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第7讲ASPENPLUS压力改变模块的模拟

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aspenplus教程(下)

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(4)过冷液体进料
TF<Tb 、HF<HL
q HV H F 1 HV H L
L F V
L’
V’
（4）过冷液体，q>1
L F
V
(5)过热蒸汽进料
TF>Td 、HF>HV
q HV H F 0 HV H L
L’
V’
（5）过热蒸汽，q<0
蒸馏基础知识——理论板数计算
• 理论塔板数Nt的计算——逐板计算法
y1
计算工具：
相平衡方程：
y
y1 1
D, xD
y2
2
x1 x2
x 1 1x
or
x
y 1 y
（A）
F, xF
n-1
操作线方程：
yn1 R x xn D R1 R1
ym-2
m-2 y m-1
（B） （C）
m-1
xm-2 xm-1
W, xW
y
' m 1
蒸馏基础知识——精馏原理 y
3
y2 x3 x2 y1’
xD
x1
y2’ x1’ x 2’ xw y3’
蒸馏基础知识——精馏原理
分析：
①多次部分冷凝时，每一级均需要低温高浓的液相回流 多次部分汽化时，每一级均需要高温低浓的汽相上升
②产品收率提高 可得到较纯产品 能量利用合理 ③ 缺点：设备仍很复杂
t/C
蒸馏基础知识——理论板数计算
1.0 1 2 3
y1 y2 y3 y6
7
a
q 线 4 5 6 d e
y
8 9 10 b 0
xW
xF
x2 x1

aspenplus自学初级教程

aspenplus自学初级教程

制药行业
ASPEN Plus可以用于药物生产过程 中的工艺流程模拟和优化，提高生产 效率、降低成本。
环境工程
ASPEN Plus可以用于模拟污水处理、 废气处理等环境工程领域的工艺流程。
为何学习aspenplus
提高职业竞争力
随着工业4.0和智能制造的快速发展，掌握ASPEN Plus等工业软件已成为工程技术人员必 备的技能之一。学习ASPEN Plus能够提高个人在求职市场上的竞争力。
收敛问题
介绍如何处理求解过程中的收敛问题以及如 何优化求解过程。
结果输出
说明如何将求解结果输出到文件中或以其他 形式展示。
03
流程模拟
流程模拟基础
1 2
流程模拟概念
流程模拟是一种基于数学模型的计算机仿真技术， 用于模拟工业生产过程，预测和优化生产性能。
流程模拟软件
Aspen Plus是一款功能强大的流程模拟软件，广 泛应用于石油、化工、制药等领域。
数据库更新
用户可以更新数据库中的数据，以反映实际生产条件和实验结果 的变化。
05
常见问题与解决方案
模型建立常见问题
问题1
如何正确设置输入参数？
解决方案1
确保所有输入参数都符合Aspen Байду номын сангаасlus的规范， 并且参数值在合理范围内。
问题2
如何处理复杂的流程？
解决方案2
对于复杂的流程，建议将其拆分成多个简单单元， 逐一建模。
优化工业流程
ASPEN Plus可以帮助工程师模拟、分析和优化工业流程，提高生产效率、降低能耗和减 少环境污染。学习ASPEN Plus有助于推动工业技术的进步和可持续发展。
拓展知识面

AspenPlus培训讲义(完整版)解析

AspenPlus培训讲义(完整版)解析
2. 可以利用设计规定（Design Specification）来达到对任何模块计算 的参数所规定的目标值。
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。

AspenPlus在化工过程模拟中实际应用

AspenPlus在化工过程模拟中实际应用

Aspe nPlus 在化工过程模拟中的应用第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 100m 3/hr 的低浓酒精（乙醇20%w ,水80%w,40°C , 1 atm ）与200m 3/hr目 录第1章化工过程模拟概述-Prop 丙 n-正 iso-间、异 Meta-间的高浓酒精（乙醇90%w,水10%w, 30°C, 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400°C, 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。

AspenplusASPENPlus使用入门-文档资料

AspenplusASPENPlus使用入门-文档资料
8
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 Chemicals with Metric Units
Run Type 过程仿真用 Flowsheet
9
选用 Template （2）
10
第一讲 入门基础
• Aspen Plus简介 • Aspen Plus 基本概念 • 使用Aspen Plus的基本步骤 • 最简单的单元模块 • 创建你的第一个Aspen Plus仿真模型
•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。
• 可以分别和混合运用序贯模块法和联立方程法的 稳态过程模拟软件。
• 1948种有机物、2477种无机物、3312种固体物、 1676种水溶电解质、59种燃烧尾气成分的基本物 性参数。
• 丰富的状态方程和活度系数方法。
•2
Aspen Plus 基本术语
• 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）。
复 制 器 (Dupl) 用 于 将 一 股 输 入 流 股 复制为多股完全相同的输出流股。
两种模块都归属于调节器类别 (Manipulators) 。
45
流股的缩放和复制 — Mult / Dupl
46
创建你的第一个AspenPlus仿真模型

ASPENPLUS反应器模拟教程

ASPENPLUS反应器模拟教程

A S P E N P L U S反应器模拟教程Hessen was revised in January 2021简介什么是Process FlowsheetProcess 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。

ASPENPLUS参考手册单元操作模型


分 流 热 流 或 功 流 除了一个出口物流不规定以外 对于每个出口物流规定混合后的热或
功的分率 FSplit 把任何剩余的热和功作为未规定的出口物流的热和功以满足能量平衡 使用下面的表格对 FSplit 输入规定和浏览结果
使用这个窗口 Input
BlockOptions
去做
输入分流的规定 闪蒸条件和计算选项以及与分流的规定 有关的关键组分 替换这个模块的物性 模拟选项 诊断消息水平和报告选
Yes or no Yes or no Yes or no Yes or no Yes or no Yes or no Yes
全局的设定规定
1
No
V
1
No
L
2
No
—
3
No
—
1
Yes
—
2
Yes
—
1
No
S
页上选择 Use Free Water Calculations
使用游离
水计算 复选框
ASPEN PLUS 10 版 单元操作模型
ASPEN PLUS 10 版 单元操作模型
2-2
第 2 章 分离器
使用这个窗口 Input Hcurves Block Options
Results Dynamic
去做 输入闪蒸规定 闪蒸收敛参数和夹带量的规定 规定加热或冷却曲线表和浏览结果列表 替换这个模块的物性 模拟选项 诊断消息水平和报告选项 的全局值 浏览 Flash2 的模拟结果 规定动力学模拟的参数
第 1 章 混合器和分流器
第１章 混合器和分流器
本章说明混合和分离物流的单元操作模型 模型是
模型 Mixer
FSplit SSplit

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压力改变模块


1.5 bar，温度为 25 C。操作转速下泵的特性曲线如下：
流量（m3/hr） 扬程（m） 效率（%） 70.0 59.0 64.5 90.0 54.2 69.0 109.0 47.8 69.0 120.0 43.0 66.0
求： 泵的出口压力、提供给流体的功率、泵所需要的轴 功率各是多少？
17
10
Pump —— 特性曲线
当泵的操作转速与特性曲线的转速不同时， 还要输入操作转速数据：
11
Pump — Q~NPSHR 表
设计泵的安装位置时，应核算“允许汽 蚀余量” NPSHR
Net Positive Suction Head Required
NPSHR 10 Hs
(m )
其中：Hs 为允许吸上真空度
32
MCompr—— 特性曲线
多级压缩机特性曲线有三种输 入方式：
• • 列表数据 多项式 Tabular Data Polynomials
•
用户子程序
User Subroutines
33
MCompr—— 特性曲线
可以提供多张特性曲线表 (Maps) ， 每张表又可以有多条特性曲线。多级 压缩机的每一级可以有多个叶轮 (wheels) ，可以为每个叶轮选用不同的 特性曲线表、叶轮直径。
Compr——计算模型
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Compr—— 模型参数
Compr 模型有五种工作方式： 指定模型参数 计算结果参数
• • • • • 排出压力 压力增量 压力比率 所需功率 特性曲线 所需（产）功率 所需（产）功率 所需（产）功率 排出压力 所需（产）功率
21
Compr——模型参数
22
Compr—— 效率

aspenplus教程(下)

radfrac适用于两相体系三相体系窄沸点和宽沸点物系以及液相表现为强非理想性的物系74精馏塔的严格计算模块radfrac74精馏塔的严格计算模块radfracradfrac模型具有以下设定表单74精馏塔的严格计算模块radfrac1配置configuration2流股streams3压力pressure4冷凝器condenser5热虹吸再沸器设置thermosiphonconfig6再沸器reboiler7三相3phase74精馏塔的严格计算模块radfrac1配置configuration设置选项setup0ptions1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac1计算类型calculationtype平衡级模型equilibrium和非平衡级模型ratebased1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac2板数numberstages可以是理论板数也可以是实际塔板数1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac3冷凝器condenser全凝器total部分冷凝器气相塔顶产品partialvapor部分冷凝器气相和液相塔顶产品partialvaporliquid无冷凝器none1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac4再沸器reboiler釜式再沸器kettle热虹吸式再沸器thermosiphon无再沸器none1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac5有效相态validphases1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac74精馏塔的严格计算模块radfrac1配置configuration设置选项setup0ptions6收敛方法强非理想液体stronglynonidealliquid用户自定义custom74精馏塔的严格计算模块radfrac1配置configuration设置选项setup0ptions74精馏塔的严格计算模块radfrac1配置configuration操作规定operatingspecifications1配置configura
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