Aspen Plus应用技术经典汉语教程.

2、流量为1000 kg/hr （0.4 MPa ）的饱和水蒸汽用 蒸汽过热器加热到过热度 100 ℃（0.39 MPa），求过热 蒸汽温度和所需供热量。
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反应器单元
1、生产能力类反应器（2种） 2、热力学平衡类反应器（2种） 3、化学动力学类反应器（3种）
单元操作模型（Block） 表示实际装置所用的各个设备
物性方法（Property Method）
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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模型库
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Property Methods & Models
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8. 输入外部流股信息 External Steam 9. 输入单元模块参数 Block Specifications 10. 运行模拟过程 Run Project 11. 查看结果 View of Results 12. 输出报告文件 Export Report 13. 保存模拟项目 Save Project 14. 退出 Exit
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状态指示符号
符号
意义 该表输入未完成 该表输入完成 该表中没有输入，是可选项 对于该表有计算结果 对于该表有计算结果，但有计算错误 对于该表有计算结果，但有计算警告 对于该表有计算结果，但生成结果后输入发生改变
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Pump 模型的连接图如下：
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Pump 模型有五种工作方式：
已知条件
• 排出压力 • 压力增量 • 压力比率 • 所需功率 • 特性曲线
得到结果
所需功率 所需功率 所需功率 排出压力 所需功率
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主要内容
Aspen Plus简介 Aspen Plus模块的应用 Aspen Plus的高级功能 Aspen Energy Analyzer简介
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什么叫流程模拟？
使用计算机程序定量模拟一个化学过程的特 性方程。Aspen Plus是一种基于序贯模块法的大 型通用稳态过程模拟软件。
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RStoic—化学计量反应器
性质：按照化学反应方程式中的计量关系进行反应， 有并行反应和串联反应两种方式，分别指定每 一反应的转化率或产量。
用途：已知化学反应方程式和每一反应的转化率或 产量，不知化学动力学关系。
Liaoning Shihua University源自文库
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RStoic 模型的连接图如下
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Aspen Plus的单元模块（9类）
1、混合、分流器； 3、换热器； 5、反应器； 7、操作器； 9、用户模型
2、简单分离器 4、塔分离器 6、压力变换器 8、固体
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流体输送模型
1、泵 Pump； 2、压缩机 Compr； 3、多级压缩机 MCompr； 4、阀门 Valve； 5、管道 Pipe； 6、管线 Pipeline
Aspen Plus具有灵敏度分析、自动排序、 多种收敛方法，以及报告等功能。
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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
功 预测物流的流率、组成和性质
能
与
预测操作条件和设备尺寸
作
用
减少装置的设计时间、进行设计方案比较
帮助改进当前工艺
求：泵提供给流体的功率、泵所需要的轴 功率、以及电机消耗的电功率各是多少？
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热过程单元
1、加热器 Heater 2、换热器 HeatX 3、多物流换热器 MHeatX 4、热通量换热器 HXFlux
后三种是与其他 软件接口的模块
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最简单的用法是指定出口压力 (Discharge pressure)，并给定泵的水力 学 效 率 (Pump Efficiency) 和 驱 动 机 效 率 (Driver Efficiency)，计算得到出口流体状 态和所需的轴功率和驱动机电功率。
流程模拟的作用？
1、新装置的设计； 2、旧装置的改造； 3、新工艺、新流程的开发研究； 4、生产调优、疑难问题诊断；
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Aspen Plus简介
Advanced System for Process Engineering,
简称Aspen，意为“过程工程的先进系统”。 1976年由美国能源部资助，麻省理工学院
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Aspen Plus常用术语
流程图（Flowsheet）
直观形象地表示所模拟系统的流程
模型库（Model Library） 存放可用单元操作模型的库
数据浏览器（Data Browser）
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
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热力学 方程
单元操作 方程
数学 方程
如何能学习好Aspen Plus？？
1、在不断使用中学习 2、利用好各种中英文培训和使用手册 3、Aspen Plus自带的帮助文档 4、利用好Aspen Plus软件附带的实例 5、参加Aspen Plus软件相关的高级培训
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7、组分属性 (Component Attr.)
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1、模型设定 (Specifications)
（1）、操作条件 (Operation Conditions) (1) 压力 (Pressure) (2) 温度/热负荷 (Temperature/Heat duty)
CH4 2H2O CO2 4H2
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Heater模型设定参数一
1、闪蒸规定 ( Flash specifications)
从 （1）温度 Temperature
中 （2）压力 Pressure
任 （3）温度改变 Temperature change
选 两
（4）蒸汽分率 Vapor fraction
项 （5）过热度 Degrees of superheating
（6）过冷度 Degrees of subcooling
（7）热负荷 Heat duty
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Heater模型设定参数二
2、有效相态 ( Valid Phase )
主持、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。
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Aspen Plus软件经过20年来不断地改进、 扩充和提高，已先后推出了十个版本，成为举 世公认的标准大型流程模拟软件。
（1）蒸汽
（2）液体
（3）固体
（4）汽—液
（5）汽—液—液
（6）液—游离水
（7）汽—液—游离水
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Heater的示例
1、温度20℃、压力0.41 MPa、流量4000 kg/hr 的软 水在锅炉中加热成为0.39 MPa的饱和水蒸气进入生蒸汽 总管。求所需的锅炉供热量？
（2）、有效相态 (Valid Phases) 汽 / 液 / 固 / 汽-液 / 汽-液-液/ 液-游离水 / 汽-液-游离水
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2、化学反应 (Reactions)
定义RStoic中进行的每一个化学反应的编号、 化学计量关系、产物生成速率或反应物转化率。 并指明计算多个反应的转化率时是否按照串联反 应方式计算。
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RStoic 模块有七组模型参数
1、模型设定 (Specifications)
2、化学反应 (Reactions)
3、燃烧
(Combustion)
4、反应热 (Heat of Reaction)
5、选择性 (Selectivity)
6、粒度分布 (PSD)
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生产能力类反应器（2种）
由用户指定生产能力，不考虑热力学可 能性和动力学可行性。
1、化学计量反应器（RStoic） Stoichiometric Reactor
2、产率反应器（RYield） Yield Reactor
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稳态模拟软件Aspen Plus 应用技术介绍
辽宁石油化工大学 2013.05
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参与研究的项目
1、大连石化公司低温热综合利用优化研究 2、华北石化500万吨/年常减压蒸馏换热网络设计 3、中捷石化常减压-催化裂化联合换热网络优化 4、沧州炼化常减压-延迟焦化装置换热网络优化
全球各大化工、石化、炼油等过程工业制 造企业及工程公司都是Aspen Plus的用户。
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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。
Aspen Plus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。
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Heater模型的作用
Heater 模型用于模拟以下单元， 改变 单股物流的温度、压力和相态：
1、加热器 2、冷却器 3、阀门（仅改变压力，不涉及阻力） 4、泵（仅改变压力，不涉及功率） 5、压缩机（仅改变压力，不涉及功率）
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Heater模型的连接图如下
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从数据浏览器的Pump对象下选择Results查看结果
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Pump的示例
一水泵将压强为 1.5 bar 的水加压到 6 bar， 水的温度为 25 C，流量为 100 m3/h。泵的效率 为 0.68，驱动电机的效率为 0.95。
回答“如果…那会怎么样”的问题 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模拟的流程
建立模型 已知条件 求解方程组
建立流程图 组分数据 物性方法 物流数据 单元操作模型数据 其它数据
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建立模拟模型的基本步骤
1. 启动User Interface 2. 选用Template 3. 选用单元操作模块：Model Blocks 4. 连结流股：Streams 5. 设定全局特性：Setup Global Specification 6. 输入化学组分信息 Components 7. 选用物性计算方法和模
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RStoic的示例
甲烷与水蒸汽在镍催化剂下的转化反应为：原料气中甲烷与 水蒸汽的摩尔比为1:4，流量为100 kmol/hr。