ASPEN TECH 各主要模块功能介绍

出评估？ •每当我们要对本工段的处理量作一个大幅度的改变，操作员和工程师必须连续调整 14 个小 时，才能重新生产出合格产品，如何开发出一套控制方案使得这种处理量的调整是自动平滑 地快速实现？ Aspen Dynamics的优点
Aspen Dynamics建立在一整套成熟的技术基础上，AspenTech在提供商业化的动态模拟软 件产品方面，已经拥有十几Байду номын сангаас的宝贵经验。
■5. SPLIT—精馏系统优化软件
SPLIT是ASPEN最优化的蒸馏工具，SPLIT使工程师能更快地找到并且评估可行的分离方案， 即使对于高度非理想共沸混合物也可以决定最优的塔顺序。SPLIT可以使新的操作方案的产 生，避免长期浪费的实验以及求解困难的分离问题所产生的错误。SPLIT可以用于规划初始 的概念设计和已经存在工艺的改造。典型的应用包括：
Aspen Dynamics运用Properties Plus作精确可靠的物性计算，与稳态模拟建立在完全一致 的基础上。动态模拟能连续不断地校正工作点附近局部物性回归算式，从而保证高性能与模 拟精度。
Aspen Dynamics运用成熟的隐式积分与数值方法来做鲁棒性强、稳定性好的精确的动态 流程模拟。 Aspen Dynamics不仅提供简单物流平衡动态模拟法，还提供更精确的压力平衡动态模拟法。 压力体系是在每一单元操作中，将压力与流速取得关联来展开，这一功能在气体处理过程和 压缩机控制研究中具有重要的实用价值。
Aspen Dynamics已经包容了一整套完整的单元操作和控制模型库。Aspen Dynamics的单 元操作模型建立在完善的高品质的ASPEN PLUS工程模型基础之上。
Aspen Dynamics 提 供 开 放 的 用 户 化 的 过 程 模 型 ， 这 些 模 型 对 用 户 完 全 透 明 ， 用 Aspen Custom Modeler工具软件可以针对特定的过程开发更详细的用户化模型。
■2. ASPEN DYNAMICS—动态过程模拟软件
Aspen Dynamics是一套基于Windows95/NT的动态建模软件，可方便地用于工程设计与生产操 作全过程，模拟实际装置运行的动态特性，从而提高装置的操作弹性、安全性，增加处理量。 功能强大，简单易用
Aspen Dynamics与普通的Windows应用程序一样，使用起来非常简单，几分钟之内便可 得到精确的动态结果。工程师可以利用拖放数据、拷贝、粘贴等功能将数据通过Excel与其他 应用软件共享。 这些应用方便的动态模型基于联立方程的建模技术，具有快速、精确与鲁棒性等优点。 Aspen Dynamics能用于实际工厂操作：如故障诊断、控制方案分析、操作性分析和安全性分 析等。对塔开车、间歇过程、半间歇过程和连续过程都可以建立精确的模型。 单一的模型适用于设计、生产的全过程
Aspen Dynamics中的任务语言（Task Lanuage）使用户能定义基于时间或事件驱动的输入 改变。例如：将输入流量在某一时刻逐渐增加或减少；当容器满时关闭进料流量。 Aspen Dynamics支持Microsoft OLE交互操作特征，比如复制/粘贴/链接和OLE自动化。这些功 能方便了与其他应用程序之间的数据交换，也可让用户建立象MsExcel那样的用户操作界面。 Aspen Dynamics 也兼容VBScript描述语言，让用户自动重复复杂的任务，比如运行一系列实 例研究。
MATLAB接口：这种过程控制设计工具相联接可以开发控制策略； G2 接口：可以与这种人工智能工具软件结合开发操作工仿真培训器及工厂诊断系统； 各种DCS接口：例如CENTUM，TDC，RTPMS（IBM）等DCS接联，来用现场数据更新动态 模型，指导生产。 Aspen Custom Modeler常用的几个方面是： 1、提高可操作性：包括开车方案，正常操作规程； 2、改进安全性：包括释放系统，事故分析； 3、改进过程控制方案：测试可能的控制方案，研究先进控制策略； 4、开发用户模型及优化过程操作。 由于解算动态模型的微分方程组时，初值条件好坏非常关键，因此，计算之前必须输入 一组稳态初值作为计算起始点。这种稳态初值通常由Aspen Plus模拟结果提供。
AspenTech Aspen Plus 简介
工程套件—Aspen Engineering Suite
■1. ASPEN PLUS—静态过程模拟软件
ASPEN 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。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：
第一,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。
第二,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。
第三，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。
第四，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。
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 题。 流程模拟的优越性有以下几点：
传统的过程设计方法主要依赖于稳态分析，对于操作性能和控制问题通常在工艺流程完 成以后才去考虑。利用Aspen Dynamics则可以在研究稳态性能的同时来考虑可操作性。以下 这些实例都是在工艺流程设计过程中碰到的，运用Aspen Dynamics能成功地处理这些设计难 题。 •在精馏塔系中，为了节能要考虑换热网络的集成设计，但是由稳态设计取得的方案是否具 有可操作性呢？当处理量提高或降低后又会怎么样？那些需要增加的加热器和冷却器又应 如何放置才能保证系统的可操作性？ •当我们设计放热反应器和它的冷却器系统时，我们必须针对多种情况检验所设计的系统。 当进料中包含过多的反应物时会怎么样？当添加的催化剂过量时又会发生什么情况？如果 冷却系统失灵，应该在多少时间内切断进 料才能避免反应事故和超压危险？ •当我们设计一个新流程，这个流程中会包含多台反应器、塔和反应物循环流，基于我们对 于类似过程的经验，预期全装置的控制会面临严重的挑战，我们需要快速评价各种工艺流程 方案的可操作性，是否可以用单一的技术来评估稳态性能和控制系统品质以加速工艺设计过 程？ 用Aspen Dynamics解决操作问题
◇ 鉴别是否存在共沸蒸馏，以提供对于分离问题的更深入的观察。 ◇ 分析混合物的行为，在设计之前确定蒸馏边界。 ◇ 选择合适的夹带，使混合物中的组分选择更实际。 ◇ 快速研究其它分离方案的可行性，决定连续的和批处理蒸馏过程的最优设计。 ◇ 增加对于工艺的理解，在没有大投资的情况下发现已有装置操作的问题和瓶颈部位。 对于新的工艺，SPLIT的最大价值来自选择最好的概念设计。在实际中，会使装置避免 分离系统的\"过\"设计，从而需要较少的资金就能达到希望的分离满足产品的规定。对于已 有的工艺，SPLIT可以使操作人员较好地理解分离界限和混合物的行为以及蒸馏系统内的较 好的热回收来提高装置的操作表现。 SPLIT能判断在给定的压力下的混合物是否存在共沸并且决定它们的组成和温度。对于 高度非理想共沸混合物，SPLIT使工程师快速地开发适宜的分离顺序，SPLIT生成共沸曲线和 蒸馏线图，可以对于混合物行为进行深入的观察，包括共沸的存在和结果分离界限。SPLIT 使用ASPEN PLUS提供的严格的物性。 SPLIT可以与AspenTech的工艺整合工具ADVENT亲密结合，完成能量整合的研究。给出蒸 馏顺序，SPLIT可以鉴别热回收的机会以优化工艺。 SPLIT可生成塔的操作曲线，提供温度和热的最小的能量分布图，通过将各塔的目标值 的加和，形成复合曲线，在全效率范围内将另一分离顺序方案进行比较。而且，塔的冷-热 负荷也可以进行匹配，以评估改变操作造成的影响。比如，塔的压力和加热/冷却负荷，以 优化能量使用。SPLIT也提供修正塔设计的功能，比如使用进料预加热/冷却，以及使用中间 换热器的潜力等。
除了上面的设计问题以外，生产操作中的问题也会直接影响生产利润。Aspen Dynamics 能很好地处理诸如下面所述的各种问题。 •我们对塔K-102 的控制遇到了麻烦，是否需要改变控制方案或增设一只进料罐以减少进料 扰动？ •我们知道对于不同的原料，最佳的进料位置应该不同，但我们并不想轻易切换进料板，因 为这样控制系统便无法在切换过程中保证产品的纯度，在实施切换方案之前，我们是否能作
■3. ASPEN CUSTOM MODELER—动态模型开发软件
Aspen Custom Modeler是一套建立在联立微分一代数方程组求积分解基础上的动态模拟 系 统 。 它 包 括 一 套 单 元 操 作 的 动 态 模 型 库 （ 其 中 中 各 种 控 制 和 阀 门 模 型 ）。 它 使 用 和 Aspen Plus一样的物性数据库（PROPERTIES PLUS），这样可使稳态及动态模拟计算结果保 持一致性。它与一些其它工具软件有接口：
■4. ASPEN PINCH—系统节能软件
Aspen Pinch是一个基于过程综合与集成的夹点技术的计算软件。它应用工厂现场操作数 据或者Aspen Plus模拟计算的数据为输入，来设计能耗最小、操作成本最低的化工厂和炼油 厂过程流程。它的典型作用有以下几个方面：
1、老厂节能改造的过程集成方案设计； 2、老厂扩大生产能力的\"脱瓶颈\"分析； 3、能量回收系统（例如换热器网络）的设计分析； 4、公用工程系统合理布局和优化操作（包括加热炉、蒸汽透平、燃气透平、制冷系统 等模型在内）。 采用这种夹点技术进行流程设计，根据一些大型石化公司经验，一般对老厂改造，可以 节能 20%左右，投资回收期一年左右；对新厂设计往往可节省操作成本 30%，并同时降低投 资 10-20%。 ASPEN PINCH新功能（1998 年 5 月）： 与模拟软件Aspen Plus及Pro II 均可集成； 许多用户界面上的改进，完全Window化； 网络Pinch（技术改造自动化设计）； 有目标链接嵌入OLE功能； 热量及电力用户图形界面； 对help及用户手册做了改进；
Aspen Dynamics可以帮助用户在装置设计和生产操作的全部过程中发挥最大的潜力。 Aspen Dynamics与ASPEN PLUS紧密结合，让稳态工艺模型进一步发挥价值。从而减少开发投 资，降低操作费用。 Aspen Dynamics应用
Aspen Dynamics运用独一无二的技术帮助用户精确求解传统方法通常难以解决的实际 应用问题。对于相变、干塔和容器溢流等复杂而头痛的不连续过程的模拟问题，AspenTech 已经独创了一套崭新的技术来解决这些难题，这套新方法不仅鲁棒性高，而且快速精确。同 样 ， 由 AspenTech 总 裁 Joseph Boston 先 生 早 期 为 精 馏 过 程 开 发 的 稳 态 建 模 专 有 技 术 --Inside-Out算法也已成功地用于动态模拟。这些重大的突破为Aspen Dynamics 成为能快速、 可靠地处理设计和操作问题的商业化软件提供坚实的基础。 利用Aspen Dynamics改善过程设计品质
◇ 进行工艺过程的能量和质量平衡计算。 ◇ 预测物流的流率、组成和性质。 ◇ 预测操作条件、设备尺寸。 ◇ 缩短装置设计时间，允许设计者快速地测试各种装置的配置方案。 ◇ 帮助改进当前工艺。 ◇ 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(消除瓶颈)。 ◇ 回答 \"如果…那会怎样\" 问题 ASPEN PLUS的重要功能： ◇ 固体处理 ◇ 严格的电解质模拟 ◇ 石油处理 ◇ 数据回归 ◇ 数据拟合 ◇ 优化 ◇ 用户子程序