1、2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus1 Aspen Technology,Inc.Based on Aspen Plus 10May 19981997 AspenTech.All rights reserved.PotentialReach YourTrueIntroduction to Aspen Plus2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus2联系信息 电话:02-761-5800 传真:02-761-5803 电子邮箱: 通讯地址:Room 702 Sinsong Building25-4 Yoido-dong
2、,Youngdeungpo-ku,Seoul2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus3课程安排-第一天1.介绍-一般模拟概念2.用户界面-图形化的流程定义3.基本输入-图形化的用户界面入门4.单元操作模型-可用的单元操作概述5.RadFrac-多级分离模型6.反应器模型-可用的反应器类型概述7.环己烷生产课程练习2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus4课程安排-第二天8.物理性质-热力学模型,基础性质分析和报告的概述 9.存取变量-引用流程变量10.灵敏度分析-工艺变量之间关系研究11.设计规定-满足工艺目标12.For
3、tran 块-内嵌 Fortran的使用13.Windows 的交互操作性能-传递数据给其它的Windows程序及从其它Windows程序 中传递数据2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus5课程安排-第三天14.Heater and HeatX-加热器和热交换器15.压力改变模块-泵,压缩机,管线和阀 16.流程收敛-收敛模块,撕裂流和流程顺序 17.整个装置模型课程练习-模拟一个甲醇装置2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus6其它的课题18.维护 Aspen Plus 模拟-管理Aspen Plus 文件便于存储和检
4、索数据 19.定制你的工艺流程外观-建立工艺流程图19.物性参数估计-性质估计概述 20.电解质-电解质的使用介绍 21.固体处理-固体功能概述22.优化-优化一个流程2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus7其它课题(续)23.RadFrac 收敛-困难塔的收敛技巧 24.外部 Fortran-使用外部子程序定制工艺流程25.多变量控制器课程练习2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus8附件A.焓参考和反应热B.课程练习指导C.课程练习结果2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus9 介
5、绍介绍目的目的:介绍一般的流程模拟概念和Aspen Plus 功能 2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus10介绍 什么是流程模拟?使用计算机程序定量模拟一个化学过程的特性方程 使用基本物性关系 质量和能量平衡 Equilibrium 关系 速率系数(反应和质量/热量传递)预测 物流流率,组成和性质 操作条件 设备尺寸2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus11模拟的优越性 减少装置设计时间 允许设计者快速地测试各种装置的配置方案 帮助改进当前工艺 回答“如果那会怎样”问题 在给定的限制内优化工艺条件 辅助确定一个工艺的
6、约束部位(消除瓶颈)2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus12一般模拟问题物流PRODUCT 的 组成是什么?To solve this problem,we need:Material balances Energy balances REACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus13流程模拟的途径 序贯模拟 Aspen Plus 是一个序贯模块模拟程序。每个单元模块按一定的顺序求解。联立方程 Aspen Custom Model
7、er(以前是 SPEEDUP)是一个联立方程模拟程序。所有的方程均同时求解。组合方法 Aspen Dynamics(以前是 DynaPLUS)使用 Aspen Plus 序贯模块方法去初始化稳态模拟并使用 Aspen Custom Modeler(以前是 SPEEDUP)联立方程法求解动态模拟。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus14好的流程模拟实践 经验 建立大流程时，一次建几个模块。如果出现错误，这有助于找出问题 确保流程输入是合理的。检查结果是一致的、实际的。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus15Aspen
8、 Plus 的重要功能 严格的电解质模拟 固体处理 石油处理 数据回归 数据拟合 优化 用户子程序2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus16用户界面目的目的:用户舒适，并熟悉Aspen Plus 图形用户界面。Aspen Plus 参考参考:用户指南,第 1章,用户界面 用户指南,第 2章,建立一个模拟模型 用户指南,第 4章,定义工艺流程2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus17用户界面参考:Aspen Plus 用户指南,第1章,用户界面Run IDTool BarTitle BarMenu BarSelect M
9、odebuttonModel LibraryModel MenuTabsProcessFlowsheetWindowNext ButtonStatus Area2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus18用户界面（续）使用鼠标 左按钮单击 选择对象/域 单击右按钮 为选择的对象/域或入口/出口弹出菜单 双击左按钮 打开数据浏览器对象的页面 参考:Aspen Plus 用户指南,第 1章,用户界面2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus19图形化流程操作 在流程中放置一个单元模块:1.在模型库中单击一个模型类别标签2.选择一
10、个单元操作模型,单击下箭头选择一个模型图标3.在模块上单击并拖拉它到你期望放置的流程位置上,然后释放鼠标2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus20图形化流程操作(续)在流程中放置一个物流:1.在模型库中的 STREAMS 图标上单击2.如果你想选择一个不同的物流类型(物料,热或功),单击靠近图标的下箭头,然后选择不同的类型 3.选择一个高亮显示的出口做连接4.重复第 3 步连接物流的另一端5.若把一个物流的末端作为工艺物流的进料,或者作为产品来放置,则单击工艺流程窗口的空白部分6.单击鼠标右按钮停止建立物流2022年8月4日星期四Introduction
11、to Aspen Plus21图形化流程操作(续)若要在数据浏览器中显示一个物流或单元模块显示的输入表:1.在该对象上双击鼠标左键 若对单元模块和物流改名,删除,改变图标,提供输入数据或浏览结果:1.通过在模块或物流上单击鼠标左键,选择对象2.当鼠标指针在所选择的对象图标之上时,单击鼠标右键,弹出该对象的菜单3.选择相应的菜单项目参考:Aspen Plus 用户指南,第 4章,定义流程2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus22异丙基苯流程定义RStoicModelHeaterModelFlash2ModelFilename:CUMENE.BKPREACTO
12、RFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus23 苯流程定义课程练习目的目的:建立一个图形化的流程建立一个图形化的流程 选择相应的单元模块图标 更改模块和物流的名称完成后用备份格式保存完成后用备份格式保存(Run-ID.BKP).文件名文件名:BENZENE.BKPFL1HeaterModelFlash2ModelFlash2ModelCOOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ22022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus24 基
13、本输入基本输入目的目的:介绍Aspen Plus 模拟运行所要求的基本输入 Aspen Plus 参考:用户指南,第3章，使用帮助用户指南,第5章，计算的全局信息用户指南,第6章，定义组分用户指南,第7章，物性方法用户指南,第9章，定义物流用户指南,第10章，单元模型用户指南,第11章，运行你的模拟2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus25用户界面 下拉式菜单 用于定义程序选项和命令 工具栏 允许直接访问一些常用功能 能够被移动、隐藏或展现 数据浏览器 用于操纵表页 能够被移动、重设大小、最大化、最小化或关闭 表页 用于输入数据和浏览模拟结果 可以由多个页
14、面构成2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus26用户界面（续）对象管理器 允许操纵离散对象的信息 能够建立、编辑、改名、删除、隐含和展现对象（在10.1版中允许拷贝和粘贴)Next 用于检查当前表格是否是完成，并且跳到下一个必需的输入表页2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus27数据浏览器菜单树前一个表下一个表状态域父按钮Units向后向前注释Next说明域状态2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus28帮助 帮助专题 内容-适用于浏览整个文档。用户指南和参考手册均包含在帮助中。在用
15、户指南中的所有信息在Using Aspen Plus 手册下均可以找到。索引-使用索引项来寻找关于某个专题的帮助 寻找-用于查找关于含有任何字或词的专题的帮助“这是什么?”帮助 从帮助菜单中选择“Whats This?”然后在任何区域上单击得到这一项目的帮助2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus29表页的功能 当你选择了表页上的一个域(在域中单击鼠标左键),窗口底部的提示区域给你有关该域的信息 在域中的下箭头上单击，产生该域可能输入值的列表 输入一个字母将在列表上产生以该字母开始的下一个选择 Tab 键将带你到表页的下一个域2022年8月4日星期四Intr
16、oduction to Aspen Plus30基本输入 对于运行模拟最小要求的输入是(除图形流程外)：Setup（设置）Components（组分）Properties（性质）Streams（物流）Blocks（模块）这些输入在Data Browser 中均可以找到 用数据菜单或工具栏上的数据浏览器按钮能够快速找到这些输入的文件夹2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus31状态指示器符符号号状状态态表输入未完成表输入完成表中没有输入。是可选项。对于该表有计算结果。对于该表有计算结果，但有计算错误。对于该表有计算结果，但有计算警告。对于该表有计算结果，但自从
17、生成结果后输入已经改变。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus32设置大多数常用的设置信息是在Setup Specifications Global 表中输入:在报告上使用的流程标题 运行类型 输入和输出单位 有效的相态(例如:汽-液或汽-液-液)环境压力物流报告选项包含在 Setup Report Options Stream 表页上.2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus33设置规定表格2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus34设置运行类型2022年8月4日星期四Introdu
18、ction to Aspen Plus35设置单位 在Aspen Plus的单位可以按 3 个不同的级别定义:1.全局级(在Setup Specifications Global 页面上的“输入数据”和“输出数据”域)2.对象级(在一个对象,诸如单元模块和物流的任意输入表页顶部的“Units”域3.域级 使用Setup Units Sets对象管理器,用户可以建立自己的单位集。单位可以从一个现存单位集拷贝,然后修改。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus36组分 使用 Components Specifications 表页来定义模拟所需的所有组分 如果可
19、用的话,每个组分的物性参数是从数据库中检索的 纯组分数据库包含诸如分子量、临界性质等参数。数据库查找的顺序是在数据库页面中定义。可以使用 Find按钮，根据组分名、分子式、组分类别、分子量、沸点、或CAS号查找组分。可以使用Electrolyte Wizard 设置一个电解质模拟。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus37组分定义表格2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus38输入组分 组分 ID 是用于定义模拟输入和结果中的组分 每个组分 标识通过下列途径与数据库与一个数据库相关联：分子式:组分的化学式 例如：C6H6
20、(注意当有异构体时要加后缀，例如 C2H6O-2)组分名:组分的全名 例如：BENZENE 通过使用Find按钮，可以找出数据库组分 使用组分名、分子式、组分类别、分子量、沸点或CAS 数 所有包含指定项目的组分都将被列出2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus39Find2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus40组分数据库第一个所选数据库缺少的参数可以查找以后所选的数据库。数数据据库库内内容容用用于于PURE10来自 Design Institute for Physical PropertyData(DIPPR)和
21、AspenTech 的数据ASPEN PLUS 主要组分数据库AQUEOUS水溶液中离子和分子的纯组分参数模拟含有电解质的系统SOLIDS强电解质、盐和其它固体的纯组分参数模拟电解质和固体的系统INORGANIC在气态、液态或固态下无机组分的热化学性质用于固体、电解质和冶金应用PURE93来自 Design Institute for Physical PropertyData(DIPPR)并由 AspenTech 随 ASPENPLUS 9.3 交货的数据库向上兼容PURE856来自 Design Institute for Physical PropertyData(DIPPR)并由 As
22、penTech 随 ASPENPLUS 8.5-6 交货的数据库向上兼容ASPENPCD随 ASPEN PLUS 8.5-6 交货的数据库向上兼容2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus41性质 使用 Properties Specifications 表页定义在模拟中所使用的物性方法。性质方法是一个模型和方法的集合，用于描述纯组分和混合物的行为。选择正确的物性对于获得合理模拟结果是至关重要的。选择一个Process Type 将 缩小可用方法的个数。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus42性质规定表2022年8月4日
23、星期四Introduction to Aspen Plus43物流 使用Stream Input 表页定义进料物流条件和组分。定义物流条件输入下列几项:温度 压力 汽化率 定义物流组分输入下列两项之一:总物流流量和组分分率 单个组分的流率 对于不是流程进料的物流。其规定被用作估值。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus44物流输入表2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus45模块 Block Input 表页或Block Setup表页都指定了单元操作模型的操作条件和设备规定.一些单元操作模型要求附加规定表页 所有单元操
24、作模型都有可选的信息表页(例如,BlockOptions表页)2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus46模块表模块表2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus47启动运行 从 View 菜单中选择Control Panel 或按 Next 按钮.当所要求的表页全部填完时执行模拟过程.按钮Next 将使你进入没有填完的表页中.2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus48控制面板 控制面板含有:一个信息窗口,通过显示来自计算的最新信息而显示模拟的进展过程 一个状态区域,显示所执行的模拟模块和
25、收敛回路的层次和顺序 一个工具栏,能够用来控制模拟Run开 始 或 继 续 计 算Step单 步 计 算 流 程 中 的 模 块Stop暂 停 模 拟 计 算Reinitialize清 除 模 拟 结 果Results查 看 模 拟 结 果2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus49结果查看 历史文件或控制面板信息 包括任何生成的错误信息和警告 在View 菜单下选择 History 或 Control Panel,显示历史文件和控制面板 物流结果 包括物流条件和组成 对于所有物流(/Data/Results Summary/Streams)对于单个物流(在
26、Data Browser中打开物流文件夹选择Results 表)模块结果 包括计算出的模块操作条件(在Data Browser中打开模块文件夹并选择Results 表)2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus50异丙基苯生产条件Q=0 Btu/hrPdrop=0 psiC6H6+C3H6=C9H12 苯苯 丙烯丙烯 异丙基苯异丙基苯 丙烯转化率为丙烯转化率为90%T=130 FPdrop=0.1 psiP=1 atmQ=0 Btu/hr苯苯:40 lbmol/hr丙烯丙烯:40 lbmol/hrT=220 FP=36 psi使用使用 RK-SOAVE 物性方
27、法物性方法文件名文件名:CUMENE.BKPREACTORFEEDRECYCLEREAC-OUTCOOLCOOL-OUTSEPPRODUCT2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus51练习：苯流程操作条件目的目的:添加流程的工艺条件和进料物流条件添加流程的工艺条件和进料物流条件.由苯流程练习中创建的流程开始(另存为 BENZENE.BKP),按下页所示添加工艺条件和进料物流条件.问题:1.模块“COOL”的热负荷是多少?_2.第二闪蒸模块“FL2”的温度是多少?_注意:该练习的所有答案都在附录C中课程笔记的后面2022年8月4日星期四Introduction
28、 to Aspen Plus52练习：苯流程操作条件FeedT=1000 FP=550 psi氢气氢气:405 lbmol/hr甲烷甲烷:95 lbmol/hr苯苯 :95 lbmol/hr甲苯甲苯:5 lbmol/hrT=200 FPdrop=0T=100 FP=500 psiP=1 atmQ=0使用使用 PENG-ROB 物性方法物性方法完成时另存为完成时另存为:文件名文件名:BENZENE.BKPFL1COOLFEEDCOOLVAP1LIQ1FL2VAP2LIQ22022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus53单元操作模型目的目的:熟悉单元操作模型的主要类
29、型Aspen Plus 参考资料:用户指导,第十章,单元操作模型 参考手册,第一卷,单元操作模型2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus54单元操作模型类型 混合器/分流器 分离器 换热器 塔 反应器 压力变换器 操作器 固体 用户模型参考:在线帮助和文档中，对具体模型的使用予以很好的介绍。Aspen Plus 参考手册,第1卷,单元操作模型2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus55混合器/分流器模模型型说说明明目目的的用用途途Mixer物流混合器把多股物流混合成一股物流混合三通，物流混合操作，添加热流股，添加功流股FS
30、plit物流分流器把物流分成多个流股物流分流器，排气阀SSplit子物流分流器 把子物流分成多个流股 固体物流分流器，排气阀2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus56分离器模型说明说明目的目的用法用法Flash2两股出料闪蒸确定热和相态条件闪蒸器,蒸发器,分离罐,单级分离罐Flash3三股出料闪蒸确定热和相态条件倾析器,带有两个液相的单级分离罐Decanter液-液倾析器确定热和相态条件倾析器,带有两个液相无汽相的单级分离罐Sep组分分离器把入口物流组分分离到出口物流组分分离操作，例如，当分离的详细资料不知道或不重要时的蒸馏和吸收Sep2两股出料组分分离器
31、把入口物流组分分离到两个出口物流组分分离操作，例如，当分离的详细资料不知道或不重要时的蒸馏和吸收2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus57换热器模型说说明明目目的的用用法法Heater加热器或冷却器确定热和相态条件换热器,冷却器,阀门.当与功有关的结果不需要时的泵和压缩机.HeatX两物流换热器两股物流的换热器两股物流换热器.当知道管壳换热器尺寸时可以进行核算.MHeatX多物流换热器任何数量物流的换热器多股热流和冷流换热器.两股物流换热器.LNG 换热器.Hetran*BJAC Hetran 程序界面管壳式换热器的设计和模拟具有多种结构的管壳式换热器.A
32、erotran*BJAC Aerotran 程序界面空冷器的设计和模拟具有多种结构的空冷器.用于模拟节煤器和加热炉的对流段.*Requires separate license2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus58简捷塔 模模型型说说明明目目的的用用途途DSTWU简捷法蒸馏设计确定最小回流比,最小理论板数,和用 Winn-Underwood-Gilliland 方法得到的实际回流比或实际塔板数.带有一个进料物流和两个产品物流的塔Distl简捷法蒸馏核算用 Edmister 方法在回流比、理论板数和 D:F比的基础上确定分离.带有一个进料物流和两个产品物
33、流的塔SCFrac石油馏分的简捷法蒸馏用分离指数确定产品的组成和流量,每段的塔板数,负荷复杂塔,例如原油加工装置和减压塔2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus59严格塔模模型型说说明明目目的的用用法法RadFrac严格分馏单个塔的严格核算和设计蒸馏,吸收,汽提,萃取和恒沸蒸馏,反应蒸馏MultiFrac复杂塔严格分馏多级塔和复杂塔的严格核算和设计热集成塔,空气分离器,吸收塔/汽提塔 结合,乙烯主分馏塔/急冷塔组合,石油炼制PetroFrac石油炼制分馏石油炼制应用的严格核算和设计预闪蒸塔,常压原油单元,减压单元,催化裂解塔 或焦碳分馏塔,减压润滑油分馏塔,
34、乙烯分馏塔和急冷塔BatchFrac*+严格间歇蒸馏单个间歇塔的严格核算一般恒沸蒸馏,3-相,和反应间歇蒸馏RateFrac*基于速率的蒸馏单个和多级塔的严格核算和设计.建立在非平衡计算基础上蒸馏塔,吸收塔,汽提塔,反应系统,热集成单元,石油应用Extract液-液萃取液-液萃取塔的严格核算液-液萃取*要求单独许可+输入语言只在 10.0 版中2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus60模模型型说说明明目目的的用用法法RStoic化学计量反应器规定反应程度和转化率的化学计量反应器动力学数据不知道或不重要的反应器，但知道化学计量数据和反应程度RYield收率反
35、应器规定收率的反应器化学计量系数和动力学数据不知道或不重要的反应器 但知道收率分配REquil平衡反应器化学计量计算化学平衡和相平衡单相和两相化学平衡，同时存在相平衡RGibbs平衡反应器用吉布斯最小自由能计算化学平衡和相平衡化学和/或 同时发生的相平衡和化学平衡.包括固体相平衡.RCSTR连续搅拌釜式反应器连续搅拌釜式反应器在液相或汽相下具有动力学反应的 1相,2相,或 3相搅拌釜反应器RPlug活塞流反应器活塞流反应器有任何相态下具有动力学反应的 1相,2相,或 3相 活塞流反应器。带有外部冷却剂的活塞流反应器.RBatch间歇反应器间歇或半间歇反应器反应动力学已知的间歇或半间歇反应器反应
36、器2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus61压力变化器模模型型说说明明目目的的用用法法Pump泵或水力透平当知道压力、功率需求或性能曲线时，可改变物流压力泵和水力学透平Compr压缩机或透平当知道压力、功率需求或性能曲线时，可改变物流压力多变压缩机,多变正位移压缩机，等熵曲线压缩机透平MCompr多级压缩机或透平通过带有内冷器的多级压缩改变物流压力.允许从内冷器中采出液体物流多级多变压缩机，多级正位移压缩机,等熵曲线压缩机，等熵曲线透平.Valve控制阀确定压降或阀系数(CV)多相,绝热球型流量阀或蝶阀Pipe单段管确定单段管或环型空间的压降或传热多相,一
37、维,稳态和全充满管线流动Pipeline多段管确定多段管或环型空间的压降或传热多相,一维,稳态和全充满管线流动2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus62操作器模模型型说说明明目目的的用用法法Mult物流乘法器用用户提供的系数乘以物流流量把物流按比例放大或按比例缩小Dupl物流复制器把物流复制成任何数量的出口物流在同一流程中复制物流来观察不同方案ClChng物流类变化器改变物流类将使用不同物流类的段或模块连接2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus63固体模模型型说说明明用用法法Crystallizer连续结晶器混合悬浮液
38、,混合产品脱除(MSMPR)结晶器，用于单固体产品Crusher粉碎机旋转式/钳夹式粉碎机,笼式磨房式压碎机和单辊或多辊粉碎机Screen筛用筛分离固体和固体FabFl纤维过滤器用纤维过滤器分离气体和固体Cyclone旋风分离器用旋风分离器分离气体和固体VScrub文丘里管洗刷器用文丘里管洗刷器分离气体和固体ESP干燥静电沉淀器用干燥静电沉淀器分离气体和固体HyCyc旋流除砂器用旋流除砂器分离液体和固体CFuge离心分离过滤器用离心分离过滤器分离液体和固体Filter旋转减压过滤器用连续旋转减压过滤器分离液体和固体SWash单级固体洗涤器单级固体洗涤器CCD逆流倾析器多级洗涤器或一个逆流倾析器
39、2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus64RadFrac 目的目的:论述 RadFrac 分馏模型最少输入条件,并讨论设计规定与板效率的用法Aspen Plus 参考资料参考资料:参考手册,第1卷,单元操作模型,第4章2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus65RadFrac:严格多级分离 可对下述过程做两相或三相模拟:普通蒸馏 吸收,再沸吸收 汽提,再沸汽提 恒沸蒸馏 反应蒸馏 结构选项:任何数量的进料 任何数量的侧线采出 总液体采出和循环回流 任何数量的换热器 任何数量的倾析器2022年8月4日星期四Introduc
40、tion to Aspen Plus66RadFrac 流程连接气体蒸馏物气体蒸馏物(DV)1 顶级或冷凝器热负荷顶级或冷凝器热负荷热热(可选可选)(Q1)液体蒸馏物液体蒸馏物(DL)水水(DW)(可选可选)D=DL+DV DV:D=DV/D物料物料回流回流RR=L1/D RW=LW/DW（任何数量（任何数量)L1+LW产品产品(任何数量任何数量)热热循环回流循环回流倾析器倾析器热热产品产品热热返回返回(任何数量任何数量)上升蒸汽上升蒸汽(VN)N级级底级或再沸器热负荷底级或再沸器热负荷热热(可选可选)(QN)塔底塔底(B)BR=VN/B2022年8月4日星期四Introduction to
41、Aspen Plus67 规定:理论板数 冷却器和再沸器结构 两塔操作规定 有效相态 收敛RadFrac结构设置2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus68RadFrac 物流设置 规定:进料板位置 进料物流规则(见帮助)ABOVE-STAGE:从进料物流来的气体进入进料板上一层塔板液体进入进料板位置ON-STAGE:来自进料的气体和液体都进入进料板位置2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus69RadFrac 压力设置 规定下列项之一:塔压力分布 塔顶/塔底压力 塔段压降2022年8月4日星期四Introduction
42、to Aspen Plus70釜式再沸器釜式再沸器 T=65 CP=1 bar水水:100 lbmol/hr甲醇甲醇:100 lbmol/hr9 个理论级个理论级回流比回流比=1蒸馏物对进料的比蒸馏物对进料的比=0.5塔压力塔压力=1 bar进料级进料级=6RadFrac 规定规定文件名文件名:RAD-EX.BKP甲醇-水严格精馏塔用用 NRTL-RK 物性方法物性方法COLUMNFEEDOVHDBTMS全凝器全凝器 2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus71RadFrac 选项 若设置一个不带冷凝器或再沸器的吸收塔,则在 RadFrac Setup Co
43、nfiguration 页面上设置冷凝器和再沸器为none 在 RadFrac Efficiencies 表页上能够规定按一个理论级基准或组分基准的汽化效率或Murphree 效率.能够进行板式塔或填料塔的设计和核算.如果用户选择汽-液-液作为有效相，也可以模拟第二液相.能够生成再沸器和冷凝器的热曲线.2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus72绘图向导 Plot Plot Wizard 用 绘图向导(在 Plot 菜单上)能立即生成模拟结果的曲线图，你能用绘图向导显示如下操作的结果:物性分析 数据回归分析 所有分离模型RadFrac、MultiFrac、P
44、etroFrac和 RateFrac的数据分布 点击数据窗口中的对象生成该对象的曲线图.向导引导你执行生成图表的基本操作.在 Next 按钮上点击继续.点击 Finish 按钮按缺省设置生成图.2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus73绘图向导示范 用绘图向导创建整个塔的气相组成曲线.Block COLUMN:Vapor Composition ProfilesStage123456789Y (mole frac)0.250.50.751WATERMETHANOL2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus74RadFrac
45、 的DesignSpecs 和 Vary 用DesignSpecs 和 Vary 表页可以在RadFrac 模型内部规定并执行设计规定。可以调整一个或多个RadFrac 输入，来满足对一个或多个 RadFrac 性能参数的规定要求。一般情况下，“规定”的个数应与“变化”的个数相等.RadFrac 中的“设计规定”和“改变”是在“中间回路”中求解的，如果你得到一个中间回路没收敛的错误信息，检查你输入的“设计规定”和“改变”2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus75RadFrac 的收敛问题如果 RadFrac 没收敛,做以下工作会有帮助:1.检查正确地规定了
46、有关物性方面的问题(物性方法的选择、参数可用性.)。2.确保塔操作条件是可行的。3.如果塔的 err/tol 是一直减少的,在RadFrac Convergence Basic 页上增加最大迭代次数。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus76RadFrac 的收敛问题(续)4.在RadFrac Estimates Temperature 页上提供塔中一些塔板的温度估值(对吸收塔来说是有用的).5.在RadFrac Estimates Liquid Composition and Vapor Composition 页上提供塔中一些塔板的组成估值(对于高度非
47、理想系统是有用的).6.在RadFrac Setup Configuration 页上尝试不同的收敛方法 当一个塔不收敛时,做了改变后重新初始化通常是有好处的。2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus77练习：严格多级精馏部分 A:用如下数据完成甲醇塔核算:塔进料:63.2 wt%水 36.8 wt%甲醇总流量 120,000 lb/hr压力 20 psia,饱和液体塔规定:38 块塔板(40 块理论级)进料板=23(第24理论级)全凝器顶部压力 =16.1 psia(绝对压力）每理论级压力降=0.1 psiDistillate flowrate 蒸馏流率=
48、1245 lbmol/hr摩尔回流比=1.3用 NRTL-RK 物性方法到此10、202022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus78练习：严格多级精馏(续)部分 B:建立塔内的设计规定达到如下两个目标:塔顶馏出物中甲醇含量99.95 wt%塔底水含量99.90 wt%要达到这些规定,你可以改变塔顶馏出物流率(800-1700 lbmol/hr)和回流比(0.8-2).在运行该题之前确保物流组成是按质量分率报告。记录冷凝器和再沸器的负荷:冷凝器负荷:_再沸器负荷:_2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus79练习：严格多级精馏
49、(续)部分 C:规定每块板效率为65%Murphree效率后 执行同一个设计计算。假设冷凝器和再沸器的板效率为90%。这些效率是如何影响塔的冷凝器和再沸器负荷的?部分 D:完成整个塔的设计计算，假定使用泡罩塔盘塔 (完成后,另存为文件名:RADFRAC.BKP)2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus80反应器模型目的目的:介绍各种类型的、可用的反应器模型,每类中至少详细考察一个反应器。Aspen Plus 参考资料参考资料:参考手册,第1卷,单元操作模型,第7章2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus81反应器概述Rea
50、tors(反应器反应器)以物料平衡为基础以物料平衡为基础Ryield(收率反应器收率反应器)Rstioc(化学计量反应器化学计量反应器)以反应平衡为基础以反应平衡为基础REquil(平衡反应器平衡反应器)RGibbs(吉布斯反应器吉布斯反应器)以动力学为基础以动力学为基础RCSTR(连续搅拌釜式反应器连续搅拌釜式反应器)RPlug(活塞流反应器活塞流反应器)RBatch(间歇反应器间歇反应器)2022年8月4日星期四Introduction to Aspen Plus82基于物料平衡反应器 RYield 只要求物料平衡,不要求原子平衡 用来模拟入口物流不知道，但出口物流已知的反应器(例如，模拟
