Aspen Plus 使用介绍
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Aspen Plus 使用介绍
通过例题来了解Aspen Plus 使用。
例题：异丙苯合成工艺模拟
异丙苯(C9H12)是合成染料、树脂的重要原料，可以由苯(C6H6)和丙烯(C3H6)
合成得到，具体的反应式如下：
苯的流量为401bmol／h~，丙烯的流量为401bmol／h;反应器的热负荷和压力降均为零，丙烯的转化率90％；反应后的气体进入换热器降温冷却，换热器出口温度为130。F、压降为
O．1psi。然后再进入压力为latm(1atm==101325Pa，下同)、热负荷为0Btu／h(1Btu=1055．06J，
下同)的闪蒸器进行气液分离，液相作为产品直接引出，气相循环进入反应器，如图2-8。
用RK-SOAVE进行热力学性质估算。试用Aspen Plus模拟该工艺过程，求液相产品的热力
学状态及各组分的流率。
模拟步骤如下：
步骤一：启动Aspen
启动方式：双击桌面快捷方式，或点击开始菜单。提供用户信息（Account imfomation）
首先出现图2-10界面，需选择空白模拟（Blank Simulation）、模板（Template）或打开已有模拟文件（Open an Existing Simulation）。
如用模板启动，则进入图2-11界面，选英制单位的通用模板（General with English Units）。
Aspen提供的模板：空气分离、化学工艺、电解质、气体处理、一般工艺（广泛用于汽液平衡）、石油（石油化工）、医药、湿法冶金、固体、特种化工。可用英制、米制作为缺省单位制。
新模拟时，需在Run Type列表框中选运行类型，见图2-11。
运行类型：Flowsheet、Property Estimation、Property Analysis
和 Data Regression
本例选Flowsheet。
文件File的下拉菜单中选Save 或 Save As保存文件。 图2-10 启动Aspen Plus （二） 文件类型：文档格式（.apw）、备份文件格式（.bkp）、模板格式（.apt）和混合格式（.apwz）
建议模拟文件保存为较兼容的备份文件格式文件。
Aspen的用户界面见图2-13.
步骤二：工艺流程图绘制
根据工艺要求提供工艺流程
内容有：选择设备模块，连接流股，浏览流程，修改与编辑流程、流程完整性检查等。
搭建流程：在View菜单下，关闭PFD状态，见图2-14.
建议取消Aspen Plus为模块与物流自动命名功能。在Tools-
Options- Flowsheet中点击Automatically assign blok name
with prefix（用前缀自动给模块命名）和Automatically assign
stream name with prefix（用前缀自动给物流命名）前的复选框，取消系统自动命名功能。见图2-16.
放置模块：由Aspen窗口底部的模型库选设备与流股（图2-17）。也可通过View菜单栏选Model Liberary 或F10切换出模型库，见图2-18。
本例需用反应器、换热器和分离器模块。
键Reactors，可见RStoic、RYield、REquil、RGibbs、RCSTR、RPlug和RBatch等反应器模块。鼠标左键点击反应器模块后，将鼠标移至流程图窗口，鼠标标记变为+，说明进入多次输入模式，在流程图窗口内点击鼠标左键，如已取消自动命名模式，灰弹出小会话窗口，可填上反应器名REACTOR（见图2-20），点击OK，则完成反应器模块输入（见图2-21）。此时系统仍处于多次输入模式，每在流程窗内点一次鼠标左键，即可添加一个相同的反应器模块。如在流程窗内点鼠标右键，则可停止多次输入模式，另也可左键单击模式选择按钮↖或点Esc退出。
采用同样方法在流程窗口添换热器与分离器。
换热器Heat Exchangers中有Heater、HeatX、MHeatX、HXFlux，选Heater，命名为COOL。
分离器Separators中有Flash2、Flash3、Decanter（倾析器）、Sep和Sep2，选Flash2，命名为SEP。
如需移动模块或模块名称，可将鼠标移至目标图2-11 启动Aspen Plus （三）
图2-16 取消自动命名
图2-19选择反应器模块
图2-22模块输入 上，按住鼠标左键，当鼠标变为移动符号时，将其移至所需的位置。
连接物流：Streams有Material（物流）、Heat（热流）和Work（功流），默认为物流连接。鼠标左键选择物流后模块显现必须连接的物流接口（红箭头）与选接的物流接口（蓝箭头）。
如将光标移到REACTOR左边的红箭头上，当它变为蓝色时，可延长进料流股的长度，单击鼠标左键后，会弹出图2-25的对话框，输入进料流股流股名称FEED，点击OK。则完成进料流股的连接。按图2-26，依次连接红箭头，同样将光标移到红箭头上，当它变为蓝色时，单击鼠标左键，再把光标移到需连接的红色箭头上，箭头变蓝后单击鼠标左键。分别命名REAC-OUT、COOL-OUT、PRODUCT、RECYCLE。在流程窗内点击鼠标右键、或左键单击模式选择按钮↖、或点Esc退出物流连接状态。注意在连接RECYCLE时，应将鼠标移到SEP顶部的红色箭头上，单击鼠标左键，向左移鼠标至物流FEED与反应器连接的红色箭头上，当箭头由蓝变黄时，单击鼠标左键，在对话框中填入RECYCLE。
流程的浏览：在View菜单中点击Zoom，打开下级菜单，选Zoom In（放大窗口）、Zoom Out（缩小窗口）、Zoom Full（流程全貌），见图2-27。
流程的修改与编辑：可在任何时候修改流程，包括模块与物流的删除与重命名、模块的移动与对齐及图标的改变。
模块与物流的删除：通过点击需删除的模块与物流，然后单击鼠标右键，从弹出菜单中单击删除模块或物流（Delete block 或Delete Stream），见图2-28。 也可利用键盘上的Delete键删除模块与物流。注意：模块与物流删除后，其对应的配置参数和数据会全部丢失而不能恢复。
模块与物流的重命名：用鼠标左键选中需重命名的模块与物流，单击鼠标右键，从弹出菜单中单击Rename Block或Rename Stream，在对话框中输入新名称并击单OK，见图2-29。
模块的排列整齐：通过点击鼠标左键并在流程窗口中画一大矩形来选择要排列的图标，而后点击鼠标右键，在弹出的菜单上选择Align Blocks。或点击两模块间的物流，在物流上单击鼠标右键，然后点击Align Blocks，见图2-30。
模块的移动：在需移动的模块上按鼠标左键（不能在模块的ID上），当模块轮廓显亮，且鼠标指针变成移动状，还会出现一个关于模块显示信息的文本框（包括名字、段和模块状态），拖动模块到所需位置后释放鼠标左键。也可选择模块后使用键盘上的箭头键（←↑→↓）对模块作小得调整。同样的方法可移动物流及模块与物流的ID。
改变模块的图标：点击需改变图标的模块，在模块上单击鼠标右键，从弹出的菜单上单击Exchange Icon，模块图标改变成模型列表中的下一个图标；或选中模块图标，利用快捷键Ctrl+K进行快速切换。
完成流程绘制部分后，如新用户不清楚下一步的工作，可点击专家支持系统N→，即Next按钮，引导继续下一步操作或告诉用户输入中还缺少的数据。
步骤三：Setup配置
在图2-26窗口下，点击N→，会给出信息对话框，提示完成流程连接，是否进行数据输入。点击OK后，进入Setup配置页面。 图2-26 流程图 全局页（Setup/Specifications/Global）输入模拟标题，选择运行类型，改变输入、输出单位，定制输出报告等。
输入运行标题：在全局页的Title框中输入模拟标题，本题为CUMENE，后面输出报告将会给出此标题。
选择运行类型：在Global Settings下Runtype框内选择运行类型，默认类型为Flowsheet，本例为流程模拟，故可选默认项。
规定全局单位集：在Units of Measurement栏下的输入数据（Input data）、输出数据（Output
results）框中选全局单位集（英制、米制与国际单位制等），本题用英制，见图2-31。
设定模拟选项：用鼠标单击Setup/Simulation Options，选择弹出的模拟选项，见图2-32。本例题采用默认设置。
输出报告选项：Report Option决定输出报告的格式和内容。本例题采用默认设置，见图2-33。
图2-33是aspen Plus输出报告的默认设置，本例也不做修改。
步骤四：组分输入
配置完Setup后，点击Next按钮进入数据浏览窗口（Data Browser）的组分输入表页，也可以点击工具栏中进入到数据浏览窗口，再进入组分输入表页。对于一个流程模拟，至少需要输入一个组分。
组分的输入包括两步：第一步选择数据库及编排查找顺序；第二步输入组分。
选择数据库及编排查找顺序：输入组分前，首先要根据所模拟流程中组分种类确定其数据库（Databanks），数据库中包含组分的各种物性数据，且所选数据库排序对过程模拟也很重要；默认的数据库及其排序适合多数的模拟情况。
如需要改变数据库的种类及其排序，可以在Databanks页面下，如图2-34，从Available 图2-31全局变量的设置
项的选图2-33 输出报告选图2-34 数据库选择 databanks(可用的数据库)列表中用鼠标左键选中所需数据库，然后鼠标左键点击按钮将其加到Selected databanks(选择的数据库)列表中；当所需的数据库选择完毕后，接着对所需数据库进行排序，即在Selected databanks列表中单击数据库，然后单击右边向上和向下箭头使列表中数据库向上或向下移动，从而改变系统搜索物性数据时的查找顺序。当输入某一组分时，系统自动从Selected databanks中，按顺序查找相应的物性数据。如图2-34所示，例如当输入组分苯的时候，系统首先从PURE22（PURE11，Aspen11.1版）中查找苯的相关性质，如果未找到相关数据，则系统在AQUEOUS数据库查找，以此类推。采用不同的数据库及排序所得到的计算结果会有所差别，故需要根据模拟体系选择合适的数据库及其排序。对于本题所需的数据库及其排序采用系统默认设置。
组分输入：点击图2-34的Selection标签，进入图2-35组分输入页面。Aspen Plus对每个组份通过ID（Component ID）、类型（Type）、名称（Component name）和分子式（Formula）定义。组分ID实际上就是组分的一个别名，在模拟系统中是唯一确定的。对于简单组分，可以直接用分子是做组分ID,也可以用组分的名称，例如苯，就可以在C6H6作为该组分的ID，也可以用BENZENE。
组分输入具体操作：在Components ID中输入C6H6然后回车，组分名称和分子式自动弹出，在Type中自动给出常规组分（Conventional）。而分子式为C3H6的组分不是唯一的，当在Components ID中输入C3H6，系统就无法给出相应的组分名称和分子式。用鼠标左键单击C3H6中的Component name栏后，点击下面Find按钮，弹出图2-36，Component name
