化工设计 第四章 设备工艺设计 2015 (二)( ASPEN Plus 设计精馏塔)

化工过程模拟实训AspenPlus教程第二版课程设计1. 简介Aspen Plus是一种广泛使用的化工过程模拟软件，它可以模拟各种化学工艺操作和过程。

本教程将介绍如何使用Aspen Plus进行化工过程模拟实训。

本教程是第二版，增加了更多的实例和案例，以便读者更好地理解和应用Aspen Plus。

2. Aspen Plus基础在开始使用Aspen Plus前，需要了解以下基础概念：2.1 单元操作单元操作是指物料转化和传递过程中的基本操作，如反应、蒸馏、吸收、萃取等。

Aspen Plus提供了许多单元操作模块，可以用来构建整个流程。

2.2 组成组成是指物料的组成成分。

在Aspen Plus中，组成可以用化学式、分子式、元素符号等表示。

2.3 热力学热力学是指物料的能量状况。

在Aspen Plus中，可以使用不同的热力学库来模拟不同的物料。

2.4 流程图流程图是Aspen Plus中最基本的概念，所有的操作都可以在流程图中进行。

3. Aspen Plus实例3.1 空气分离实例空气分离是工业化学中常见的过程。

它可以通过液化空气来分离氮气和氧气。

在Aspen Plus中，可以使用cryogenic splitter模块来模拟这个过程。

1.创建流程图并选择cryogenic splitter模块。

2.设置物料组成和流量。

3.设置冷却剂和回收装置。

4.进行模拟并查看结果。

3.2 甲醇制备实例甲醇制备是另一个常见的化学工艺过程。

它可以使用甲烷和水制备甲醇。

在Aspen Plus中，可以使用reactor模块来模拟这个过程。

1.创建流程图并选择reactor模块。

2.设置物料组成和流量。

3.设置反应条件和反应器类型。

4.进行模拟并查看结果。

3.3 精制实例精制是化学工业中重要的过程，它可以使物料纯度更高。

在Aspen Plus中，可以使用distillation column模块来模拟这个过程。

1.创建流程图并选择distillation column模块。

Aspen Plus在化工设计教学中的应用摘要：随着计算机技术的发展，ApsenPlus作为高水平的仿真软件在高校教学中备受青睐，本文在传统教学的基础上，将ApsenPlus 流程模拟软件有步骤地应用于化工设计课程的教学中，通过ApsenPlus软件对一精馏塔进行模拟设计，使学生逐步掌握AspenPlus 软件的使用和加深对化工设计这门课的理解。

关键词：ApsenPlus化工设计模拟设计化工设计课程是化工类专业的必修课程之一，是一门融合化工工艺学、化工原理、化工设备、化工热力学、化学反应工程等专业基础课知识并最能体现学生专业综合能力的学科。

陈显彰在其《化工设计概论》中讲“故凡修习化学工程者，皆以化工设计为最高攻读目标”[1]。

由此可见该课程的重要性。

这门课是将一个系统(如一个工厂、一个车间或一套装置等)全部用工程制图的方法，描绘成图纸、表格及必要的文字说明，也就是把工艺流程、技术装备转化为工程语言的过程。

它是通过设计人员运用各种手段，通过大脑的创造性劳动，将人们的要求变为现实生产的第一步。

它属于科学技术，是生产力的一部分[2]。

在21世纪的今天，世界各国之间的竞争主要是科技、人才和综合国力之间的竞争，人才竞争是竞争的实质。

中国高等工程教育的出发点和归宿是培养现代职场需要的、具有创造性及开拓性、能够参与国际竞争、具备良好的应变能力的高级专门人才。

化工设计课是一门实践性较强的学科，需要把理论和实践紧密结合；并且化工生产技术难度大，工艺流程复杂，操作技术求较高。

由于化工实验成本高，工艺设备庞大，耗时较长等特点使得实验室仅设了一些小型的、简单的验证性实验，这对于培养生的创新能力以及解决工程实际问题能力帮助不大。

鉴于上述特点，在授课及实验教学中仅采传统的教学模式比较困难。

为了强化对学生设计能力的培养，提高学生的上岗工作能力，适应社会发展需求，许多化工院校都有针对性地开设了课程设计以及创新性实验等教学环节，使学生运用一门或几门课程识解决一个不太复杂但却是综合性的问题，从而初步获得工程技术的基本训练。

化工流程模拟AspenPlus实例教程第二版教学设计前言化工流程模拟软件AspenPlus是化工专业学生必须掌握的核心软件之一。

本教程旨在帮助学生更好地理解和掌握AspenPlus，达到合格的工程师所需的技能。

本教程主要面向化工专业大学生，通过实例教授AspenPlus软件的使用方法，提高学生的分析和模拟化工过程的能力。

通过学习AspenPlus软件，让学生更好地掌握化工过程设计的方法，帮助学生更好地实现化工过程的优化和控制。

教学目标本教程的主要教学目标是：1.通过实例教授AspenPlus的使用方法，让学生掌握AspenPlus的常用功能，能够建立流程模拟模型。

2.帮助学生理解化工流程的基本原理，了解化工流程的主要流程和步骤。

3.通过实例演示，让学生了解化工流程的优化和控制方法，提高学生的工程实践能力。

教学内容第一章：AspenPlus的基本操作在本章中，我们将学习AspenPlus的基本操作方法，包括软件的安装、软件的界面介绍、模型的建立和参数的设置等内容。

第二章：化学工艺流程的建模在本章中，我们将学习如何在AspenPlus中建立化学工艺流程模型。

包括物料平衡的建立、化学反应的设置、热力学模型的选择以及反应器和分馏塔等的建模方法。

第三章：化学工艺过程的优化在本章中，我们将学习如何使用AspenPlus进行化学工艺流程的优化。

包括利用流程模拟来确定最佳操作参数、提高生产效率、降低生产成本等内容。

第四章：化学工艺过程的控制在本章中，我们将学习如何使用AspenPlus进行化学工艺流程的控制。

包括利用流程模拟进行控制策略的制定、建立控制器模型、进行控制系统仿真等内容。

教学策略本教程采用案例教学法和问题学习法相结合的教学策略。

通过向学生提供需要解决的问题，让学生参与到教学过程中，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度和自主学习能力。

在实例教学中，我们将通过模拟化工过程，让学生尝试利用AspenPlus进行模拟，并根据实际情况进行优化和控制。

Aspen概述化学工程与工艺1153643黄心权摘要：Aspen是新一代大型化工过程模拟软件，它提供了大量的物性数据, 热力学模型和单元操作模型，可用于化工过程的模拟、设计和优化。

本文对aspen在化工过程模拟的入门进行一个详细的介绍。

关键词：Aspen、入门、化工过程模拟、概述1.化工过程模拟过程模拟是使用计算机程序模拟一个化学过程的特性方差，化工过程模拟主要分为稳态模拟和动态模拟。

稳态模拟指的是根据已知的单元设备、单元作业或整个回路的数学模型，编写程序并在计算机上运行的过程。

相对的，动态模拟指的是其对应的数学模型呈现动态特征的过程。

Aspen Plus的对象便是化工静态过程模拟。

2. Aspen Plus简要介绍Aspen Plus是一款功能强大的集化工设计、动态模拟等计算于一体的大型通用流程模拟软件。

它起源于20世纪70年代后期，当时美国能源部在麻省理工学院（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。

1982年Aspen Tech公司成立，将其商品化，简称Aspen Plus。

并于1981年十多个版本，如今，成为了全世界公认的标准大型化流程模拟软件，应用案例数以百万计。

[1]3. Aspen Plus的功能Aspen Plus的作用主要包括：（1）进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算；（2）预测物流的流率、组成和性质；预测操作条件和设备尺寸；（3）减少装置的设计时间、进行设计方案比较；（4）帮助改进工艺；（5）在给定的限制内优化工艺条件；（6）辅助确定一个工艺约束部位：（7）固体处理、石油处理、数据回归、数据拟合等等。

4.Aspen Plus的特点4.1数据库Aspen Plus的数据库有三种类型，即系统数据库、内置数据库以及用户数据库。

自带两种数据库，分别是Aspen CD 和DIPPR，另外还有多个专用数据库。

Aspen Plus在化工设计中的应用及问题探寻摘要文章首先简要分析了Aspen Plus的特点，在此基础上，对Aspen Plus 在化工设计应用中的相关问题进行论述。

期望通过本文的研究能够对Aspen Plus 在化工设计中的推广使用有所帮助。

关键词Aspen Plus；化工设计；应用1 Aspen Plus的特点分析Aspen Plus是20世纪70年代被提出的流程模拟系统，在该系统中，物性模型及数据是确保模拟结果精确、可靠的关键之所在[1]。

大体上可将Aspen Plus 的特点归纳为以下几个方面：Aspen Plus数据库当中有6000种左右的纯组分性质的物性数据，纯组分数据库中包括6000种左右的化合物参数；电解质水溶液数据库中，包含将近1000种左右的分子和离子溶质估算电解质物性所需的参数，水溶液数据库中所含的离子种类将近900，可在电解质中进行应用；Aspen Plus 是目前唯一一款获准与DECHEMA数据库接口的软件，在DECHEMA数据库当中，收集了全球最完备的气液平衡与液液平衡数据，两类数据的总量约为25万套。

2 Aspen Plus在化工设计应用中的相关问题化工设计是一项较为烦琐的工作，Aspen Plus的出现，使得化工设计过程得以简化。

下面从闪蒸温度及压力的确定和精馏设计两个方面对Aspen Plus在化工设计应用中的相关问题进行分析[2]。

2.1 在闪蒸温度及压力确定中的应用（1）设计流程。

在闪蒸温度及压力确定的设计中，需要使闪蒸器出口乙醇的质量分数达到规定的要求，即11%。

对相关变量进行采集时，可通过改变压力的方法来实现对乙醇浓度的调整，换言之，压力是整个设计过程的操纵变量，具体的设计流程如下：Step1：流程图构建。

这是设计中较为重要的一个环节，首先通过主菜单进入到Aspen Plus的模拟界面当中，然后选取闪蒸器模块，用鼠标点击窗口空白位置处时，便会出现精馏塔，再按照精馏塔上出现的红色箭头的方向对物流进行绘制，并完整重命名。

化工过程模拟实训AspenPlus教程第二版教学设计
1. 引言
化工过程模拟实训是化工专业本科生的必修课程之一，通过该课程的学习，学
生能够掌握化工过程模拟领域中的基本知识和技能，为将来从事化工工作打下基础。

AspenPlus是目前应用最为广泛的化工过程模拟软件之一，本教程面向初学者，力
求能够帮助学生快速上手，掌握AspenPlus的基本应用。

2. 教学目标
本教程的教学目标是让学生能够熟练掌握AspenPlus软件的基本操作和应用技能，具体包括：
1.了解AspenPlus软件的主要功能和模块；
2.掌握AspenPlus软件的基本界面操作；
3.能够建立简单的化工过程模拟模型，并进行数值计算；
4.能够进行AspenPlus模拟结果的分析和处理。

3. 教学内容
3.1 AspenPlus软件概述
1.AspenPlus软件的主要功能和模块；
2.AspenPlus软件的界面介绍；
3.AspenPlus软件基本操作技巧。

3.2 化工过程模拟模型的建立
1.化工过程的模拟模型简介；
2.化工过程模拟模型的建立；
3.化工过程模拟计算方法。

1。

化工流程模拟AspenPlus实例教程第二版课程设计背景化工工程是指将原料通过化学变化经过一系列的工艺操作，转变成为有用的产品或半成品的工程技术。

而流程模拟是指将一个化工流程从原料到最终产品的整个过程，转化为一系列数学方程，通过计算机模拟这些方程，得到化工生产过程中实际情况的仿真技术。

AspenPlus是流程模拟软件领域的翘楚，它集成了热力学、物化性质数据库以及流程模拟引擎，广泛应用于包括化工、石化、新能源、制冷等诸多领域。

本文将介绍如何使用AspenPlus进行化工流程模拟。

涉及技术化工流程模拟的入门难度相对较高，需要涉及诸多领域的知识。

以下是本教程所涉及到的主要技术：1.化学工艺化学工艺包括物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等多个方面。

2.热力学热力学是研究热与能量转化的科学。

其中最常用到的知识是热力学第一法则和热力学第二法则。

3.流体力学流体力学是研究流体（液体、气体）运动和变形规律及其作用的学科。

4.数学化工流程模拟需要用到多个数学知识，如微积分、线性代数、概率统计等。

设计目标本文设计目标为针对初学者，介绍如何使用AspenPlus进行化工流程模拟。

设计中将主要涉及以下内容：1.随机数生成器2.物性参数调节器3.简单的化工流程模拟4.更加复杂的化工流程模拟案例实现步骤步骤一：安装AspenPlus根据AspenTech官网提供的安装指南，完成AspenPlus的安装。

步骤二：创建新项目新建AspenPlus项目，并开启流程模拟界面。

步骤三：建立模型建立随机数生成器和物性参数调节器。

随机数生成器随机数生成器是用于快速生成随机数的工具，用于调节参数的随机性。

RANDU 1001 ! randu随机数生成器，初始数为1001物性参数调节器物性参数调节器是用于修改反应过程参数的工具。

TEMP 500.0 ! 修改温度为500K步骤四：建立流程建立简单的化工流程模拟。

A =B +C ! 反应A由B和C生成D =E +F ! 反应D由E和F生成步骤五：实现复杂化工流程模拟案例实现一个更为复杂的化工流程模拟案例。

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。

化工设计中流程模拟软件Aspen Plus的使用
彭江
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2015(000)005
【摘要】化工设计流程模拟软件是一款集化工设计、动态模拟以及各类计算于一体的极其强大的功能性软件。

Aspen Plus在化工设计过程中得到普遍的应用，极大提升了我国化工领域工艺流程等方面的设计效率和水平。

为此，本文就以A spen Plus软件的特点和优势进行介绍，并详细说明Aspen Plus在化工设计领域中突出的表现和运用的具体方法。

【总页数】2页(P45-46)
【作者】彭江
【作者单位】重庆化工设计研究院，重庆九龙坡 400039
【正文语种】中文
【相关文献】
1.Aspen Plus流程模拟软件在C8芳烃分离工艺开发设计中的应用 [J], 陈强;孟爱民
2.化工流程模拟软件Aspen Plus在湿法冶金学教学中的应用 [J], 蓝德均
3.Aspen Plus 化工流程模拟软件学习和使用的几点体会 [J], 李俊乾;常文贵;谢成根;吴菊
4.流程模拟软件Aspen Plus在精馏塔设计中的应用 [J], 李峰;赵新堂;万宝锋
5.化工流程模拟软件Aspen Plus在化工原理实验教学中的应用研究 [J], 霍月洋;岳鑫;刘凯;孙长峰
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