第3章物性方法作者：毕欣欣孙兰义
物性方法 3.1 Aspen Plus数据库 3.2 Aspen Plus中的主要物性模型3.3 物性方法的选择 3.4 定义物性集 3.5 物性分析 3.6 物性估算 3.7 物性数据回归 3.8 电解质组分
系统数据库?是Aspen Plus的一部分，适用于每一个程序的运行，包括PURECOMP、SOLIDS、AQUEOUS、INORGANIC、BINARY等数据库 内置数据库?与Aspen Plus的数据库无关，用户自己输入，用户需自己创建并激活 用户数据库?用户需要自己创建并激活，且数据具有针对性，不是对所有用户开放
PURECOMP ?常数参数。例如绝对温度、绝对压力。 ?相变的性质参数。例如沸点、三相点。 ?参考态的性质参数。例如标准生成焓以及标准生成吉布斯自由能。 ?随温度变化的热力学性质参数。例如饱和蒸汽压。 ?传递性质的参数，例如粘度。 ?安全性质的参数。例如闪点、着火点。 ?UNIFAC模型中的集团参数。 ?状态方程中的参数。 ?与石油相关的参数。例如油品的API值、辛烷值、芳烃含量、氢含量及
?IDEAL SYSOP0 理想模型?Lee 方程、PR 方程、RK 方程 状态方程模 型?Pitzer 、NRTL 、UNIFAC 、UNIQUAC 、VANLAAR 、WILSON 活度系数模 型?AMINES 、BK-10、STEAM-TA 特殊模型
?Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。 ?物性方法与模型选择不同，模拟结果大相径庭。如精馏 塔模拟的例子。相同的条件计算理论塔板数，用理想方法得到11块，用状态方程得到7块，用活度系数法得42块。显然物性方法和模型选择的是否合适，也直接影响模拟结果是否有意义。 ?《Aspen plus物性方法和模型》 理想模型 理想物性方法K值计算方法 IDEAL Ideal Gas/Raoult's law/Henry's law SYSOP0Release8version of Ideal Gas/Raoult's law
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。对于强的理想液态混合物的活度系数模型主要有UNIFAC、Wilson、NRTL、UNIQUAC，另外还有计算纯水和水蒸气的模型ASME及用于脱硫过程中含有水、二氧化碳、硫化氢、乙醇胺等组分的Kent-Eisenberg模型等。 有两个物性模型分别用于计算石油混合物的液体粘度和液体体积。对于传递物性主要是计算气体和液体的粘度、扩散系数、导热系数及液体的表面张力。每—种传递物性计算至少有一种模型可供选择。 (2)单元操作 ASPEN PLUS中共有二十多个单元操作模型。如混合、分割，还包括：间歇反应器、多塔精馏、灵敏度分析和工况分析模块。 ①间歇反应器 用来模拟单相或两相间歇式反应器。反应器可有一个连续进料或一个连续出料。采用缓冲罐的办法使间歇反应器与模拟流程的稳态物流相连接。 ②多塔精馏 用于对多个多级分馏装置相互联接系统的严格模拟。能处理带有侧流汽提、泵循环旁路和外部换热器的复杂分馏操作。 ③工况分析 为了对同一流程作几种操作工况的运行分析，可采用工况分析模块进行模拟外，还要对一系列工况中的每个工况进行流程模拟。 ④灵敏度分析 用户通过给定某一变量作为灵敏度分析变量，通过改变此变量的值模拟出操作结果的变化情况。
2007年第2期(总第94期 ) [ 作者简介]刘保柱(1971 ),男,讲师,硕士。 Aspen Plus 应用于化工原理课程 设计的实践 刘保柱,于凤文,朱菊香 (浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310032) [摘要]软件的N ex t 导航按钮和特制演示视频,可以使学生较快地掌握了软件的使用。利用DST WU 捷算模块获得不同塔板数下对应的回流比,将数据导入Ex cel 进行费用计算能得到最优回流比。用Rad F rac 模块进行严格计算,得到完整的工艺数据,再利用自编软件即可完成塔板和换热器设计。软件的应用增强了学生的兴趣,提高了设计效率和质量,同时拓宽了教师的选题范围,使课程设计更接近工程实际,获得了良好的教学效果。 [关键词]化工原理;课程设计;A spen Plus;精馏塔 一、概述 化工原理是化工类专业最重要的专业基础课,课程设计是教学中的一个重要环节。目前课程设计尤其是工艺过程计算中主要还是手工计算,大量的手工计算会耗费学生过多的时间,使学生对化工设计产生畏难心理;同时需要的一些数据难以从文献中获得,教师在选题时受到限制,难以反映化工发展的实际,降低了学生对课题的兴趣。 我校化工原理教研室在气液传质过程及设备方面做了大量工作,依托这一优势,课程设计中经常选择精馏装置设计作为课题。设计中要求学生首先根据给定的数据确定精馏塔的最优回流比,然后按最优回流比进行工艺计算得到精馏塔工艺数据,接着进行塔板设计,最后完成设备设计。为了提高设计效率,我校教师开发出塔板设计软件、换热器设计软件。而在工艺计算方面虽开发了乙醇 水系统的回流比优化程序,但对于更多物系的工艺计算还没有很好的办法。 通用化工软件已经在现代化工设计中得到广泛应用,极大地提高了设计的效率和质量。As pen Plus 是其中使用较多的过程模拟软件,它由美国AspenTech 公司于上世纪80年代初推向市场,经过多年的发展完善,目前的版本配有完备的物性模型和全面的单元操作模型,并且具有方便直观的数据输入输出接口,可广泛用于各种流程的模拟计算。 2001年,我校购买了用于教学的Aspen Plus 软件。为了给学生提供学习先进设计工具的机会并扩大课程设计选题范围,我们在2002年7月的课程设计中尝试引入该软件用于最优回流比和精馏塔的工艺计算,经过几年试用,效果良好。 二、软件使用学习 Aspen Plus 是一个功能强大的通用过程软件,尽管它具有友好的用户界面和丰富的帮助系统,学习使用该软件仍旧有相当难度。为了使学生能在给定时间内掌握软件基本用法并利用它完成设计任务,我们采取了以下两条措施: 1.充分利用Aspen plus 的Nex t 导航按钮输入主要数据。Aspen Plus 用户界面如图1所示,一个项目的完成需要创建流程图和输入数据两个阶段。流程图的生成采用图形方式,输入数 23
Aspen Plus 安装教程图文详解 1. 安装准备工作 （1）关闭所有运行的软件。尤其要关闭杀毒软件、安全软件、防火墙，以防误报病毒、阻拦安装；（2）保证安装包放在纯英文路径下，文件夹不能含中文。正确如E:\Aspen Plus ，错误E:\仿真软件\Aspen Plus ； （3）把许可证文件解压出来，必须存放在安全可靠的文件夹内，如：C:\ASP\。不能删除或移走，因为软件每次运行时首先要检查这个文件。 2. 安装ASPEN 打开文件夹AES111CD1，双击，进入安装过程，出现如下界面： 选择“aspen engineering suite”。有的电脑也许很久才能出现欢迎界面， 点Next，出现软件模块许可选项，All Products，点Next
选出现软件授权许可声明界面： 点Yes，出现安装模式的界面： 选择标准安装standard install，点Next。 默认或指定一个安装的路径，文件夹名称不能有中文，点Next：
继续Next，出现选择安装组件的界面： 初学者选Aspen 就行。不要选Online、Web（网络组件）相关的模块！点Next： 若出现下列对话框，选择Aspen License Manager，不使用Aspen Framework Server：
点Next： 点start installing，出现安装速度框： 安装一段时间后，会跳出对话框，提示加载第二张光盘，浏览、打开文件夹AES111CD1，OK确定即可继续安装。安装完成后会弹出下列提示框：
点击finish，出现重启电脑的提示框： 点确定，重启电脑。重启过程中，会跳出如下的对话框，提示导入许可证书： 选license file，并指定证书的具体位置，如上图所示，点击OK即可。 3. 试用ASPEN Plus 开始→所有程序→aspentech→aspen engineering suit→aspen →aspen plus user interface，(建议将其发送到桌面快捷方式)：
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。对于强的理想液态混合物的活度系数模型主 要有UNIFAC、Wilson、NRTL、UNIQUAC，另外还有计算纯水和水蒸气的模型ASME 及用于脱硫过程 中含有水、二氧化碳、硫化氢、乙醇胺等组分的Kent-Eisenberg 模型等。 有两个物性模型分别用于计算石油混合物的液体粘度和液体体积。对于传递物性主要是计算气体和 液体的粘度、扩散系数、导热系数及液体的表面张力。每—种传递物性计算至少有一种模型可供选择。 (2)单元操作 ASPEN PLUS 中共有二十多个单元操作模型。如混合、分割，还包括：间歇反应器、多塔精馏、灵 敏度分析和工况分析模块。 ①间歇反应器 用来模拟单相或两相间歇式反应器。反应器可有一个连续进料或一个连续出料。采用缓冲罐的办 法使间歇反应器与模拟流程的稳态物流相连接。 ②多塔精馏 用于对多个多级分馏装置相互联接系统的严格模拟。能处理带有侧流汽提、泵循环旁路和外部换 热器的复杂分馏操作。 ③工况分析 为了对同一流程作几种操作工况的运行分析，可采用工况分析模块进行模拟外，还要对一系列工 况中的每个工况进行流程模拟。 ④灵敏度分析 用户通过给定某一变量作为灵敏度分析变量，通过改变此变量的值模拟出操作结果的变化情况。
2012.08总第267期摘要：Aspen Plus是针对化工为代表的功能强大的过程系统模拟软件，本文介绍了如何将其 引入化工设计环节。教学实践表明，使用软件模拟可以节省计算量、提高效率，培养学生 解决工程问题的能力，与手工计算的差异对比分析原因，巩固化工原理知识。 关键词：Aspen Plus；化工设计；教学实践 中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1671-0568（2012）23-0093-02 *本文系中国矿业大学（北京）大学生创新性实验计划项目“基于现代化工软件AspenPlus的碳酸二甲酯工艺设计”（编号：110313y） 的阶段性成果。 一、引言 化工设计是指对化工过程的设计，通过设计一系列的 单元设备操作，将其合理地组合起来，从而实现从原料的输入 到产品的输出。[1]化工设计课程是高校化学工程与工艺专业的 一门重要的专业必修课，是在学生学完专业基础理论课《化 工原理》、《化学反应工程》、《化工热力学》及主要专业课 《化工工艺学》、《化工仪表自动化》、《化工设备》后，所 开设的一门综合性实践教学课程。 近年来，随着计算机技术在化工生产及过程设计应用 上的快速发展，掌握先进的计算机控制与设计技术，以适应 行业的发展，显得尤为重要。Aspen Plus是一种适应化工工 程日益综合化、大型化、复杂化趋势，已全方位应用于化工 过程研究、开发、设计、仿真、生产过程控制、优化及技术 改造等的大型软件，具有最适用于工业、且最完备的物性系 统。它计算精准，是目前国内外化工设计院使用的主流软件。[2] 将Aspen Plus应用于化工设计课程教学，不仅可以培养学生 学习兴趣和计算机应用能力，而且为学生将来从事相关行业 的工作打下坚实的基础。 Aspen Plus是一款针对以化工为代表的过程系统模拟 软件，其设计基础是以“三传一反”和化工系统工程为 核心的化工专业知识，本文结合Aspen Plus在化工设计 教学中的应用实践粗谈教学体会。 二、教学现状分析 中国矿业大学（以下简称“我校”）化学工程与工艺 专业的本科生培养方案中，主要在第五和第六学期开设专 业基础理论课和重要的专业课程，如《化工原理》、《化 学反应工程》、《化工热力学》和《化工分离工程》等。 在第六学期开设《计算机化工应用》，通过对Aspen Plus 软件的理论学习与上机实践，让学生掌握流体输送单元、 传热单元、分离单元等单元操作的仿真设计和流程模拟； 通过学期末的《化工原理课程设计》的手工计算，让学生 熟悉和掌握化工设计的基本原理和方法，并辅以Aspen Plus软件进行流程模拟，刘保柱等]和孙兰义等将软件用 于化工原理课程设计教学中取得了很好的效果。[3,4]在第七 学期开设的《化工专业综合设计》和第八学期的毕设环 节，要求学生设计化工厂，针对指定的化工生产系统进行 模拟和优化。通过这一系列课程的学习，使学生从简单的 单元操作模块模拟，过渡到对整个化工生产系统的模拟和 优化；从基础的计算机操作的学习，转向解决设计型和综 合型的复杂问题；从理论知识的学习转向工程实践能力的 培养，最终达到培养学生综合运用专业理论知识和计算机 技术解决实际工程问题的能力的目的。 2011年，我校购买了用于教学的Aspen公司的“Uni- versity package for Process Engineering”5年使用权（可同时 使用150人），给学生提供了学习先进设计工具的机会，也 给《计算机化工应用》课程提供了上机保证，使我校化工专 业的设计软件与国际接轨，提高了学生的竞争力。 Aspen Plus是一个功能强大的通用过程仿真软件，但要 灵活掌握、使用软件，学习起来仍有相当难度。软件是全英 文的操作界面，对学生的专业英语水平也提出了更高的要 求。为了使学生能在给定时间内掌握软件的基本用法并利用 它完成设计任务，利用有限学时，在教学环节介绍软件的使 用步骤、用户界面；物性计算模型的选择；流体输送单元选 择pump和valve；传热单元选择heater和heatX；分离器选 择flash2和sep；塔器选择DSTWU和RadFrac；反应器选择 RStoic、Rplug和RCSTR等典型的单元模块进行教学，让学 生学习典型单元模块的基本设置方法，通过单元模块的仿真 模拟，掌握软件的工作原理，学会分析仿真模拟结果，并结Aspen Plus在化工设计中的应用实践与探索* 曹俊雅，王光耀，朱凯，杨萨莎，蒋艳彩 （中国矿业大学[北京]化学与环境工程学院，北京100083） 93
ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用 摘要：文章介绍了ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用。通过与必要的手工计算相结合,便捷高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。并以一个实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积相比节省了 66. 7%。 关键词：换热器设计 ASPEN PLUS 引言 ASPEN PLUS软件是一款功能强大的化工软件、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的升级。 换热器是一种实现物料之间热量传递的设备,广泛应用于化工、冶金、电力、食品等行业。在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右,占总投资的 35% ~46%。目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。换热器的设计主要包括传热和阻力计算两个方面。由于换热器的设计方法比较烦杂,且需要迭代计算,故借助于日益普及的计算机软件进行优化设计则可以极大地提高工作效率。 目前,工程上已大量使用商业软件进行换热器的计算。最著名的专业换热器计算软件主要有成立于 1962 年的美国传热研究公司 ( HTRI)开发的 XchangerSuite 软件;成立于 1967 年的英国传热及流体服务（HTFS)开发的 HTFS 系列软件和 B-JAC 软件。为了便于组织工业生产,换热器的设计要尽可能符合相关的行业标准。对于管壳式换热器,国外主要标准有TEMA(TubularExchangersManu-facturersAssociation)和 ASME (American SocietyofMechanical Engineers);国内主要标准有国标 GB151-1999(管壳式换热器标准),行业标准 JB/T 4715-92(固定管板式换热器形式与基本参数)和 HG 21503-92(钢制固定式薄管板换热器)。随着中国科技与经济实力的不断增强,愈来愈多
ASPEN中文操作手册 1、aspen Plus 简介 Advanced System for Process Engineering 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55 个高校和公司参与开发。基于序贯模块法的稳态过程模拟软件。1773种有机物、2450种无机物、3314种固体物、900种水溶电解质的基本物性参数。丰富的状态方程和活度系数方法。 2、aspen Plus 基本概念 用户界面（User Interface)。 流程图（Flowsheet）。 模型库（Model Library）。 数据浏览器（Data Browser）。 流股（Stream）。 模块（Block）。 3、使用aspen Plus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 Specifications 6）输入化学组分信息 Components 7）选用物性计算方法和模型 Property Methods & Models 8）输入外部流股信息 External Steams 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 4、选用 Template 1）Simulations：根据过程类型和拟用的单位制选用，最常用的是： General with Metric Units 2）Run Type 过程仿真用 Flowsheet 5、设置全局特性 Setup Globe Spec 1）标题 Title 2）度量单位 Units of Measurement 输入数据 Input data 输出结果 Output results 3）全局设定 Global Settings 流量基准 Flow basis 大气压力 Ambient pressure 有效物态 Valid phases 游离水计算 Use free water calculation
年产8 万吨甲醇装置的Aspen Plus 模拟及工艺设计 毕业设计（论文）内容： 1、工艺流程设计 2、物能衡算 3、设备计算4、物料流程图毕业设计（论文）专题部分：甲醇合成反应器预精馏塔指导教师：教研室主任：院长：签字签字签字年年年月月月日日日 i 内容摘要本文是对年产 8 万吨甲醇装置的 Aspen 模拟及工艺设计。本设计依据锦西天燃气有限责任公司甲醇生产工段的工艺过程，在实际生产理论的基础上，制定合理可行的设计方案。本文主要阐述了甲醇在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。采用 Aspen 对主要设备如：混合器、反应器、闪蒸塔、换热器、精馏塔等进行物料衡算，对甲醇反应器，进料-产品第一换热器，冷却器等六个设备进行热量衡算，并对甲醇反应器和换热器进行设备计算。并使用CAD 绘制相应的工艺流程图。最后对此工艺过程的安全及环保问题做了简要说明。 关键词：甲醇；Aspen 模拟；工艺设计；反应器；精馏塔； ii Abstract In this paper, This is an update to 80,000 t/Aspen simulation of methanol plant and process design. This design was based on Jinxi natural gas Corporation Limited section petrochemical ethylene plant of methanol production process, in theory on the basis of actual production, develop reasonable feasible design. This article mainly on the status and role of methanol in the national
前提说明： 本人使用win7sp1（专业版）64位中文版系统，IE10， 1．Windows 自带防火墙，杀软：自带防火墙，杀软：MSE MSE 2．安装ASPEN 前请彻底卸载以前版本，并确保已经安装如下组件：3．https://www.doczj.com/doc/6b18476012.html, Framework 3.5SP14．https://www.doczj.com/doc/6b18476012.html, Framework45．Microsoft SQL Sever 2008R2SP16．打开window windows s 功能“Internet Information Services 可承载可承载的的We Web b 核心核心””7．打开windows 功能功能““Internet 信息服务信息服务””8．登录管理员用户，设置密码9．安装时关闭网络，关闭防火墙和杀毒软件 1.运行下载下来的文件(下载文件夹\AspenONEV8\Patch)1LicGen.exe 窗口如下：
选择目标文件夹(这个文件夹位置可以自己设置,只要设在你将要安装的目录即可,比如,我的设在D：\ASPEN,我安装ASPEN V8也是装在D：\ASPEN)，请单击。 2。打开刚才输入的地址（我的是D：\ASPEN），运行AspenSuite2006_LicGen.exe： 过几分钟后，如下图即为安装成功。 这是会在相同文件夹内产生一个LSERVRC_004_25B66.lic的类似文件，每个人这个文件号可能会不一样，没关系，只要产生一个就行。 3。这时就可以用DEAMONTools等虚拟光驱软件加载映像AspenONEV8.0DVD1.iso，运行setup.exe：
选择安装的aspenONE产品。这里可以选择32位或64位，我的机子是64位，所以我想安装64位的，可是64位版本只有基础安装选项，就是其他一些功能可能会用不到，具体缺少哪些功能安装时并没有说明，所以为了保险起见，我安装的是32位。建议大家也安装32位的。 4。在下一个窗口中，接受许可协议：
Jump Start: Activated Energy Analysis in Aspen Plus?and Aspen HYSYS? A Brief Tutorial (and supplement to training and online documentation) Jack Zhang, Product Management, Aspen Technology, Inc. Katherine Hird, Product Marketing, Aspen Technology, Inc.
Table of Contents Introduction (1) Setting Up an Energy Analysis Project (2) Generating Process Revamp Solutions (10) Performing Multiple Revamp Solutions (12) Introducing Heat Exchanger Changes to Process Flowsheet (14) Analyzing and Fine-Tuning Heat Integration Results (16) Viewing Heat Exchanger Network Diagram and Composite Curves (17) Adding and Comparing Multiple Heat Integration Projects (19) Obtaining Heat Transfer Coefficients from Activated EDR (20) Filtering Streams by Pinch (22) Conclusions (23) Additional Resources (23)
简介 什么是Process Flowsheet Process Flowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet 的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节. 对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容易就成千上万了。这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，Aspen PlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。 流程模拟的优点 在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。 流程模拟缺点 人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解决方式，对假设的评估和重新评估更深入。流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。这是一把双刃剑，一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。 历史 AspenPlusTM在密西根大学 界面基础 启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以Open an Existing Simulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。这里选择blank simulation。
《化工设计》上机报告一 模拟任务：将10** kg/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1 bar）与7** kg/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5 bar）混合。求混合后的温度、体积流量、乙醇摩尔分数。（**表示学号后两位） 模拟步骤： 启动Aspen Plus，选择模块General with Metric Units，文件保存为bjr.apw。建立流程图如下图所示，其中MIXER选用的模块库中Mixer|Splitters|Mixer|TRIANGLE模块。 点击下一步，出现Components|Specifications|Selection页面，输入组分乙醇、水，如下图所示：
点击下一步，进入Properties|Specifications|Global页面，选择物性方法CHAO-SEA，如下图所示： 点击下一步，出现Properties Input Complete对话框，点击run property analysis/setup然后点击ok。 运行结果显示如下图表示设置没有错误
返回上一步选择go to simulation environment,点击ok 进入Steams|FEED1|Input|Specifications页面，输入FEED1：1073kg/hr的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30℃，1 bar），如下图所示：
点击下一步，进入Streams|FEED2|Input|Specifications页面，输入FEED2：773kg/hr的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20℃，1.5 bar），如下图所示： 点击下一步，出现Required Input Complete对话框，点击确定，运行模拟结果如下图所示：
化工专业教学实习设计报告 姓名神丹 学号 200701110723 班级工艺07-1 指导老师张治山 日期 2010年 12 月 5 日
一、Aspen Plus 介绍 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。 一）、概述 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”（Advanced System 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Aspen Tech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。 二）、产品特点 1）产品具有完备的物性数据库 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。 1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。 2. 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。 3. 固体数据库，包括约3314 种固体的固体模型参数。 4. Henry 常数库，包括水溶液中61 种化合物的Henry 常数参数。 5. 二元交互作用参数库，包括Rdlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starling，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数约40,000 多个，涉及5,000 种双元混合物。 6. PURE10 数据库，包括1727 种纯化物的物性数据，这是基于美国化工学会开发的DIPPR 物性数据库的比较完整的数据库。 7. 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。 8. 燃烧数据库，包括燃烧产物中常见的59 种组分和自由基的参数。 9. 固体数据库，包括3314 种组分，主要用于固体和电解质的应用。 10. 水溶液数据库，包括900 种离子，主要用于电解质的应用。 2）产品线比较长，集成能力很强。 Aspen Plus 是Aspen 工程套件（AES）的一个组份。AES 是集成的工程产品套件，有几十种产品。以Aspen Plus 的严格机理模型为基础，形成了针对不同用途、不同层次的Aspen Tech 家族软件产品，并为这些软件提供一致的物性支持。 如：Polymers Plus：在Aspen Plus 基础上专门为模拟高分子聚合过程而开发的层次产品，已成功地用于聚烯烃、聚酯等过程。 Aspen Dynamics：在使用Aspen Plus 计算稳态过程的基础上，转入此软件可接着计算动态过程。 Petro Frac：专门用于炼油厂的模拟软件。 Aspen HX-NET：Aspen Plus 可以为夹点技术软件直接提供其所需要的各流段的热焓、温度和压力等参数。 B-JAC/ HTFS：换热器详细设计（包括机械计算）的软件包，Aspen Plus 可以在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成，转入设备设计计算。
万方数据
汪斌等Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ在化工设计教学中应用２０１０．Ｖ０１．２４，Ｎｏ．９ １．１具有完备的物性数据库 物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的 关键。ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ具有丰富的物性数据和完备的物 性模型。ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ数据库包括将近６０００种纯组分 的物性数据，约９００种离子和分子溶质估算电解质物 性所需的参数，约３３１４种固体的固体模型参数，６１ 种化合物的Ｈｅｎｒｙ常数参数，二元交互作用参数约 ４００００多个。ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ是唯一获准与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２５万多套数据。１．２完整的单元操作模块 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ包含完整的化工单元模块，易于组建化工流程。单元模块包括①换热器，包括加热（冷却）器、两股物流换热器和多股物流换热器；②闪蒸器，包括双出口闪蒸和三出口闪蒸；③多级平衡计算，包括用于精馏、萃取、间歇蒸馏和石油精炼过程的平衡计算及填料塔、板式塔的塔内流体力学计算； ④反应器，包括理想反应器、平衡反应、收率反应器、化学计量反应器和最小自由能反应器；可用来对反应器的物料和能量衡算，并进行反应器的设计；⑤其他，包括混和器、分流器、多出口组分分离器、泵和压缩机。 １．３分析工具 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ提供了一些重要的模拟分析工具。如：流程优化、灵敏度分析、设计规定及工况研究等。日垒璺巳皇翌旦坚璺查丝王透过史座旦２．１设计型计算 设计任务：在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含苯４１％的苯、甲苯混和液。要求塔顶馏出液中含甲苯量不大于４％，塔底釜液中含甲苯量不低于９６％（以上均为质量分率）。 已知参数：苯、甲苯混合液处理量４ｔ／ｈ；进料热状态自选；回流比自选；塔顶压强４ｋＰａ（表压），热源低压饱和水蒸气，单板压降不大于０．７ｋＰａ；其他计算中所用物性数据由Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ内置或计算。 在模型库中选择Ｄ蚋ｒＵ模型进行设计型简捷计算，如图ｌ所示。 在这里苯和甲苯体系可近似看成理想系，选择Ｉ．ｄｅａｌ方法。选取进料热状态为饱和液体，物料的流量４０００ｋｇ／ｈ，苯含量为４ｌ％，甲苯为５９％。 图１ＤＳＴＷＵ模型图 Ｆｉｇ．１ｄｉａｇｒａｍｏｆＤＳＴＷＵｍｏｄｅｌ ＤＳＴＷＵ模型既可以定义塔板数进行操作型计算，又可以定义回流比进行设计型计算。由于进行的是设计型计算，在这里定义回流比，取最小回流比的２倍。定义轻重关键组分的回收率来确定分离要求，经计算可得轻关键组分的回收率为０．９８５９，重关键组分的回收率为０．０２８５。再沸器和冷凝器的压力定义为１１０ｋＰａ和１０５ｋＰａ，冷凝器使用全凝器，其余设置由系统默认确定。 计算出的塔的设计参数同文献值的结果相近，如表ｌ。 表１模拟计算值与文献值对比表 ２．２灵敏度分析 由于轻组分回收率与塔板数密切相关，定义轻关键组分回收率的变化范围，取为０．９５０—０．９９９，计算点数取５０个点，进行灵敏度分析，定义界面如图２所示。 图２灵敏度分析自变量定义界面图 Ｆｉｇ．２Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ 一４９— 万方数据
Aspen中塔设计步骤 一、板式塔工艺设计 首先要知道工艺计算要算什么？要得到那些结果？如何算？然后再进行下面的计算步骤。 其次要知道你用的软件（或软件模块）能做什么，不能做什么？你如何借助它完成给定的设计任务。 记住：你是工艺设计者，没有 aspen 你必须知道计算过程及方法，能将塔设计出来，这是你经过课程学习应该具有的能力，理论上讲也是进入毕业设计的前提。只是设计过程中将复杂的计算过程交给 aspen 完成， aspen 只替你计算，不能替你完成你的设计。做不到这一点说明工艺设计部份还不合格，毕业答辩就可能要出问题，实际的这是开题时要做的事的一部份，开题答辩就是要考察这个方面的问题。 设计方案，包括设计方法、路线、分析优化方案等，应该是设计开题报告中的一部份。没有很好的设计方案，具体作时就会思路不清晰，足见开题的重要性。下面给出工艺设计计算方案参考，希望借此对今后的结构和强度设计作一个详细的设计方案，明确的一下接下来所有工作详细步骤和方法，以便以后设计工作顺利进行。 板式塔工艺计算步骤 1.物料衡算（手算） 目的：求解 aspen 简捷设计模拟的输入条件。 内容：(1) 组份分割，确定是否为清晰分割； (2)估计塔顶与塔底的组成。 得出结果：塔顶馏出液的中关键轻组份与关键重组份的回收率 参考：《化工原理》有关精馏多组份物料平衡的内容。 2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算 目的：结合后面的灵敏度分析，确定合适的回流比和塔板数。 方法：选择设计计算，确定一个最小回流比倍数。 得出结果：理论塔板数、实际板数、加料板位置、回流比，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。 3.灵敏度分析 目的：1.研究回流比与塔径的关系（NT-R），确定合适的回流比与塔板数。 2.研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。 方法：可以作回流比与塔径的关系曲线（NT-R），从曲线上找到你所期望的回流比及塔板数。 得到结果：实际回流比、实际板数、加料板位置。 4. 用DSTWU再次计算 目的：求解aspen塔详细计算所需要的输入参数。 方法：依据步骤3得到的结果，进行简捷计算。 得出结果：加料板位置、回流比，蒸发率等等 RadFarce 所需要的所有数据。5. 用详细计算模块（RadFrace）进行初步设计计算 目的：得出结构初步设计数据。 方法：用 RadFrace 模块的Tray Sizing（填料塔用PAking Sizing），利用第4步（DSTWU）得出的数据进行精确设计计算。 主要结果：塔径。
SO 2吸收塔的设计计算 矿石焙烧炉送出的气体冷却到25℃后送入填料塔中，用20℃清水洗涤以除去其中的SO 2。入塔的炉气流量为2400h m /3，其中SO 2摩尔分率为0.05，要求SO 2的吸收率为95%。吸收塔为常压操作。 试设计该填料吸收塔。 解 （1）设计方案的确定 用水吸收SO 2属于中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。因用水作为吸收剂，且SO 2不作为产品，故采用纯溶剂。 （2）填料的选择 对于水吸收SO 2的过程，操作过程及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用聚丙烯阶梯环填料。 （3）工艺参数的计算 步骤1：全局性参数设置。计算类型为“Flowsheet”，选择计量单位制，设置输出格式。 单击“Next”，进入组分输入窗口，假设炉气由空气（AIR ）和SO 2组成。在“Component ID”中依次输入H 2O ，AIR ，SO 2。 步骤2：选择物性方法。选择NRTL 方程。 步骤3：画流程图。选用“R adFrac”严格计算模块里面的“ABSBR1”模型，连接好物料线。结果如图3-1所示。 图3-1 水吸收SO 2流程图 步骤4：设置流股信息。按题目要求输入进料物料信息。初始用水量设定为400kmol/h 。 步骤5：吸收塔参数的输入。在“Blocks|B1|Setup”栏目，输入吸收塔参数。吸收塔初始模块参数如表3-1所示。其中塔底气相GASIN 由第14块板上方进料，相当于第10块板下方。 Calculation type Equilibrium Number of stages 13 Condenser None Reboiler None Valid phases Vapor-Liquid Convergence Standard Feed stage WATER 1 GASIN 14 Pressure(kPa) Stage 1 101.325 表3-1 吸收塔初始参数 至此，在不考虑分离要求的情况下，本流程模拟信息初步设定完毕，运行计算，结果如图3-2所示。此时SO 2 吸收率为%52.9660.319/49.308 。