aspenplus模拟固体的分离的习题

Aspen练习题一、基础操作类1. 请简述Aspen Plus软件的主要功能及其在化工领域的应用。

2. 如何在Aspen Plus中创建一个新的模拟项目？3. 请列举Aspen Plus中常用的流体包及其适用范围。

4. 在Aspen Plus中，如何设置物料的进口条件？5. 请描述Aspen Plus中流股操作步骤。

6. 如何在Aspen Plus中添加一个新的单元操作？7. 请简述Aspen Plus中单元操作的分类及其作用。

8. 如何在Aspen Plus中设置反应器参数？9. 请列举Aspen Plus中常用的模拟工具及其功能。

10. 如何在Aspen Plus中查看并分析模拟结果？二、流程模拟类1. 请简述Aspen Plus在流程模拟中的优势。

2. 如何在Aspen Plus中建立多级闪蒸过程？3. 请描述Aspen Plus中热集成的方法及其作用。

4. 如何在Aspen Plus中模拟换热器网络？5. 请简述Aspen Plus中精馏塔的模拟步骤。

6. 如何在Aspen Plus中模拟吸收塔？7. 请描述Aspen Plus中多相流动的模拟方法。

8. 如何在Aspen Plus中模拟气体净化过程？9. 请简述Aspen Plus在流体输送模拟中的应用。

10. 如何在Aspen Plus中模拟化学反应过程？三、参数优化类1. 请简述Aspen Plus中参数优化的目的。

2. 如何在Aspen Plus中设置优化目标？3. 请列举Aspen Plus中常用的优化算法。

4. 如何在Aspen Plus中设置优化约束？5. 请描述Aspen Plus中参数优化步骤。

6. 如何在Aspen Plus中分析优化结果？7. 请简述Aspen Plus中敏感性分析的方法及其作用。

8. 如何在Aspen Plus中进行参数敏感性分析？9. 请描述Aspen Plus中多目标优化的方法。

10. 如何在Aspen Plus中实现多目标优化？四、数据管理类1. 请简述Aspen Plus中数据管理的重要性。

ASPENLUS理论考试答案ASPEN PLUS 培训理论考试、填空题：（每题3分共48 分）1、在精馏塔的模拟计算中⽤（芬斯克⽅程）求最⼩平衡级数（全回流）、⽤（恩德伍德⽅程）求最⼩回流⽐（平衡级数⽆穷⼤）、利⽤（吉利兰关联式）求出在⼀定回流⽐时对应的平衡级数；2、物性模型分为：⑴、理想、状态⽅程（EOS ）模型，写出其中常⽤的两个 PENG-ROB、 . 2RK-SOAVE ，该模型⽤到范德华⽅程，其表达式为：（P+a/V ）（V-b ）= RT律。

3、对于物性⽅法的选择，要知道物系的理想⾏为是指符合理想⽓体定律和拉乌尔定律；想物系是指⼤⼩和形状相似的⾮极性组分；⾮理想程度是指分⼦相互作⽤，例如，分⼦的⼤⼩、形状和极性；⽽选择物性⽅法的基本原则：考虑因素包括物系中是否有极性组分，操作条件是否在临界区，体系中有⽆轻⽓体或超临界组分等；4、应⽤亨利定律的步骤分为:定义亨利组分、调⽤亨利参数、在物性定义表选择亨利组分5、在做板式塔的设计计算时，需要提供计算范围、塔板类型、液流数、直径、板间距；同时也要运⽤到其约束条件，主要包括液泛因⼦、起泡因⼦、过设计分数等；6、在精馏塔RADFRA 严格核算模型，对于塔的收敛算法有三种，主要是外循环即计27 R 2T c 2 a 64 P c RT c8P C ⑵、活度系数模型，写出其中常⽤的三个 NRTLUNIFAG UNIQUAC 3、特殊模型，如要处理液相中的轻⽓体或超临界组分，需要采⽤亨利定算相平衡、中循环即计算设计规定、内循环即计算质量、能量平衡。

⽽计算塔的收敛技巧主要有：检查所给的操作条件是否确实合理、增加迭代次数、增加进料闪蒸计算次数、增加计算的阻尼性、改变算法。

7、精馏塔的⽔⼒学计算包括：①塔板类型： Glitsch BALLAST 、Koch Flexitray 、Nutter Floatlve 、Bubble Cap 、Sieve 。

②填料类型；③板式塔的设计计算；④填料塔的设计计算；⑤板式塔的核算；⑥填料塔的核算；⑦冷凝器 /再沸器曲线。

ASPEN PLUS 上机练习（1）－混合、分流模型1.1、将1200 m3/hr的低浓甲醇（甲醇20%mol，水80%mol，30︒C，1 bar）与800 m3/hr的高浓甲醇（甲醇95%mol，水5%mol，20︒C，1.5 bar）混合。

求混合后的温度和体积流量。

(Mixer)1.2、建立以下过程的Aspen Plus 流程：1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30︒C，1 bar ）与700 m3/hr 的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20︒C，1.5 bar）混合；2) 将混合后物流平均分为三股：一股直接输出；第二股与600 kg/hr 的甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20︒C，1.2 bar）混合后输出；第三股与200 kg/hr 的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30︒C，1.2 bar）混合后输出。

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？（Mixer、Fsplit）1.3、建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型：1) 将1000 m3/hr 的低浓酒精（乙醇30%w，水70%w，30︒C，1 bar ）与700 m3/hr 的高浓酒精（乙醇95%w，水5%w，20︒C，1.5 bar）混合得到溶液A；2) 将600kg/hr 甲醇溶液（甲醇98%w，水2%w，20︒C，1.2 bar）与200 kg/hr 的正丙醇溶液（正丙醇90%w，水10%w，30︒C，1.2 bar）混合后得到溶液B；3) 将溶液A 分别与400 kg/hr、800kg/hr、1600 kg/hr 溶液B 混合后输出。

求：三种情况下的输出物流组成（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？(Mult 、Dupl)ASPEN PLUS 上机练习（2）－压力改变模型2.1、一台离心泵的特性曲线如下表：为降低能耗，采用变频电动机改变离心泵转速来调节输送流量，转速变化范围为1500～2800 rpm。

Aspen化工模拟一、单选题 (共5小题,每小题1分,共5分)。

1、用水做吸收剂，吸收烟气中的酸性气，可用如下哪个模型模拟？A、DecanterB、AbsorberC、RadFracD、EXTRACT2、以下精馏塔塔顶操作温度，较理想的是：A、 0℃B、 25℃C、 30℃D、 50℃3、反应精馏塔中，可以选择的反应集类型包括：A、 PowerLawB、 LHHWC、 REAC-DISTD、 Chemistry4、因为萃取操作中，液液传质较慢，所以常用的萃取塔类型为：A、填料塔B、喷洒塔C、带搅拌的板式塔D、带搅拌的填料塔5、把一股物流变为多股进行模拟，用哪个模型最简单？A、 MultB、 DuplC、 CalculatorD、 Transfer二、多选题 (共5小题,每小题2分,共10分)。

1、以下Aspen Plus的反应器模型中，不能进行严格化学平衡计算的是？A、 RStoicB、 RYieldC、 REquilD、 RPLUG2、以下模型中，能进行严格平衡分离计算的是？A、 Flash2B、 DecanterC、 SepD、 DSTWU3、查询乙醇-水-苯混合物中存在的共沸物信息，可以通过以下哪些途径？A、Ternary DiagB、 Distillation SynthesisC、BinaryD、 Azeotrop Search4、欲分析精馏塔中进料位置变化时对塔顶馏出产物纯度的影响，可用：A、设计规定B、灵敏度分析C、计算器D、手动调整分析5、Distillation Synthesis（精馏综合分析）的功能包括：A、绘制Txy相图B、计算三元混合物的蒸馏边界和剩余曲线图C、自动计算精馏理论板数D、计算三元混合物的液液相平衡数据三、填空题 (共5小题,每小题2分,共10分)。

1、Aspen Plus流程模拟计算过程中所有的错误、警告等信息汇总可在_________中查看。

2、RStoic模型中，Heat of Reaction是指______，Selectivity是指_____。

Aspen Plus 课堂练习与作业练习11、流程图2、热力学方程：PENG-ROB方程，采用“General with English Units”模板3、初始条件物料1：P=130psi，T=110F组成：N2-15, CH4-56, C3H8-68 (mole-flow: lbmol/hr) 闪蒸罐F1：绝热闪蒸，压力：80psi压缩机C1：等熵压缩，出口压力：320psi，等熵效率：0.82换热器E1：温度：70F，压力：315psi闪蒸罐F2：绝热闪蒸，压力：315psi膨胀机C2：等熵膨胀，出口压力：60psi，等熵效率：0.824、模拟结果：物料7的温度，物料8摩尔流量？S7温度：-21 F；S8流量： 6 lbmol/hr练习21、流程图2、热力学方程：PENG-ROB 方程，采用“General with Metric Units ”模板3、初始条件物料1：P=12atm, T= －100℃， F=100kmol/hr; 组成：H2-0.01, CH4-0.68, C2H6-0.31(mole frac)冷却器E1: 热负荷-0.012 MMkcal/hr ，压力：11.8atm 闪蒸罐F1：绝热闪蒸，压力11.8atm 减压伐V1: 出口压力6atm闪蒸罐F2：绝热闪蒸，压力同V1出口 4、流程计算结果E1出口温度： －102.9℃ S4流量： 59.782 kmol/hr S7流量： 51.959 kmol/hr 5、反馈控制控制要求：通过改变换热器E1的热负荷，使物料S7流量为65kmol/hr 。

6、反馈控制计算结果E1热负荷：-0.042MMkcal/hr; E1出口温度： -107.9℃S4流量： 74.482 kmol/hr S7流量： 65.007 kmol/hr 作业一 1、流程图2、热力学方程：UNIFAC 方程，采用“General with Metric Units ”模板3、初始条件物料1：P=1.95atm，T=25℃，F=286kmol/hr组成：CH4-0.963, H2O-0.037 (mol frac)物料2：P=2atm, T=-10℃，F=50kmol/hr;组成：C2H5OH-0.995, H2O-0.005(mol frac)混与器M1：压力：1.95atm换热器H1：温度：5℃，压力：-0.3atm闪蒸罐F1：绝热闪蒸，压力：1.65atm4、给出模拟结果：物料5温度（℃）及物料6的流量（kmol/hr）？作业二1、流程图2、热力学方程：PEN-ROB方程，采用“General with English Units”模板3、初始条件物料1：P=915psia，T=70F，F=26351 lbmol/hr组成：氮气-0.01, 甲烷-0.939, 乙烷-0.031, 丙烷-0.011,正丁烷(N-BUTANE)-0.002, 异丁烷(ISOBUTANE)-0.003,正戊烷(N-PENTANE)-0.001, 异戊烷(2-METHYL-BUTANE)-0.001,正己烷(N-HEXANE)-0.002 (mol frac)闪蒸罐F1：温度：-60F，压力：900psia闪蒸罐F2：温度：-120F，压力：400psia4、给出模拟结果：给出物料4流量（lbmol/hr）及闪蒸罐F2的热负荷（MMkcal/hr）？作业三1、流程图2、热力学方程：PEN-ROB方程，采用“General with Metric Units”模板2、初始条件物料1：P=16kg/cm2, T=-80℃，F=100kmol/hr;组成：H2-0.03, CH4-0.70, C2H6-0.27(mol frac)冷却器E1: 热负荷-0.012 Mkcal/hr，压力：15.8 kg/cm2气液分离罐：绝热、压力同冷却器E1出口减压伐V1: 压力降至6kg/cm2气液分离罐：绝热、压力同V1出口3、反馈控制控制要求：通过改变换热器E1的热负荷，使物料S7流量为70 kgmol/h。

aspen plus 习题答案Aspen Plus 习题答案：优化化工过程设计的利器Aspen Plus 是一款广泛应用于化工工程领域的流程模拟软件，它能够帮助工程师们进行化工过程的设计、优化和分析。

在化工工程的实践中，经常会遇到各种复杂的工艺问题，而 Aspen Plus 提供了强大的模拟和优化功能，能够帮助工程师们快速、准确地找到最优的解决方案。

通过 Aspen Plus，工程师们可以建立化工过程的详细模型，包括各种反应器、分离装置、换热器等单元操作，并对整个过程进行动态模拟和优化。

在实际的工程设计中，工程师们可以利用 Aspen Plus 进行热力学分析、物质平衡计算、设备选型等工作，从而确保设计方案的合理性和可行性。

除此之外，Aspen Plus 还提供了丰富的数据库和物性模型，能够模拟各种化工原料和产品的性质，帮助工程师们更准确地预测工艺的性能。

同时，AspenPlus 还支持多种优化算法，能够帮助工程师们寻找最优的操作条件和工艺参数，从而降低能耗、提高产量，实现工艺的经济和环保效益。

在化工工程的教学中，Aspen Plus 也被广泛应用。

通过教学实验和习题练习，学生们可以了解和掌握化工过程的建模和仿真技术，培养他们的工程实践能力和解决问题的能力。

因此，Aspen Plus 不仅是一款强大的工程软件，也是化工工程教育的重要工具。

总的来说，Aspen Plus 作为一款优化化工过程设计的利器，为化工工程师们提供了强大的工具和技术支持，帮助他们解决复杂的工艺问题，优化设计方案，提高工艺的经济性和可持续发展性。

随着化工工程技术的不断发展，相信Aspen Plus 将会发挥越来越重要的作用，为化工工程领域的发展做出更大的贡献。

Aspen Plus 学习例题江南大学化工学院 倪邦庆 编1. 用Aspen Plus 处理状态方程：查找纯组分的性质。

用RK-Soave 方程求取500K 和18atm 下正丁烷的比容。

（2058ml/mol 或2.058dm 3/gmol ） 2. 混合物的比容问题：求取630kmol/h 一氧化碳、1130kmol/h 水、189kmol/h 二氧化碳和63kmol/h 氢气组成的混合物在1atm 和500K 时的比容。

用RK-Soave 方程和压缩机。

（40.98m3/kmol ）3. 用闪蒸flash2求取摩尔分率0.1丙烷（A ）、0.3正丁烷（B ）、0.4正戊烷（C ）、0.2正辛烷（D ）在170F 及70psi 时的气液相平衡常数K i 值。

用RK-Soave 方程。

（K A =5.2 , K B =2.1 , K C =0.84 , K D =0.067）4. 二元非理想气液平衡：乙醇和水的T-xy ，P-xy 和相图y-x 。

用理想气体、亨利定律和Wilson 二元参数即Wilson2（WILS-2）模型。

5. 化学反应平衡问题：Aspen 包含许多化学组分的Gibbs 自由能数据，并能作为温度的函数计算它们。

解决了所求问题的数据搜集工作，而剩下的工作任务就是将预测K 值和实验资料进行比较。

Gibbs 自由能的反应器模块为RGibbs ，对燃料电池的水煤气变换制氢：在平衡时222H CO O H CO +⇔+OH CO H CO y y y y K 222=，用Aspen 的NRTL 物性模型模拟估算500K 温度情况，利用摩尔分率求得平衡常数K （137.5）。

而由热力学数据查得K=148.4。

6.多组分精馏的简捷法计算，可了解在不同压力下，采用不同的回流比和不同的级数能达到的分离。

在严格的逐板计算前，首先进行简捷计算往往有益：按沸点将所有的组分进行排列，在其中两个组分间画一条线，那么较易挥发的组分为轻关键组分，而较难挥发的组分为重关键组分。

目的: 用固体单元操作模拟从气化器尾气进料中除去微粒。

含有少量原料微粒的气体的处理是很困难的，因为这些微粒有可能干扰大部分操作（例如：孔板和填料的表面腐蚀、结垢、堵塞）。

因此有必要从气态物流中除去大部分原料微粒。

可用于这一用途的选项有很多（旋风分离器、袋式过滤器、文丘里涤气器以及静电除尘器），并且可以通过变更它们的设计和操作条件改变它们的微粒分离效率。

最终选择哪种设备要权衡技术性能和与使用特定单元相关的费用。

在这个练习中，对从煤汽化所得的合成气中除去微粒所采用的各种选项进行比较。

1. 脱丙烷塔进料中含有4个组分，分别为乙烷、丙烷、正丁烷和正戊烷，其摩尔流量分别为12kmol/hr 、28kmol/hr 、49kmol/hr 、11kmol/hr ，压力为2.3Mpa ，温度为50℃。

该塔的目的是实现丙烷与丁烷之间的分离。

塔的操作压力为2.2MPa ，塔顶采用全凝器，塔底采用釜式再沸器，理论板数20，进料位置9，全塔压降30kPa 。

产品的质量指标，塔顶正丁烷摩尔含量不大于2％，塔底丙烷摩尔含量不大于0.5％。

求：（1）达到分离要求所需的回流比（2）塔顶物流的摩尔组成、摩尔流量（3）塔底物流的摩尔组成、摩尔流量2. 联苯（C 12H 10）是工业生产中的一种重要中间体，它的一种生产方法是由苯（C 6H 6）经高温裂解脱氢制的。

在该过程中，还可能经过第二个反应式得到三联苯。

具体反应式如下：2C 6H 6←→C 12H 10+H 2C 6H 6+ C 12H 10←→C 18H 14+H 2以符号表示上式各项：A=C 6H 6，B= C 12H 10，C= C 18H 14，D= H 2。

速率方程为：2111B D A A A A p p r k p K ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭ 222C D B B A B B p p r k p p K ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭ 式中，61 3.23510exp A E k RT -⎛⎫=⨯- ⎪⎝⎭，62 3.754510exp B E k RT -⎛⎫=⨯- ⎪⎝⎭K 1A =0.317，K 2B =0.472，E =30190cal/mol ，R =1.987cal/mol ·K 。

温度为760℃，压力为1atm 的苯进料流率为10kmol/hr ，在长为5米，直径为0.05米的反应管中等温反应。

求：苯（C 6H 6）的转化率 和联苯（C 12H 10）的产量 。

3. 某工厂的蒸汽供应系统局部流程如下图所示：已知：●软水温度20 ︒C，压力0.11 MPa；冷凝回水温度40︒C；●冷甲苯（Toluene）流量25 m3/hr、温度25 ︒C、压力0.2 MPa，加热到60 ︒C；●冷苯（benzene）流量10000 kg/hr、温度25 ︒C、压力0.6MPa，加热成为过热度为2︒C的过热蒸汽；●锅炉产生0.6 MPa的饱和蒸汽；●提供给其他装置的工艺蒸汽流量为2000 kg/hr；●甲苯加热器的总传热系数为900 W/m2⋅K，对数平均温差校正系数为0.91；●苯蒸发器的总传热系数为2500 W/m2⋅K，对数平均温差校正系数为0.92；●加水泵的效率为0.67。