Aspen Plus 化工流程模拟应用
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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。
目录
第一章 绪论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.1化工模拟„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„1
1.2 流程模拟 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.2.1流程的建立„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.2.2变量的设置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.2.3程序的运行„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
1.3 单元模拟„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.4 单元模拟与流程模拟的关系„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
第二章Aspen plus流程模拟软件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.1 Aspen plus流程模拟软件介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.2 Aspen plus的启动„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.3 Aspen plus用户界面„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
2.4 数据浏览器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
第三章Aspen plus的操作实例„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„4
3.1实例1——空气压缩机的模拟„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1.1 实例1给定条 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1.2 实例1的操作步骤及说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.2实例2——简捷法精馏塔的模拟„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
3.2.1 实例2给定条件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
3.2.2 实例2的操作步骤及说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
3.3实例3——RadFrac的模拟„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
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--精品 简介
什么是Process Flowsheet
Process Flowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节.
对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容易就成千上万了。这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，Aspen PlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。
流程模拟的优点
在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。
流程模拟缺点
人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解决方式，对假设的评估和重新评估更深入。流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。这是一把双刃剑，一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。
历史
AspenPlusTM在密西根大学
界面基础
启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以Open an Existing Simulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。这里选择blank simulation。 精品--
ｌ堪 目目●－ ＿＿ ｌｌ— 系统的仿真模拟，能够极大的节约该研究过程中原料的浪费， 节省人力资源，提升生产效率。同时还能对ＶＤＦ生产工艺的更 新换代，也有着重要作用，因该模拟研究过程发现，可以通过去 除若干塔设备的方式，通过侧线采出的手段，实现对工艺技术 的升级，同时对于设备制造资金投入，也是巨大的节约。对经 过改良的精制塔再次进行模拟，可以发现实现ＶＤＦ产量最高的 进料方案是，在ｌ９层塔板区域投放原料，而在侧线出料的区域 方面，其经过模拟计算，其准确位置是第５塔板，同时还发现 ＣＯ脱除率等，还与回流比存在一定的联系 。 １．３ ＨＦＰＯ与ＨＦＰ分离应用情况 ＨＦＰＯ是一种重要的有机氟化工原料，其是多种氟化工工 艺过程中的重要产物之一，因而其在氟化工中的重要性可想而 知，该物质主要由ＨＦＰ通过一些列反应获得，其中最重要的方 式采用氧化的方式，由于有机反应反应不完全，因而在反应生 成ＨＦＰＯ物质的同时，还有部分ＨＦＰ物质没有反应完全而遗留 下来，最终形成两者的混合物。而为了获得纯度较高的ＨＦＰＯ， 就必须该混合物进行化学分离，在有机混合物的分离上，一般 采用蒸馏或萃取的手段，然而由于ＨＦＰＯ的沸点是－２７．４℃，而 ＨＦＰ物质，其沸点是－２９．４℃，两者沸点相差不大，采用蒸馏的方 法很难获得高纯度的馏分，因而在分离中，主要采取萃取的方 式，实现对该混合物的有效分离，为了提升萃取效率，获得最佳 萃取方案，可采取Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ系统，对其萃取过程进行模拟，萃 取剂的最佳选择，是ＣＨ Ｃ１ ，而该过程高效进行的重要前提是， 获得该混合物的气液平衡信息资料。在模拟中，经过多次的变 量改变，从中选择最佳的萃取方案，这些变量包括溶剂比，以及 不同进料区域等，通过多次的萃取模拟，其结果显示，为了实现 混合物的高效分离，提升ＨＦＰＯ的分离纯度，将其回流比设置在 ３．５０，在第４塔板区域，将溶剂投放进去，ＨＦＰＯ物质的分离纯 度，能够高达９８，８８，该纯度的ＨＦＰＯ可以用于各种氟化工生产 中，因而该分离工艺非常具有实效。通过使用该系统对真实的 萃取分离过程进行模拟，能极大的节约萃取实验中ＨＦＰＯ等重 要原料的不必要损失，同时还能节省人力资本，在较短的时间 内找到，其最佳的萃取方案，这有利于萃取工艺的优化提升，对 于今后的氟化工中，有机混合物的分离操作，有着重要的参考 作用 。 ２结语 由以上可以看出，Ａｓｐｅｎ－Ｐｌｕｓ系统可以用于多个氟化工的 生产过程模拟中，在节省大量人力、物力及财力资本的同时，还 能有效的提升化工生产效率，对于化工新工艺的创新也有着重 要推动作用，因而加大对该模拟系统的进一步研究，有着积极 意义。 参考文献： 【１】李盛姬，田端正，吴江平，张建君．Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ模拟在氟化工 中的应用研究『ＪＩ．有机氟工业，２０１ｌ，（０２）：３６—４０． 【２］李萌萌，姜召，李璐，方涛．Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ在超临界流体技术中 的应用研究进展【Ｊ１．化工进展，２０１４，（Ｓ１）：１９—２６． ｆ３】王帅，钟宏，金一粟，满瑞林，李海普．Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ在化工专 业教学中的应用ｆＪ１．化工时刊，２０１０，（０２）：６７—７０． 作者简介：谢青（１９８２・）女，工程师，２００５年７月毕业于四川理工 学院化学工程与工艺专业，在重庆化工 十研究院工作。 （上接第１１４页） ２．２硅胶柱层析结果 采用ＨＰＬＣ面积归一化法计算去氯灰黄霉素的纯度为 ９０．５％，保留时间为１０．６４０，谱图见图３。在相同条件下测定灰 黄霉素产品中去氯灰黄霉素的保留时间为１０．４２９，谱图见图４。
