Aspen Plus在化工设计教学中的应用

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第２　４卷第　２期　 化　工时　刊　 Ｃｈ　ｍ　ｉａ　Ｉｄ　ｓ　ｒ ｉ　ｅ ｅ　ｃ　ｌ　ｎ　ｕ　ｔ　Ｔｍ　ｓ ｙ Ｖｏ　．　４，　． １　２　Ｎｏ　２ ２１　０　０年　２月　 Ｆ　ｂ　２．　０１ ｅ　．　２　０ ｄ　ｉ１　．９　９　ｊｉ　ｎ　１　０　ｏ　：０　３　６　／．　ｓ　．０　２—１　４　２　１　．２　０　８　ｓ　５　Ｘ．　０　０　０　．　１　 Ａ　ｐｎＰｕ　在　化　工　专　业　教　学　中　的应　用 ｓｅ　ｌｓ 王 帅　钟 宏 金一粟 满瑞林 李海普 （　中南　大学化　学化　工学　院　湖南　长　沙　４　０８　）　１０　３　 摘　要　通过化工专科课程体系结构的分析　，　在传统理论　教学　和设计教学的基础上　，　Ａ　ｓｎＰｕ　流程模拟软件有　目　将　ｐｅ ｌ　ｓ 的、　有步骤地应用于化工专业教学　，　通过单元模型操作、　过程系统模拟和化工厂设计　３个　阶段　的训练　，　使学生逐步掌握 Ａ　ｐｎＰｕ　软件的使用和化工设计的精髓　，　ｓｅ　ｌｓ　达到培养专　业知识深　厚、　计算　机应用　能力较强　的“　知识　”＋“　能力　”　型人才　 的　目的　。

关键词 Ａ　ｐｎＰｕ　化工教学　ｓｅ　ｌｓ 课程设计　 将　专业　知识教　育　与计　算　机应　用　能　力　培养　结　合起　 来，　培养能够熟练运用计算机技术解决化工专业　问题 的学生　，　是化　工专业　教育　的重要　目标之一　。

为　了实现　 这　一培　养　目标　，　了基　础　的计　算　机知　识　教　学外　，　内 除　国 地　应用化　工过　程　的研　究开　发　、　置设　计　、　产　过程　控 装　生　制、　工艺　优化及　技　术　改造　等　方　面　训　。

将　Ａ　ｐｎＰｕ ｓｅ ｌ　ｓ　应　用于化　工专　业教　学　，　不仅　可　以培　养学生　学　习兴　趣和 计　算机应　用能力　，　且为学　生将来　从事相关　行业　的工 而　作　打下　了　良好　的基　础　。

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在讲 完 手箅过 程后 ， 体介绍 Ａ ｐ ｎＰｕ 在 该连 具 ｓｅ ｌｓ
续 反 应过 程物 料 衡算 实例 中的应 用 。首 先 ， 据题 设 根
条件 得 到进料 组 成 。打开 Ａ ｐｎＰｕ 用 户 界面 ， ｓｅ ｌｓ 选用
化学 计 量反 应器 模 块 进 行模 拟 ， 图 １ 示 。然 后 ， 如 所
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Ａ ｐｎ Ｐｕ 是 美 国 麻 省 理 工 学 院 于 ２ ｓｅ ｌｓ ０世 纪 ７ ０
转 化 率为 ２％ ， 成产 物 的乙烯 的选 择性 为 ８ ％ ． ５ 生 ０ 计 算 反 应器 出 口物 料 的流量 和组 成 。 传统教学 中， 我们 按 课 本 的计 算 步 骤讲 解 ， 行 进 物料 组分 的编 号 、 计算 简 图 、 物料平 衡方 程 、 画 列 列摩
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章 节 之一 ， 本里 的 例题 都是 通 过 手 算 解得 ， 课 公式 太 多 ， 算过 程 复杂 ， 计 老师 讲得 煞费 苦心 ， 生学得 一 知 学
半 解 。Ａ ｐ ｎＰｕ 作 为 目前 通 用 的大 型化 工 流程 模 ｓｅ ｌｓ
拟 软件 ， 有 强大 的工 艺计 算能 力 ， 具 因此 ， 很有必 要将 其 应 用 于物料 衡算 。
过对该 软 件 的介 绍 和举 例 应 用 ， 阔 了学 生 的 眼界 ， 开 激发 了他们 的学 习兴 趣 ， 提高 了他们 的 学 习主动性 。

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。

燃烧物数据库只适用于部分单元操作模型对理想气体的计算。

⑧热力学性质和传递物性在模拟中用来计算传递物性和热力学性质的模型和各种方法的组合共有43种，主要有：计算理想混合物汽液平衡的拉乌尔定律、烃类混合物的Chao-Seader、非极性和弱极性混合物的Redlich-Kwong-Soave、BWR-Lee-Starling、Peng-Robinson。

第11章Aspen Plus在化工分离计算中的应用11.1 Aspen Plus 简介Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，美国AspenTech公司的产品。

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。

官方网站：/。

Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。

该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。

AspenTech公司在随后的时间里又先后兼并了20多个在各行业中技术领先的公司，成为为过程工业提供从集散控制系统（DCS）到企业资源计划(ERP)全方位服务的公司。

A spenONE™作为第一流的领先产品将AspenTech公司的所有产品统一起来了,ASPENTECH于1994在纳斯达克上市。

AspenTech软件经过20多年不断的改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。

11.1.1 Aspen Plus的主要功能和特点Aspen Plus的主要功能和特点如下。

(1)具有方便灵活的用户操作环境，数据输入方便、直观，所需数据均以填表方式输入，内装在线专家系统Model Manager自动引导帮助用户逐步完成数据的输入工作。

(2)配有最新且完备的物性模型库，具有物性数据回归、自选物性及数据库管理等功能。

(3)备有全面、广泛的化工单元操作模型库，能方便地构成各种化工生产流程。

(4)应用范围广泛，可模拟分析各类过程工业，如：化工、石油化工、生物化工、合成材料、冶金等行业。

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山 东 化 工 ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１９年第 ４８卷
ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件在化工原理课程设计中的应用
管述哲，刘宣池，董孝宇，吴进喜，苏 冰，张玉双，吴咏梅
（新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 ８３００９１）
摘要：化工原理课程设计是化工类专业一门重要的工程技术类基础课程，是考察学生化工原理知识的综合运用以及解决实际工程问题 能力的重要课程。通过 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件进行辅助教学，提高了学生解决化工原理课程设计实际问题的效率；培养了学生多角度、多方法 解决工程问题的能力；通过设计结果误差的分析，加深了学生对化工原理及化工原理课程设计课程的理解。 关键词：ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；化工原理；教学方法；课程设计 中图分类号：Ｇ６４２．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１９）０１－０１３６－０２
连续精馏塔。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热 至泡点后送入精 馏 塔 内，塔 顶 上 升 蒸 汽 采 用 全 凝 气 冷 凝，冷 凝 液在泡点下一部分回流至塔顶，其余部分经产品冷却器冷却后 送至储罐。
（１）生产能力：年处理乙苯 －苯乙烯混合物 １１．０万 ｔ（开 工率 ３３０天 ／年，Ｆ＝１３１．８ｋｍｏｌ／ｈ）；
临界温度 ／℃
临界压力 ／ＭＰａ
乙苯（Ａ） 苯乙烯（Ｂ）
Ｃ８Ｈ１０ Ｃ８Ｈ８
１０６．１６ １０４．１４
１３６．２ １４６
３４３．１ ３６９
３．７０ 底产品流率为 Ｗ， 塔顶流出液中乙苯含量不低于 ０．９５，塔底釜液中含量不高于 ０．２５，对精馏塔做全塔物料衡算。有：ＦＸｆ ＝ＤＸｄ ＋ＷＸｗ
（２）原料：乙苯的含量 ６０％（质量分数，下同）； （３）分离要求：塔顶流出液中乙苯含量不低于 ０．９５，塔底 釜液中含量不高于０．２５，泡点进料。

ASPENPLUS介绍及模拟实例ASPENPLUS具有广泛的应用领域，包括石化、炼油、化肥、热力、制药、生化工程等。

它可以用于模拟各种化工过程，例如分离、混合、反应、蒸馏、液-液/气-液萃取、吸收、脱吸附、干燥等。

ASPENPLUS使用了一套成熟的计算方法和数学模型，可以准确地预测化工过程的性能指标，为工程师提供决策支持。

ASPENPLUS的建模过程包括定义组分、定义装置流程、定义物理特性、定义热力学模型、定义操作条件、定义单元操作、定义修正参数等。

用户可以根据具体的工艺流程需求，选择不同的模拟单元进行组合，以实现整个过程的模拟。

在模拟过程中，用户可以通过调整操作条件和设备参数，进行优化设计，以实现最佳的性能。

下面以丙烯酸酯生产过程为例，介绍ASPENPLUS的模拟实例。

丙烯酸酯是一种重要的化工原料，广泛应用于合成高分子材料、油墨、粘合剂等。

其主要生产过程是通过异丁烯与甲基丙烯酸酯在催化剂存在下进行反应生成。

为了实现丙烯酸酯的高选择性产率，需要优化反应过程的操作条件和装置结构。

首先，在ASPENPLUS中定义组分，包括异丁烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和副产物。

然后，定义装置流程，包括进料反应器、分离塔和产品收集器。

接下来，定义物理特性，如温度、压力、流量等。

充分考虑物料的热力学性质，确保模拟过程的准确性。

在物理特性定义完成后，需要定义热力学模型。

根据反应过程的实际情况，选择适当的热力学模型，并确定模型参数。

在反应过程中，可以设置反应器的温度、压力和催化剂的用量，以及反应物的摩尔比例。

定义好热力学模型后，需要定义操作条件。

根据实际工艺需求，设置反应器的温度和压力，以及进料和产物的流量。

可以使用ASPENPLUS提供的优化算法，通过调整操作条件，实现产物选择性的优化。

最后，定义单元操作，包括进料反应器、分离塔和产品收集器的模型和参数。

分离塔的模型可以选择蒸馏、吸收或萃取等。

通过定义修正参数，可以对模拟过程进行细致的调整和修改，以实现更准确的模拟结果。

关于Aspen Plus在化工设计中应用的探讨在化工设计中，Aspen Plus 是针对化工为代表的功能强大的过程系统模拟软件，本文介绍了如何将其引入化工设计环节。

使用软件模拟可以节省计算量、提高效率，培养设计工作者解决工程问题的能力，与手工计算的差异对比分析原因。

标签：Aspen Plus；化工设计；应用引言：化工設计是指对化工过程的设计，通过设计一系列的单元设备操作，将其合理地组合起来，从而实现从原料的输入到产品的输出。

一、软件概述1、近年来，随着计算机技术在化工生产及过程设计应用上的快速发展，掌握先进的计算机控制与设计技术，以适应行业的发展，显得尤为重要。

Aspen Plus 是一种适应化工工程日益综合化、大型化、复杂化趋势，已全方位应用于化工过程研究、开发、设计、仿真、生产过程控制、优化及技术改造等的大型软件，具有最适用于工业、且最完备的物性系统。

它计算精准，是目前国内外化工设计院使用的主流软件。

2、Aspen Plus 是一款针对以化工为代表的过程系统模拟软件，其设计基础是以“三传一反” 和化工系统工程为核心的化工专业知识，二、软件使用现状分析通过对Aspen Plus软件的理论学习与上机实践，让设计工作者掌握流体输送单元、传热单元、分离单元等单元操作的仿真设计和流程模拟；通过不定期的《化工原理课程设计》的手工计算，让设计工作者熟悉和掌握化工设计的基本原理和方法，并辅以AspenPlus 软件进行流程模拟，例如设计工作者设计化工厂，针对指定的化工生产系统进行模拟和优化。

通过使用这个软件，使设计工作者从简单的单元操作模块模拟，过渡到对整个化工生产系统的模拟和优化；从基础的计算机操作的学习，转向解决设计型和综合型的复杂问题；从理论知识的学习转向工程实践能力的培养，最终达到培养设计工作者综合运用专业理论知识和计算机技术解决实际工程问题的能力的目的。

Aspen Plus 是一个功能强大的通用过程仿真软件，但要灵活掌握、使用软件，学习起来仍有相当难度。

２。２ 电流 密度 的 自动控 制 对 于电流密 度 自动控 制装置 的应 用来 说 ，现 在 已经存 在商
业 化的 产 品。分 析其 原 理 ，主要 是将 电极 表面 积变 动通过 传 感
软件在氯化氢吸收与解析 化 工设计 中的应 用
器来 进行收 集 ，并进行 数据处 理 ，结合数 字运算 器的功能 ，能 实 现信 息传送 到存 储器以及 预定的 电流 密度变动 范围 ，在此基 础 上 ，进行 必要 的运算分 析 ，并 能及时 根据实 际情 况进行调 整 ，实
整输 出电流 。
行 了探 讨 。
对 于商业化的 电流密 度控 制仪来说 ，能实现 ３０组 电流密度 关键词 ：Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ；氯化 氢；吸 收；解析
控 制参数 的要 求 ，在 系统 的 自学功能 的情 况下 ，将 其在控制器 内 进行存 储。系统运 行 中，能实现 电流密 度的 自动监控 和调节 ，准 确地 来反映镀槽 内镀件表面积 的情 况 ，利 用这种方式 ，能 自动化 的控 制好镀槽 中的镀件表面 的电流密度符合具体的工况要求 。
接触 方式 能够 响应 快 、收集 信 息较 为准 确的 特 点 ，但 人工 测量 工设计 中的应用进 行综述和探 讨。
不可 避免 高温 蒸 气影 响下读 数 准确性 的 问题 。另外 ，在玻 璃制 １氯 化氢 吸收 制备 盐 酸工 艺流 程模 拟
造工 艺 的影 响下 ，还 容 易出现 破碎 问题 ，以及其 他控 制线 路 的 腐蚀 情况 ，这 样都 会造 成现 场测 量 的不稳 定性 存在 。如果 系统 １．１氯 化 氢吸 收工 艺描 述
氯化氢吸收 制备盐酸通 常采用 多级 吸收工艺 ，其 中多级填 料 塔 串联 使用 ，氯化氢 气体则 顺次进入 多级填料 吸收塔进 行盐 酸 吸收 ，新 鲜水 从最 后一 级塔 顶部注 入 ，每 级塔底 采 出部分 稀 酸返 回前一级 塔顶作为 吸收液 。 １．２ Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ模拟 计算

Aspen Plus模拟软件在化工中的应用姚卫国;郑瑞朋;胡凯瑞;高鹏飞;郑刚;刘勇营【摘要】流程模拟软件在化工中的应用非常广泛,本文主要阐述流程模拟软件在气相密度计算,压缩因子的计算,密度随温度的变化,不同压力下的沸点,物质性质的估算,二元交互参数,变压精馏等方面的应用,对化工设计有指导作用.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2019(050)008【总页数】6页(P28-32,54)【关键词】流程模拟;压缩因子;物性估算;变压精馏【作者】姚卫国;郑瑞朋;胡凯瑞;高鹏飞;郑刚;刘勇营【作者单位】浙江省化工研究院有限公司, 浙江杭州 310023;浙江省化工研究院有限公司, 浙江杭州 310023;浙江省化工研究院有限公司, 浙江杭州 310023;浙江省化工研究院有限公司, 浙江杭州 310023;浙江省化工研究院有限公司, 浙江杭州310023;浙江省化工研究院有限公司, 浙江杭州 310023【正文语种】中文流程模拟技术的发展为化工过程带来了很大的改变。

利用计算机的强大计算能力，解算化工过程的数学模型，用来模拟化工过程系统的性能。

流程模拟技术经过几十年的发展，现在被广泛应用于化工过程的研究开发、设计、生产过程的控制与优化、新员工的培训和老厂的技术改造[1-3]。

相比于实际的生产过程的高成本，化工过程模拟有其更大的优势，主要包括以下几点[4-6]：（1）经济性。

运用计算机模拟实际化工过程，可以大量地节约生产成本，并且过程的再现性好，比实际过程更加的快速、经济。

（2）加大了放大倍数，降低了实验数据向实际化工生产过程的转化时间，缩短了新产品、新工艺的开发难度。

（3）稳定性与变工况。

利用数学模型的准确性，为模拟提供可靠性；而且可根据不同的参数变化确定合适的操作参数。

（4）为控制提供良好的基础，随着技术的进一步发展，利用软件研究过程的动态方程已经成为可能。

Aspen Plus是美国能源局在20世纪70年代后期在麻省理工学院组织的会战，开发的流程模拟软件，经过三十多年的发展，该软件日臻成熟，经过十几个版本的发展，现在Aspen Plus的最高版本为10。

208科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N科 技 教 育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。

计算机仿真技术模软件的应用有效地扩展了创新性实验的选题范围,节约了实验成本,成为高校实验教学改革和科研创新发展的最佳选择。

现在较为成功的模拟系统软件有Aspen Plus、PRO／II、HYSYS 等,其中Aspen Plus在我国设计院所和企业部门应用较为广泛。

万方数据汪斌等Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ在化工设计教学中应用２０１０．Ｖ０１．２４，Ｎｏ．９１．１具有完备的物性数据库物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。

ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ具有丰富的物性数据和完备的物性模型。

ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ数据库包括将近６０００种纯组分的物性数据，约９００种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数，约３３１４种固体的固体模型参数，６１种化合物的Ｈｅｎｒｙ常数参数，二元交互作用参数约４００００多个。

ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ是唯一获准与ＤＥＣＨＥＭＡ数据库接口的软件。

该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计２５万多套数据。

１．２完整的单元操作模块ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ包含完整的化工单元模块，易于组建化工流程。

单元模块包括①换热器，包括加热（冷却）器、两股物流换热器和多股物流换热器；②闪蒸器，包括双出口闪蒸和三出口闪蒸；③多级平衡计算，包括用于精馏、萃取、间歇蒸馏和石油精炼过程的平衡计算及填料塔、板式塔的塔内流体力学计算；④反应器，包括理想反应器、平衡反应、收率反应器、化学计量反应器和最小自由能反应器；可用来对反应器的物料和能量衡算，并进行反应器的设计；⑤其他，包括混和器、分流器、多出口组分分离器、泵和压缩机。

１．３分析工具ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ提供了一些重要的模拟分析工具。

如：流程优化、灵敏度分析、设计规定及工况研究等。

日垒璺巳皇翌旦坚璺查丝王透过史座旦２．１设计型计算设计任务：在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含苯４１％的苯、甲苯混和液。

要求塔顶馏出液中含甲苯量不大于４％，塔底釜液中含甲苯量不低于９６％（以上均为质量分率）。

已知参数：苯、甲苯混合液处理量４ｔ／ｈ；进料热状态自选；回流比自选；塔顶压强４ｋＰａ（表压），热源低压饱和水蒸气，单板压降不大于０．７ｋＰａ；其他计算中所用物性数据由Ａｓｐｅｎｐｌｕｓ内置或计算。

在模型库中选择Ｄ蚋ｒＵ模型进行设计型简捷计算，如图ｌ所示。

在这里苯和甲苯体系可近似看成理想系，选择Ｉ．ｄｅａｌ方法。

AspenPlus在化工过程模拟中的应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：AspenPlus在化工过程模拟中的应用第1章化工过程模拟概述—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100m3/hr 的低浓酒精（乙醇20%w，水80%w，400C,1 atm)与200m3/hr 的高浓酒精（乙醇90%w,水10%w，300C,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4000C,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。

Aspen 工程软件(Aspen Engineering Suite ,简称AES) 作为世界级标准工业流程模拟软件,已广泛应用于石油、化工、聚合物、精细化工、医药、工程建设和电力等行业。

全球化工50 强、石油25 强、制药20 强、精细化工15 强、工程与建设20 强企业中绝大部分为其用户。

在国内,中国石化和Aspen Tech开展流程模拟技术合作,由中国石化总部统一引进有关软件,并在主要的设计研究单位和生产企业推广应用,以提高石化生产过程设计、研究和管理水平。

20 世纪70 年代,艾文斯(Larry Evans) 博士在美国麻省理工学院期间主持美国能源部资助的“Advanced Systems for Process Engineering (简称Aspen) ”项目。

AES 是该项目成功完成后成立的Aspen Tech 公司为商品化该项目而取得的先进的流程模拟技术。

经过30 多年的不断完善与发展,Aspen Tech 如今所提供的关于工程方面的系列软件AES 涵盖物理性质和化学性质、概念设计、流程模拟及优化、设备设计与校核以及生产操作优化等方面。

1 基础设计方面的应用在聚酯工艺中,利用Aspen Plus 物性库提供的乙醛、水、乙二醇等物质的相互作用参数等热力学参数,进行了溶液的气液平衡,如泡露点、气相分压等方面的计算,进而进行分离塔的模拟计算、分离罐的气液平衡等的模拟计算。

此外,在确定液封槽、工艺塔顶、液环泵分离罐的尾气排放中的可燃物质组成,以进行合理的防爆区域划分方面也进行了有益的探索。

2 在工程化设计过程中的应用利用Aspen Plus 提供的单元设备的严格模型,可以对一些设备进行工艺设计和工程设计。

如PTA 和PIA 工艺中的氧化反应器塔顶换热系统多组分相变过程,换热器是整个工艺流程中极为关键的设备,不仅设备复杂庞大,而且副产蒸汽的品级与产量对工艺空气压缩系统的蒸汽透平设备有着至关重要的影响。

山　东　化　工 收稿日期：２０２０－０８－０４基金项目：贵州省教育厅教学内容与课程体系改革项目（２０１９１４８；２０１９１５０；ＧＺＳＪＧ１０９７７２０１５１０）；六盘水师范学院教改项目（ＬＰＳＳＹｊｇ２０１９０９；ＬＰＳＳＹｊｇ２０１９１０；ＬＰＳＳＹＪＺ２０１５０５）；卓越工程师培养计划（ＬＰＳＳＹｚｙｊｙｐｙｊｈ２０１７０２）；六盘水师范学院精品课程建设（ＬＰＳＳＹｊｐｋｃ２０１９０７）作者简介：王克良（１９８４—），黑龙江齐齐哈尔人，硕士，副教授，研究方向化工传质与分离。

ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ在《化工热力学》二元体系汽液相平衡数据回归分析中的应用王克良１，李　静１，李　琳１，缪应菊１，叶　昆２（１．六盘水师范学院化学与材料工程学院，贵州六盘水　５５３００４；２．中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北任丘　０６２５５０）摘要：以ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件回归乙醇－甲乙酮二元体系的汽液相平衡数据为例，比较了ＮＲＴＬ、ＷＩＬＳＯＮ及ＵＮＩＱＵＡＣ三种热力学方程模型的准确性。

相比传统的手动迭代优化计算，可以极大的降低计算量，提高准确度。

学生通过软件回归模型参数，可以帮助学生更加深入地掌握常见的这几种化工热力学方程。

根据回归的准确程度筛选最佳的物性方法，用于后续的流程模拟计算。

将ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件与《化工热力学》课程中＂汽液相平衡数据回归分析＂的核心知识点相结合的实践设计模式，既能让学生理解计算的基本原理，又能快速、准确的处理数据，是新工科中“理工”结合较好的实例。

关键词：ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；化工热力学；汽液相平衡；热力学方程中图分类号：Ｇ６４２；ＴＱ０１３．１－４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１８－０２００－０３ 《化工热力学》课程是在《物理化学》课程的基础上，进一步介绍热力学原理在过程热力学分析和流体相平衡计算中的应用，是化工专业学生掌握系统工程、化工分离工程的理论基础［１－３］。

化：
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计软件 ， 将更有助于提高教学效率 ， 加强学生的应 用 能力 ， 高学 生 的学 习兴趣 。 提
纯 物质 的气 液饱 和性 质 是重要 的热力 学性 质 之一 ， 如饱和蒸气压 、 饱和摩尔体积 、 汽化焓和熵 等 都广 泛地 应用 于化 工过 程 的设计 和 优化 中 。作 者 等 应 用 Ａｓｅ－ｌｓ软 件 辅 助 化 工 热 力 学 教 ｐｎＰｕ
应用能力培养 夯实 了基 础。 ［ 关键词］ ｐｎＰｕ ； Ａｓｅ －ｌｓ化工热力学 ； 纯物质饱和性质 ； 计算
Ｔｅ ｃ ｎ ｆＣｈｅ ｉａ ｇ ｎｅ ｒｎ ａ ｈｉ ｇ ｏ ｍ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｉ ｇ Ｔｈｅ ｍｏ ｎａ ｉｓＢａ ｅ ｎ ｒ ｄｙ ｍ ｃ ｓ ｄ ｏ
Ａ ｓ ａｔ Ａｓｔｅｂ ｓ ｕｊｃ，ｃｅ ｃｌｅｇｎ ｅｉｇ ｔｅｍｏ ｙａ ｃ ｓａｍａ ｏ ｒｅｆｒｐｏｅｓｏ ｂｔ ｃ： ｈ ａｉ ｓｂｅｔ ｈｍｉ ｎ ｉｅｒ ｈ ｒ ｄ ｎｍｉ ｉ ｉ ｃｕｓ ｏ ｒｃｓ ｆ ｒ ｃ ａ ｎ ｓ ｎ
ｃ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｈ ｍｉａ ｇｎ ｅｉ ．Ａｓ ｅ － ｌｓｓ ｆｗａ ｅｗｈｃ ｓｗｉｅｙｕ ｅ ｈ ｍｉａ ｎ ｉｅ ｒ ｇａ ｄｉｄ ｓｒ ａ ｅ ｎ ｐ ｎ Ｐ ｕ ｏ ｔ ｒ ｉｈｉ ｄ ｌ ｓ ｄｉ ｃ ｅ ｃ ｌ ｇｎ ｅｉ ｎ ｕ ｔｙｈ ｓ ｎ ｅ ｎ ｎ
化 工热 力学 的研究 对 象 是 接 近实 际 的过 程 ， 因此需 要适 用范 围广 、 准确性 好 、 复杂性 高 的模型 （ Ｓ 如 ＲＫ、 Ｒ 等 立 方形 状 态 方 程 ） 计 算 流体 的 Ｐ 来
性质 。由于方程 的复 杂 性 ， 必要 涉 及 大 量 的计 势
［ 作者简介］陈新志 （９ ２）男 ， １ ６一 ， 教授 ， 博士 ， 化学工程研究所副所长 ； 赵倩 （９ ７）女 ， 士生 ； １ ８一 ， 博 钱超 （ ９ ８） 男 ， １７ 一 ， 副教授 ，

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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