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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. Aspen plus在精馏中的应用实例教程/teacherf/ 第2页共37页
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
Aspen Plus 化工流程模拟应用
学号： 姓名：
一、化工过程模拟系统的构成
模拟系统的组成部分 通用流程模拟系统（以稳态流程模拟为例）一般至少有以下几个组成部分：
①单元操作和反应过程模块 如精馏、换热、闪急蒸馏、蒸馏、流体输送等以及各种反应模块。调用这些基本单元操作模块，在计算机中可以搭成各种各样模拟流程，来描述实际工艺流程。
②物性估算系统 包含基础物性数据库和估算关联模型。前者存贮各种化合物的基本物性数据，如分子量、密度、临界压力、临界温度、标准沸点、偏心因子等，以便计算时调用；后者是为计算各种物质（纯物质和混合物）在给定条件下的各种物性所需的估算方程式。例如状态方程、计算液相活度系数的关联式、计算热焓和自由能的关联式等，物性估算系统用以为单元操作模块计算提供所需要的各种物性数据。
③数学方法程序 主要有两大类数学程序：一类是系统分解方法，能够使大系统自动分隔和断裂，并排出单元模块的计算顺序；另一类是加速迭代计算收敛和其他通用的数学方法。
④执行系统 具有输入语言自动翻译、模拟程序装配和结果打印等功能。
二、 Aspen Plus模拟的主要步骤
1．建立模型——常用内置模板有:空气分离模板、化学工艺 、气体加工、石油、固体等。此外，还要选择模拟的运行类型，flow sheet类型 最常用。如果不进行流程模拟则可选择其他的运行类型,如化验数据分析、数据回归、性质分析等。
2. 定义流程——Aspen Plus中的单元操作模型主要有：混合器和分流器、分离器、换热器、塔反应器、压力变送器、控制器、固体以及用户模型。
3. 计算的全局信息—— 全局信息主要有：运行类型、平衡要求、有效相态、诊断信息、全局的温度压力限制、物流类及子物流、度量单位选择以及最终的报告形式等。
4. 规定组分——Aspen Plus拥有强大的组分数据库，除了标准的内置数据库外,用户还可使用自己的数据库。注意，在处理固体组分时，定义组分是否恰当会直接影响到最后的模拟结果。
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
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反应精馏过程流程模拟研究
作者：谢静 李成承 郝瑞梅 王启拓 王丁丁
来源：《中国新技术新产品》2015年第16期
摘 要：在酯化反应精馏过程中，研究设计和工艺操作参数对本过程的影响具有重要意义。本文通过对乙酸乙酯反应精馏塔的研究和分析，经过合理的简化假设，运用ASPEN PLUS稳态流程模拟技术对其过程进行了有效的描述。
关键词：反应精馏；酯化法；流程模拟
中图分类号：TQ062 文献标识码：A
1 研究背景及意义
乙酸乙酯（EA）分子式：C4H8O2，是一种非常重要的有机化工原料。目前国内乙酸乙酯生产主要采用的方法是以98%浓硫酸为催化剂连续酯化法生产的工艺路线，提纯难度高、能耗大、产率低且纯度不高。随着科技的不断发展，反应精馏应用于乙酸乙酯的合成，它能够实现在一个塔内同时进行化学反应和产物分离过程。其优越性非常明显，并且能够突破化学平衡，使反应向目标生成产物的方向进行，可跨越共沸组成，大大提高了反应转化率和选择性，使生产能力得到了大幅度提高，得到的乙酸乙酯纯度更高。为了更好地对该过程进行优化，流程模拟软件Aspen plus被广泛应用。
2 酯化反应系统的热力学和动力学分析
采用Aspen plus软件建立反应精馏过程的数学模型，包括体系热力学性质分析和反应动力学分析。
2.1 体系热力学性质分析
本文研究的是酯化反应系统，为强非理想性体系。可用于计算该体系液相性质的物性方程有NRTL、NIQUAC、WILSON，初步模拟结果表明这三种方程的模拟结果差别不大，但用NRTL方程计算较易收敛，故在模拟计算中选用NRTL方程。
2.2 体系反应动力学分析
2.2.1 反应速率方程
（1）不可逆反应的反应速率方程： 龙源期刊网
