的重要工具。
总的来说，Aspen Plus 作为一款优化化工过程设计的利器，为化工工程师们提供了强大的工具和技术支持，帮助他们解决复杂的工艺问题，优化设计方案，提高工艺的经济性和可持续发展性。
随着化工工程技术的不断发展，相信Aspen Plus 将会发挥越来越重要的作用，为化工工程领域的发展做出更大的贡献。
AspenPlus应用塔共70页文档
11
（3）选用模块: DSTWU
2.1建立工艺流程图
选取这三个不同的 图标，仅仅是外形 不同，功能是一样 的
DSTWU模型用于对 塔的简捷设计计算， 它可以估算最小回流 比和最小理论板数。Leabharlann 曲线拐点： 回流比约1.340
(6) 模拟结果
2.4灵敏度分析
回流比1.3下的模拟结果 理论板数：19.04 进料板：14.8 塔顶/进料：0.2458(mole)
41
(7) 结论
对同一产品质量要求而言 回流比R增加
塔板数减少，投资费用降低 能耗增加，运行费用上升
严格精馏条件
2.4灵敏度分析
分离要求： 丙烯纯度：99.5wt% 丙烯回收率：99.9%
7
设计思路
1.用Aspen plus的简捷精馏模块（DSTWU）确 定满足要求的理论板数、最小回流比和采出率 的大概值； 2.用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负荷随 回流比的变化曲线，选择合适的回流比； 3.结合采出率和进料板位置共同作为严格精馏 的输入条件，选用严格精馏模块（RadFrac） 进行模拟； 4.用Aspen plus模型分析功能中的设计规定辅 助进行求解，使之准确达到设计要求。
=0.994≈0.995
30
2.3 模拟计算及结果查看
查看塔模块结果
2.简捷精馏模块DSTWU
最小回流比： 0.9976
31
2.4灵敏度分析
2.简捷精馏模块DSTWU
用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负 荷随回流比的变化曲线，选择合适的回 流比
32
Aspen Plus在化工设计及模拟中的应用
Aspen Plus在化工设计及模拟中的应用（摘自方利国等编《计算机在化学化工的应用》第九章，化学工业出版社，2003年）Aspen P1us是一款功能强大的化工设计、动态模拟及各类计算的软件，它几乎能满足大多数化工设计及计算的要求，其计算结果得到许多同行的认可，该软件也和其他软件一样在不断地升级。
在美国能源部的拨款资助下，麻省理上学院化工系有关教授组织了一个由高等学校和企业部门各方人员参加的开发小组，集中进行新一代化工流程模拟系统的开发，于1979年初开发成功Aspen，并投入使用。
1981年专门成立了一家公司接管了这套系统的继续开发和完善工作，同时软件更名为Aspen P1us。
它被用于化学和石油工业、炼油加工、发电、金属加工、合成燃料和采矿、纸浆和造纸、食品、医药及生物技术等领域，在过程开发、过程设计及老厂的改造中发挥着重要的作用。
该软件主要由三部分组成，简述如下。
(1)）物性在物性部分中包括基础物性数据库、热力学性质和传递物性，下面分别加以介绍。
①基础物性数据库Aspen Plus中含有一个大型物性数据库．共含有32类近900种纯物质的物性，主要有：分子量、Pitzer偏心因子、临界性质、标准生成自由能、标准生成热、正常沸点下汽化浴热、回转半径、凝固点、偶极矩、比重等。
同时还有：理想气体热容方程式的参数、Antoine方程的参数、液体焓方程系数。
对UNIQAC和UNIFAC方程的参数也收集在数据库中，在计算过程中，只要所计算的组分在物性数据库中存在，则可自动从数据库中取出基础物性进行传递物性和热力学性质的计算。
②燃烧物数据库燃烧物数据库是计算高温气体性质的专用数据库。
该数据库含有常见燃烧物的59种组分的参数，其温度可高达6000K，而用Aspen P1us主数据库，当温度超过1500K以上时，计算结果就不精确了。
燃烧物数据库只适用于部分单元操作模型对理想气体的计算。
⑧热力学性质和传递物性在模拟中用来计算传递物性和热力学性质的模型和各种方法的组合共有43种，主要有：计算理想混合物汽液平衡的拉乌尔定律、烃类混合物的Chao-Seader、非极性和弱极性混合物的Redlich-Kwong-Soave、BWR-Lee-Starling、Peng-Robinson。
AspenPlus应用基础-塔设备单元
RadFrac — 配置（操作设定）
操作设定从十个选项中选择：
6、上升蒸汽比（ 1、回流比（Reflux Boilup Ratio Ratio ）) 7、上升蒸汽 2、回流速率（ /进料比 Reflux （Boilup Rate） to Feed Ratio) 8、馏出物 3、馏出物速率（ /进料比（ Distillate DistillateRate) to Feed Ratio) 9、冷凝器热负荷（ 4、塔底物速率（Bottoms Condenser Rate) Duty) 10 5、再沸器热负荷（ 、上升蒸汽速率（Reboiler Boilup Rate) Duty)
RadFrac —— 再沸器
热虹吸再沸器需要进行设定： 1、指定再沸器流量
（Specify reboiler flow rate）
2、指定再沸器出口条件
（ Specify reboiler outlet condition）
3、同时指定流量和出口条件
（Specify both flow and outlet condition ）
DSTWU 简捷精馏（设计）
DSTWU 模块用Winn-UnderwoodGilliland捷算法进行精馏塔的设计，根 据给定的加料条件和分离要求计算最 小回流比、最小理论板数、给定回流 比下的理论板数和加料板位置。
DSTWU —— 连接
DSTWU 模型的连接图如下：
DSTWU — 模型参数
DSTWU模型有四组模型设定参数： 4 、关键组分回收率 冷凝器设定 ( Condenser specifications) 2 、 13 、 塔设定 ( Column specifications) 、 压力 ( Pressure) （1） 全凝器（ Total condenser) ( Key component recoveries ) （ 11 ） 塔板数（ Number of stages) （ 2 ） 带汽相馏出物的部分冷凝器 （ ） 冷凝器（ Condenser) （1）轻关键组分在馏出物中的回收率
Aspen-Plus详解教程
第4页
Aspen Plus具有最完备的物性系统
➢ 物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为 Aspen Plus具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使 其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus的物性系统，并与其自身的工 程计算软件相结合。
➢ 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) ➢ Aspen Plus数据库包括5000多种纯组分的物性数据及下列数据库 ➢ Aspen Plus是唯一获准与DECHEMA数据库接口的软件。该数据库收集
COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERM
工艺合成和分析
经济评价/投资估算/进 度管理
Concept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/Utilities
Aspen ICARUS
Pinch/Water/Utilities
➢ Aspen Plus是工程套件的核心,可广泛地应用于新工艺开发、装置设计优 化，以及脱瓶颈分析与改造。此稳态模拟工具具有丰富的物性数据库， 可以处理非理想、极性高的复杂物系；并独具联立方程法和序贯模块法 相结合的解算方法，以及一系列拓展的单元模型库。此外还具有灵敏度 分析、自动排序、多种收敛方法，以及报告等功能。
AspenPlus应用基础-塔设备单元
DSTWU 简捷精馏（设计）
DSTWU 模块用Winn-UnderwoodGilliland捷算法进行精馏塔的设计，根 据给定的加料条件和分离要求计算最 小回流比、最小理论板数、给定回流 比下的理论板数和加料板位置。
DSTWU —— 连接
DSTWU 模型的连接图如下：
DSTWU — 模型参数
4、冷凝器设定 ( Condenser DSTWU模型有四组模型设定参数： specifications) （1） 全凝器（Total 2、关键组分回收率 condenser) ( Key component recoveries ) （2） 带汽相馏出物的部 （1）轻关键组分在馏出物中的回收率 分冷凝器 馏出物中的轻关键组分/进料中的轻关键组分 （Partial condenser （2）重关键组分在馏出物中的回收率 with vapor distillate) 馏出物中的重关键组分/进料中的重关键组分 （3） 带汽、液相馏出物
RadFrac—— 连接
RadFrac模型的连接图如下：
RadFrac——模型设定
RadFrac 模型具有以下设定表：
1、配置（Configuration） 2、流股（Streams） 3、压力（Pressure） 4、冷凝器（Condenser） 5、再沸器（Reboiler） 6、三相（3-Phase）
5 种典型的规整填料：
1、带孔板波填料（MELLAPAK） RadFrac — 填料设计 2、带孔网波填料（CY） 3、带缝板波填料（RALU-PAK） 4、陶瓷板波填料（KERAPAK） 5、格栅规整填料（FLEXIGRID）
填料设计（Pack sizing）计算选 用某种填料时的塔径，共有40种填 料供选用，在此仅介绍 5 种典型的 散堆填料和 5 种典型的规整填料：
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。
Aspen-Plus应用塔设备设计课件 (一)
Aspen-Plus应用塔设备设计课件 (一)Aspen-Plus应用塔设备设计课件是针对化工专业的一门课程，由美国斯坦福大学开发并推广。
该课程主要讲解了Aspen-Plus软件的基本操作和应用以及塔设备设计的基本知识点。
下面我们来分别介绍。
Aspen-Plus软件是一款流程模拟软件，它可以模拟化工过程的各种反应、传质、传热等现象，以及调整反应条件、优化生产过程等。
通过使用Aspen-Plus软件，工程师可以更好地理解化工过程和产品，同时对实验进行预测和模拟。
这款软件广泛应用于石油、化工、能源等各个行业，是工程师必备的工具之一。
在Aspen-Plus应用塔设备设计课件中，学生将学习如何正确使用Aspen-Plus进行塔设备的设计。
在这个过程中，学生需要掌握如何运用软件模拟不同类型的塔，如提取塔、精馏塔、萃取塔和吸附塔等等。
为此，学生还需要掌握和了解一些化工工艺原理和塔设备的设计方法。
在这门课程中，学生将学习到以下基本的知识点：1.反向追踪法（反演法）：这是一种求解化工过程的方法，旨在寻找完美的动态模型。
2.材料平衡原理和动态模型：通过学习材料平衡原理，学生可以更好地理解化工过程中的物质变换和传输。
此外，学生还将学习如何使用Aspen-Plus软件建立动态模型，以预测化工过程的性能和优化生产过程。
3.塔设备的设计：塔设备是化工过程中重要的组成部分，对生产过程的稳定和效率影响很大。
在这个课程中，学生将学习如何在Aspen-Plus软件中进行塔设备的设计和优化，以提高生产效率。
总的来说，Aspen-Plus应用塔设备设计课件不仅可以帮助学生更好地掌握Aspen-Plus软件的基本操作和应用，还可以让学生了解化工工艺和塔设备的设计和方法，为将来从事化工行业提供了有力的保障。
同时，这门课程对于工程师和专业人士也有一定的参考价值，可以帮助他们更好地应用Aspen-Plus软件进行化工过程的优化、建模和模拟。
《AspenPlus应用塔》课件
定义系统中的组分和初始条件。 选择适当的热力学模型，包括状态方程和物性 计算方法。 定义反应器类型和反应物的摩尔比例。 指定模拟计算的时间步长和收敛准则。
AspenPlus输出文件的解析与数据分析
数据分析
使用AspenPlus输出文件进行 数据统计和分析，获得关键参 数。
图表分析
绘制模拟结果的图表，直观展 示化工过程的变化规律。
1 模拟收敛失败
检查初始条件和物料设 定是否正确，调整收敛 准则和时间步长。
2 数据输出错误
审查输入文件和模拟参 数设置，确需求和可靠数 据，选择适合的热力学 模型和反应器类型。
《AspenPlus应用塔》PPT 课件
本课程介绍了如何使用AspenPlus进行化工过程模拟，包括其应用场景、基 础知识回顾和输入文件的构成与编写方式。
AspenPlus应用场景
化工生产
模拟和优化各种化工过程，提 高生产效率和产品质量。
炼油厂
优化炼油流程，降低能耗和环 境污染。
制药研发
快速预测反应结果，优化药物 合成工艺。
敏感性分析
通过改变关键参数，评估其对 模拟结果的影响。
AspenPlus应用案例分析
1
石油裂化
优化裂化装置操作参数，提高石油产
化学反应
2
品的产量和质量。
模拟并改进化学反应过程，减少副反
应和废物生成。
3
生物质转化
研究生物质转化为能源的过程，探索 可持续能源生产方法。
AspenPlus使用中常见问题与解决方法
AspenPlus基础知识回顾
组分
定义化学物质组成，相互之间的摩尔比例。
反应器
模拟反应器类型和反应物之间的化学反应。
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3.2 模块数据输入
(5)Condenser设定
输入完成，按Next 键开始模拟计算
输入经过冷凝器 后的过冷温度。 （非必填项）
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3.严格精馏模块RadFrac
3.3模拟运算及结果查看
(1)查看物流结果
达不到分离效果 可用设计规定来优化
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3.严格精馏模块RadFrac
7
2.1建立工艺流程图
（3）选用模块: DSTWU
选取这三个不同的 图标，仅仅是外形 不同，功能是一样 的
DSTWU模型用于对 塔的简捷设计计算， 它可以估算最小回流 比和最小理论板数。
8
2.1建立工艺流程图
（4）连接流股
点击Material Streams 连接流股
Distillate 塔顶采出
2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
输入完成，ห้องสมุดไป่ตู้Data Brower键查看模拟结果
计算结束 无错误提示 无警告提示
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2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
查看物流结果
塔顶甲醇分率满足： 甲醇回收率： 20138.8*0.999/ 质量分率0.999 (55000*0.268) =0.994≈0.995
b)输入描述信息 Description
c)输入帐号信息 Accounting
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2.2前期输入
(1)输入全局变量
d)修改Report Options部分选项
Fraction basis Mole 选上 Mass 选上
14
2.2前期输入
(2)输入化学组分
（a）Formula 表项中 分别输入水和甲醇分子式 （b）Component 表项中 对化学组分重命名，便于自己识别 例： 甲基环戊烷 ID：METHY-01
d.选择精馏过程中 的有效相态。 e.选择塔模块收敛方法 此项对流程收敛非常 重要
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3.2 模块数据输入
(2)Configuration设定
f.从列表框中选择 操作变量类型。
47
3.2 模块数据输入
(3)Streams设定
输入进料板位置
48
3.2 模块数据输入
(4)Pressure设定
输入第一级理论 板压力
15
2.2前期输入
(2)输入化学组分
其余的选项缺省设置 不用管
16
2.2前期输入
(3)输入/修改物性方法
甲醇和水
用模板 Chemicals with Metric Units 的缺省物性方法NRTL，不 用修改
17
2.2前期输入
(3)输入/修改物性方法
18
2.2前期输入
(4)输入进料物流数据
2.2数据输入
(1)输入全局变量 (2)输入化学组分 (3)输入/修改物性方法 (4)输入进料物流数据 (5)设定模块数据
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2.2前期输入
(1)输入全局变量
输入Title （可不输入）
不含固体，不用改变 稳态过程，不用改变 物流计算基准 由Mole改成Mass
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2.2前期输入
(1)输入全局变量
FEED 进料流股连接处
Bottom 塔底抽出
9
2.1建立工艺流程图
（5）整理工艺流程图
重命名塔模块、流股 调整模块 大小、流股 位置 保存模拟 项目
Example4_1 Column Appl 模拟项目名称 最好不用中文，文件所在目录也 最好不用中文，避免运行错误
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2.简捷精馏模块DSTWU
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2.4灵敏度分析
(5)查看结果，绘制RR-NSTAGE图
c.画RR-NSTAGE图 选完X、Y轴直接 点 Plot Display Plot 画图
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2.4灵敏度分析
(5) RR-NSTAGE曲线
曲线拐点： 回流比约1.3
36
2.4灵敏度分析
(6) 模拟结果
回流比1.3下的模拟结果 理论板数：19.04 进料板：14.8 塔顶/进料：0.2458(mole)
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3.1 建立工艺流程图
点击这两个按钮中的 一个进行数据输入
DUPL：复制器 将一股物流复制成 完全相同的多股物流
无需重复输入 外部物流数据
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3.严格精馏模块RadFrac
3.2 模块数据输入
(1)为了减少 对新严格精 馏计算的干 扰，将T1和 已有的灵敏 度分析都 Deactivate
43
（a）输入进料温度、压力 和气相分率中的两个
（b）输入进料流量
（c）输入进料组成
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2.2前期输入
(4)输入进料物流数据
相对压力 1bar=0.1MPa
总和为1（或100）
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2.2前期输入
(5)输入DSTWU模块数据
（a）输入理论板数和 回流比中的一项
一般选输入回流比 （i）输入正数，如3， 表示回流比为3 （ii）输入负数，如-1.5 表示1.5倍最小回流比
(2)Design Spec设计规定优化
(b)定义自变量
点击Next键运行
自变量为回流比R
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3.4结果分析与改进
(2)Design Spec设计规定
(c)查看设计规定运行结果
塔顶采出甲醇纯度 达到要求
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3.4结果分析与改进
(2)Design Spec设计规定
(c)查看设计规定运行结果
塔顶温度为58.6℃ 可考虑通过降低塔顶压力 使塔顶温度降低至45℃左 右，从而降低能耗
点击此项自动 填入所有表项
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2.4灵敏度分析
(5)查看结果，绘制RR-NSTAGE图
a.定义X轴数据 左键选取RR这 一列数据 在菜单栏上选 取 PlotX-Axis Variable
33
2.4灵敏度分析
(5)查看结果，绘制RR-NSTAGE图
b.定义Y轴数据 左键选取 NSTAGE这一列 数据 在菜单栏上选 取 PlotY-Axis Variable
输入完成，按Next 键开始模拟计算
（d）输入轻/重关键组分 及其在塔顶采出中 的mole回收率
进料甲醇：36.8wt% 甲醇纯度：99.9wt% 回收率：99.5%
SD0/F=0.368*99.5%/0.999 =0.3665 水回收率=(SD0*0.1%)/(F*0.632) =0.00058
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Aspen Plus应用
塔设备设计
1
一、Aspen plus中的塔设备模块
塔模块分类： 简捷精馏：DSTWU、Distl、SCFrac 严格精馏：RadFrac、MultiFrac、 PetroFrac、RateFrac 液-液萃取：Extract
2
塔设计案例
甲醇和水的精馏分离 进料组成 甲醇：38.6wt% 水：63.2wt% 进料量：55t/h 分离要求： 甲醇纯度：99.9wt% 甲醇回收率：99.5% 气体分离装置丙烯塔 进料组成 丙烯：85.58mol% 丙烷：14.32mol% 正丁烷: 0.1mol% 进料量：25t/h 分离要求： 丙烯纯度：99.5wt% 丙烯回收率：99.9%
3
设计思路
1.用Aspen plus的简捷精馏模块（DSTWU）确 定满足要求的理论板数、最小回流比和采出率 的大概值； 2.用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负荷随 回流比的变化曲线，选择合适的回流比； 3.结合采出率和进料板位置共同作为严格精馏 的输入条件，选用严格精馏模块（RadFrac） 进行模拟； 4.用Aspen plus模型分析功能中的设计规定辅 助进行求解，使之准确达到设计要求。
3.2 模块数据输入
(2)Configuration设定
a.输入理论板数
b.选择冷凝器类型： 全凝器 部分冷凝器 无冷凝器
44
3.2 模块数据输入
(2)Configuration设定
c.选择再沸器器类型： 釜式再沸器 热虹吸再沸器 无再沸器
45
3.2 模块数据输入
(2)Configuration设定
29
2.4灵敏度分析
(2)定义因变量
NSTAGE为精馏塔 所需理论板数
点New按钮，输入因变量名称 在弹出窗口中定义因变量类型
30
2.4灵敏度分析
(3)定义自变量
自变量选择 回流比RR
输入自变量变化范围和步长 （RR的下限要大于最小回流比）
31
2.4灵敏度分析
(4)数据表设置
点Next键开始 灵敏度分析计算
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2.简捷精馏模块DSTWU
2.3 模拟计算及结果查看
查看塔模块结果
最小回流比： 0.9976
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2.简捷精馏模块DSTWU
2.4灵敏度分析
用灵敏度分析得到塔板数和再沸器热负 荷随回流比的变化曲线，选择合适的回 流比
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2.4灵敏度分析
(1)新建灵敏度任务
找到Model Analysis Tools Sensitivity 点New按钮 在弹出窗口中输入任务ID
回流比为1.39
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3.严格精馏模块RadFrac
3.5塔板设计
通过Tray Sizing的New按钮新建一个设计表项
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3.5塔板设计
Tray Sizing计算结果
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3.5塔板设计
Tray Rating计算
61
3.5塔板设计
Tray Rating计算结果
62
37
2.4灵敏度分析
(7) 结论
对同一产品质量要求而言 回流比R增加
塔板数减少，投资费用降低 能耗增加，运行费用上升