填料塔工艺计算软件
ASPEN PLUS 简介
ASPEN PLUSASPEN PLUSAspen Plus 介绍Aspen Plus ---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统一、概述“如果你不能对你的工艺进行建模，你就不能了解它。
如果你不了解它，你就不能改进它。
而且，如果你不能改进它，你在21世纪就不会具有竞争力。
”----Aspen World 1997Aspen 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ASP EN），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。
该软件经过2 0多年来不断地改进、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。
二、产品特点1）产品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。
人们普遍认为AspenPlus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。
许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。
Aspen Plus 数据库包括将近6000 种纯组分的物性数据1. 纯组分数据库，包括将近6000 种化合物的参数。
2. 电解质水溶液数据库，包括约900 种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。
3. 固体数据库，包括约3314 种固体的固体模型参数。
4. Henry 常数库，包括水溶液中61 种化合物的Henry 常数参数。
5. 二元交互作用参数库，包括Ridlich－Kwong Soave、Peng Robinson、Lee Kesler Plocker、BWR Lee Starl ing，以及Hayden O’Connell状态方程的二元交互作用参数约40,000 多个，涉及5,000 种双元混合物。
scrubber_design填料塔计算软件
Column TagNo.:HCL Scrubbe rJob No.:4506A Client:JOLProject:SR -Plant -4, 5InputData Stream:HCL Vap.Packingtype=Intallox SaddlesPackingsize=25mm PackingMOC=PPGas pr.Drop / mbed=15mmWC /mpackingheight=147.1(N/m2)/mTotalpackingheight= 3.2m (including all packed beds)Gas / Vapour Propertie sGas / Airflow rate=1000kg/h OR0m 3/ h=0.2778kg/s=0m 3/ sGaspressureat entry= 1.0000atmGastemperature at entry=30.00o C=303.00o K Gas / Airmolweight=29Component to bescrubbedSCRUBBER DESIGN (PACKED COLUMN)nt Name=HCL Vap Component flowrate=70Kg/h % comp.in air/gas=6% (v/v)Molecularweight ofcomp.=36.5Liquid /Scrubbing mediaPropertiesScrubbingmedia=20% NaOHLiquid flowrate, L=77kg/h =0.0214kg/sLiquid Density,L =1100kg/m3Conversion :LiquidViscosity,=0.0035000Ns/m2 3.5C p =Ns/m2 Packingfactor, F p=21m-1Charac.PackingFactor,C f=33 Ref. Table 6.3, Characte rstics of Random packingsConversion factor, J= 1.0factor foradequateliquiddistribution &irrigationacrossthe bed0.00350000onsTO CALCULATE COLUMN DIAMETER Sincelarger flowquantitiesare at thebottom foranabsorber,thediameterwill bechosen toaccommodate thebottomconditions.TocalculateGasdensityAvg.molecularweight=29.45Kg / KmolSelect vol.flow rateand massflow ratefromabove,Selectedmass flowrate=0.277778Kg/s Selectedvol. Flowrate=0.234499m3/s Selectedmolar flowrate=0.009432Kmol/sTherefore, gasdensity= 1.1846Kg/m3(mass flow rate / vol. Flow rate)To findL', G' and Tower c/s area Assuming essentially complete absorbtion ,Compone ntremoved=0.0207Kg/s(molarflowrate x %comp. xmol.Wt.)Liquidleaving=0.0420Kg/s (Inlet liquid flow rate + comp. Remov ed)0.5=Using0.00497asordinate,Referfig.6.34using agaspressuredrop of147.1(N/m2)/m G' 2 C fµL0.1 J=0.04(fromgraph)- G) g cTherefore,G'=0.5LJ= 1.6665Kg / m2.sTower c/sarea=0.1667m2( c/sarea =massflowrate / G')Towerdiameter=0.4607m=460.7mm=500mmCorresponding c/sarea=0.1963m2TO ESTIMATE POWER REQUIREMENTEfficiencyof fan /blower=60%TocalculatepressuredropPressuredrop forirrigated=470.72N/m2(pressu re drop per m packingx totalht. ofpacking)packingFor drypacking,O/L Gasflow rate,G'=2.s(Gasinletflowrate -Componentremoved) / c/sareaO/L Gaspressure=2(subtractingpressure dropacrosspacking)Gasdensity,G=gas o/lpr.kelvin101330= 1.1605Kg/m3C D=96.7Ref.Table6.3,Characterstics ofRandompackingsDelta P =Z=2Pressure drop for packing=613.61N/m 2(irrigate dpacking + dry packing )Pressure drop for internals=25mmWC (packin gsupport s and liquid distribut ors)=245.17N/m 2Gas velocity =7.5m/sInletexpansion & outlet = 1.5 x Velocity heads =1.5 x (V 2 / 2g)contractio n losses=42.19N m / Kg=49.97N/m 2(divide bydensity)Total pressure drop=908.75N/m 2(packin g +internal s +losses)Fan power output=pressure drop,N/m 2x (gas in -componen t removed)Kg/sO/L gas density,3=Power for fan motor=0.34kW(fan power output /motor efficien cy)=0.45hpLiq.-Vap.Flowfactor, F LV=(L / V) x (V / L )=0.0025Design foran initial pressure drop of 15mm H2O /m packingFrom K 4v/s F LV ,K 4=0.85K 4 at flooding= 6.50Trial %flooding=( (K 4 /K 4 at flooding)) x 100=36.1620Gas mass flow rate,V m= 13.1 F p (µL / L )0.1=3.7763kg/m 2.sTrial column c/s area =V / V m(Trial A s )=0.0736m 2Trial column dia., D=0.3060mD = (4/pi) x Trial A sRound off 'D' to nearest standard sizeTherefore,D=0.500mCOLUMN DIAMETER / HYDRAULIC CHECK(1/2)Column C/S area,A s=0.1963m2A s =(pi/4) xD2% flooding=% flooding = Trial % flooding x (Trial A s / A s)Conclusi on Generally packed towers are designed for 50% --85% flooding. If flooding is to be reduced, (i) Select larger packing size and repeat the above steps.OR(ii) Increase the column diameter and repeat the above steps.Norton's Correlati on :ln HETP= n -0.187 ln+ 0.213 lnµApplicablewhen,liquidphasesurfacetension >4 dyne/cm& < 36dyne/cmliquidviscosity> 0.08 cP& < 0.83cPConversion :Input Data0.018 N/m =dyne/cm Liquid-phaseSurface Tension,=20dyne/cm Liquid Viscosity= 3.5cP n= 1.13080Calculationln HETP=HETP =2.310437ft =0.704221mHETP PREDICTIONNorton's Correlation Applicable Norton's Correlation NOT applicable 18Forseparations, lessthan 15theoriticalstages, a20%designsafetyfactor canbeapplied.Considering 20%safetyfactor,HETP=Forseparations,requiring15 to 25theoriticalstages, a15%designsafetyfactor canbeapplied.Considering 15%safetyfactor,HETP=0.809854m。
Aspen plus软件介绍
ASPEN PLUS——工艺流程模拟软件blueski推荐 [2008-9-29]出处：来自网上作者：不详Aspen Plus介绍(物性数据库)•A spen Plus ---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统•A spen 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。
该软件经过20多年来不断地改进、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。
它以严格的机理模型和先进的技术赢得广大用户的信赖，它具有以下特性：1.ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究与开发经过工程到生产。
2.ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力最大。
3.ASPEN PLUS拥有精确模拟范围广泛的实际应用所需的工程能力，这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的工艺过程。
4.ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核心部分，该技术能在你公司的整个过程工程基本设施范围内捕获过程专业知识并充分利用。
5.在实际应用中，ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。
用Aspen模拟板式塔与填料塔的区别
用Aspen 模拟塔单元操作分为操作模拟和设计计算。
两种模拟计算方法有所不同。
1 填料塔操作模拟模拟已知的填料操作可以用radFrace 和rateFrace模块。
模拟操作是对已有的塔进行操作模拟，塔的结构参数是已知的，通过调节某些参数来与实际生产情况吻合。
填料塔操作模拟要有两个难点问题：一是平衡级数的选择，二是调节那些参数选择。
1.1 平衡级数rateFrace 和radFrace 模块要求输入板数，和板式塔模拟操作一样，操作模拟数据应该是实际塔的参数，这里要输入实际塔的板数。
对于板式塔没有问题，但对于填料塔的实际板数如何取？作操作模拟时，和rateFrace和radFrace模块板数（平衡级数）可以任意取，只是计算精度的问题。
然后，设置填料核算（Pack Rating）中的每段填料高度（Section pack height）与之对应。
如：某填料塔实际填料高度15m，进行操作模拟时，塔板数（Number of stages）输入为5，则在下面的Pack Rating 页的Packed height 栏选择Section packed height 并填入3。
这里的实际级数最好不要小于理论级数，在不确定理论级数时应尽量多取。
1.2 调节参数进行塔操作模拟时，通过调节塔板效率来与实际相吻合。
和板式塔一样，如果不输入塔板效率则系统按选择的计算方法计算塔板效率（这个效率计算方法有两种：Vaporization efficiencies和Murphree efficiencies）。
作操作模拟时按计算效率得到的结果和实际值会不一致，这时通过调节塔板效率来与实际相吻合。
2 填料塔设计填料精馏塔与填料吸收塔的设计计算有所区别，对于单进料的精馏塔，与板式塔设计计算一样，首先用简捷模块计算理论板数，然后radFrace 或rateFrace 模块进行详细计算。
无论用那种模块，设计计算都要用到设计规定，通过调整填料高度来满足设计要求。
常用的工艺计算软件
常用的工艺计算软件化工工艺设计涉及大量的计算，主要的有工艺流程的模拟，管道水力学计算，公用工程管网计算，换热器设计计算，容器尺寸计算，转动设备的计算和选型，安全阀泄放量和所需口径的计算，火炬泄放系统，控制阀Cv计算和选型，等等。
这些计算过程通常都有专用的商业软件或者是工程公司自行开发的软件或者计算表格。
大的设计公司通常也会指定公司用于以上设计过程的软件或经过确认的表格。
下面就我的经验来看看常用的一些软件。
1. 工艺流程模拟：ASPEN PlusPro IIHYSYS2. 管道水力学计算：通常是工程公司自备的EXCEL表格，没必要使用专用软件。
当然，也可以自己编制，一般来说使用CRANE手册提供的公式就足够了。
两相流的水力学计算相当复杂，自己编制费力不讨好，用公司内部经过验证的表格就可以了。
3. 公用工程管网计算我用过Pipe 2000，肯塔基大学教授的出品，包括Gas 2000, Water 2000, Steam 2000等一系列。
Pipenet也是不错的选择。
有人用SimSCI的InPlant。
没用过，有用过的朋友可以介绍一下。
4. 换热器设计计算HTRIHTFS这两个软件都可以。
常见的介质用HTRI更好，因为它的物性数据是经过实验得到的。
HTFS 使用了ASPEN或HYSYS的物性数据，很多都是计算得到的，所以精度可能稍差。
5. 压力容器尺寸计算（长度与内径）工程公司往往使用自制的EXCEL表格来计算容器尺寸。
内构件一般要提交供货商来设计。
计算容器尺寸首先要确定容器的用途：气液分离，液液分离，还是气液液三相分离。
然后要确定容器是卧式还是立式。
最后要根据物料属性，考虑是否使用Wire Mesh或其他内构件来除去微小雾滴。
以上三项是影响计算的主要因素。
6. 塔设备计算塔设备的计算和内构件的计算通常要由主要的供货商来进行。
软件比如说Koch-Glitsch的KG-Tower和Sulzer的SULCOL。
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94 电镀污水加药计算
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95 化粪池计算V1.01
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96 完全混合活性污泥法计算软件
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97 KOCH阻垢剂计算软件
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98 辐流沉淀池工艺水力计算表
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99 废水PH调节计算表
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100 KOCH反渗透计算软件
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101 平流式气浮池计算软件
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102 竖流式沉淀池计算软件
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103 格栅计算小程序
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83 水体化验室测定分析程序
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84 曝气量计算软件
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85 普通曝气池计算
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86 气浮池配套设施计算
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87 普通幅流式沉淀池设计计算
ASPEN软件进行精馏塔设计
1引言1.1ASPENPLUS概述AspenPlus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”（Advanc ed System for Proces s Engine ering，简称ASPE N），并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了Asp enTec h公司，并称之为As pen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、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。
1.2精馏塔概述精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入。
蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。
由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
1.2.1 精馏塔的分类气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍，故本书将只介绍板式塔。
板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
Aspen 设备工艺计算
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
4.3.1 釜式反应器 例4-4．用釜式反应器合成乙酸乙酯。 正反应方程式: CH3CH2OH + CH3COOH → CH3CH2COOCH3 + H2O 5.95 107 8 r1 k1 Cethanol Cacid 1.9 10 exp( )Cethanol Cacid RT 逆反应方程式 : CH3CH2COOCH3 + H2O → CH3CH2OH + CH3COOH
化工计算与软件应用
第四章 设备工艺计算
1
化工流程设计、物料衡算、热量衡算完成之后，化工工艺 设计的另一重要工作是进行设备的工艺计算、选型与核算， 为车间布置设计、施工图设计及非工艺设计项目提供依据。 设备的工艺计算、选型与核算知识与方法在多门化工专业 基础课程中都有介绍，这些基础知识将有助于人们更好地使 用ASPEN PLUS 软件进行化工设备的工艺计算。
4.3.1 釜式反应器 解：
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
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4.3.2 管式反应器 管式反应器的特点是传热面积大，传热系数较高，反应可以 连续化，流体流动快，物料停留时间短，可以控制一定的温度 梯度和浓度梯度。根据不同的化学反应，可以有直径和长度千 差万别的型式。此外，由于管式反应器直径较小(相对于反应 釜)因而能耐高温、高压。由于管式反应器结构简单，产品稳 定，它的应用范围越来越广。 管式反应器可以用于连续生产，也可以用于间歇操作，反应 南 京 物不返混，管长和管径是反应器的主要指标，反应时间是管长 工 业 的函数，管径决定于物料的流量，反应物浓度在管长轴线上， 大 浓度梯度分布，不随时间变化。 学
4.3 反应器 对于存在化学反应的化工过程，反应器是整个化工工艺流程 的核心，是化工装置的关键设备，反应物在反应器内通过化学 反应转化为目标产物。由于化学反应种类繁多、机理各异，反 应器的类型和结构也差异很大。反应器操作性能的优良与否， 与设计过程息息相关。 反应工程课程对反应器的基础理论、设计方程等均进行了详 细地介绍。这些基础理论不仅是手工设计反应器的依据，也是 南 京 编制各种模拟软件的依据。由于涉及反应器的各种设计方程异 工 业 常繁复，手工计算往往令人望而却步，或是采用简化方法进行。 大 学 现在各种模拟软件的普及，为反应器的严格设计计算提供了条 包 件。
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2.1 散堆填料的计算模型............................................................................................................4 2.2 模型数据来源........................................................................................................................6
在 PCPC 发布之前，由专家进行了半年的工程设计测试，并经过了开发者大量的
工业实际考核。
PCPC 界面友好、操作方便、报表完整，并且报表能够输出为 Excel 文件； PCPC 支持 Windows 98/me/2000/XP/2003，将随着 Windows 的升级而升级。
PCPC 版本历史如下：
精度 速度 效率 效益
填料塔工艺计算软件 2006.09.22.12 版
Packing Column Process Calculation Version 2006.06.22.12
用户手册
PCPC® Manual
维维计算机技术有限责任公司 Weiwei Computer Technology Co.,Ltd.
3.2 计算........................................................................................................................................9 3.2.1 输入数据........................................................................................................................9 3.2.2 计算..............................................................................................................................10
3.3 结果输出..............................................................................................................................10 3.4 举例......................................................................................................................................11
日期
完整版本号 简易版本号
说明
2006-01-01 V2006.01.01.10 V1.0
工程设计公司测试
2006-06-16 V2006.06.06.11 V1.1
首次公开发行
2006-09-22 V2006.09.22.12 V1.2
公开发行
西安市维维计算机技术有限责任公司，2006-10-01
第三章 散堆填料塔计算...........................................................................................................7
3.1 软件系统................................................................................................................................7 3.1.1 总体用户界面................................................................................................................7 3.1.2 菜单介绍........................................................................................................................8 3.1.3 注意事项........................................................................................................................9
展示了规整填料的潜力。即使这样，规整填料塔仍然年轻，对于它的计算理论还
不很成熟，手工计算非常困难繁琐，实用的计算软件寥寥无几。客观地说，在我
国，设计院、生产厂家乃至最终用户，在填料塔的流体力学和传质方面的计算上，
计算的误差或者错误比较严重，非常粗略的估计充斥着设计行业。正常开车常常
用很高的富裕度作为保证。填料塔工艺计算软件（PCPC）正是在此背景下诞生 的。
1.2 系统安装................................................................................................................................1 1.2.1 硬件安装.........................................................................................................................1 1.2.2 软件安装.........................................................................................................................2
1.3 系统启动................................................................................................................................2 1.3.1 单机版用户启动.............................................................................................................2 1.3.2 网络版用户启动.............................................................................................................2
第五章 规整填料塔计算.............................................................................................................15
5.1 软件系统..............................................................................................................................15 5.1.1 总体用户界面..............................................................................................................15 5.1.2 菜单介绍......................................................................................................................15 5.1.3 注意事项......................................................................................................................17
1.1 运行环境................................................................................................................................1 1.1.1 硬件环境.........................................................................................................................1 1.1.2 软件环境.........................................................................................................................1
PCPC分为两个子模块：散对填料塔流体力学及传质计算（RPCD） 和 波 纹规整填料塔流体力学及传质计算（SWPC）。