ASPEN高级培训-电解质
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AspenPlus高级班课件(前3天)
®
©1998 AspenTech. All rights reserved.
24
3.1
3.2
Three-Phase Options（101）
Vapor-liquid-liquid （101）
3.3
3.4
Vapor-liquid-Freewater Condencer（102）
16
已知条件
基本工况：见教材83-84页。
Introduction to Aspen Plus for Petroleum Processes
®
©1998 AspenTech. All rights reserved.
17
求解内容(总:81页)
①找出限制塔操作能力的塔板
②如何改变操作条件使分离达到要求?
⑥what stage has the maxmum DC back up/tray spacing rating?
⑦what is the predicted pressure drop for the section?
Introduction to Aspen Plus for Petroleum Processes 2016年10月13日星期四
⑤ RadFrac的收敛方法（包括断裂流股的收敛)
Introduction to Aspen Plus for Petroleum Processes
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6
3、高级班主要内容（续）
（2）电解质过程
（3）炼油过程 （4）EO模型 （5）Culumn Targeting
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24
3.1
3.2
Three-Phase Options（101）
Vapor-liquid-liquid （101）
3.3
3.4
Vapor-liquid-Freewater Condencer（102）
16
已知条件
基本工况：见教材83-84页。
Introduction to Aspen Plus for Petroleum Processes
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17
求解内容(总:81页)
①找出限制塔操作能力的塔板
②如何改变操作条件使分离达到要求?
⑥what stage has the maxmum DC back up/tray spacing rating?
⑦what is the predicted pressure drop for the section?
Introduction to Aspen Plus for Petroleum Processes 2016年10月13日星期四
⑤ RadFrac的收敛方法（包括断裂流股的收敛)
Introduction to Aspen Plus for Petroleum Processes
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6
3、高级班主要内容（续）
（2）电解质过程
（3）炼油过程 （4）EO模型 （5）Culumn Targeting
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ASPEN高级培训课件
Equation Oriented Modeling in Aspen Plus
联立方程求解步骤 – 绘制模拟流程。
– 定义组分，选择物性方法。
– 提供进料流股和设备的操作参数。 – 用SM计算方法进行变量初始化。
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Equation Oriented Initialization and Solution
– Degree of Freedom (DOF): 有一定自由度变量。
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EO Variable Specifications (1)
• 变量在不同运算模式下属性:
Specification Constant Calculated Optimized Simulation Fixed Free Fixed Optimization Fixed Free DOF
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Equation Oriented versus Sequential Modular
• 序贯模块法(SM)
– 求解是按照流程顺序逐个计算每一个模块,我们要提供进料条件
，计算得到每个模块的产品流股。
– 如果流程中出现循环就需要进行迭代.
• 估算板效率
SM Mode:
– Point data set of flows – Two Calculator blocks required – Estimated value = 0.314826
EO Mode:
– 11 measurements; enter Plant values – Minimize Sum of squares function of
ASPEN高级培训-电解质中文
- 第1步: 定义基本组分并选择反应的生成选项。 - 第2步: 从生成的列表中删除不想要的类或反应。 - 第3步: 选择进行电解质计算的模拟方法。 - 第4步: 查看物性规定并修改所生成的亨利组分列表以及反
应。
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
»结果是相等的。
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
Slide 6
表观组分和真实组分的示例
• 水中的NaCl
- 溶液化学
• NaCl
--> Na+ + Cl-
• Na+ + Cl- <--> NaCl(s)
- 表观组分
• H2O, NaCl
- 真组分:
• H2O, Na+, Cl-, NaCl(s)
Distl、Dstwu 和 SCFrac
• 严格蒸馏:
MultiFrac 和 PetroFrac
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
Slide 11
电解质的局限性 （续）
• 使用表观组分法的限制: - 反应式右边的化学组成中可能不包含任何挥发性种类 - 液-液平衡的化学过程可能不包含分裂反应。 - 输入规定不能按照离子或固体盐来规定。
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
Slide 7
电解质向导
• 产生新的组分 (离子和固体盐)
• 修正纯组分数据库的搜索顺序以便第一个收索的数据库
是ASPENPCD。
• 组分之间发生反应
• 设定Property（物性）方法用ELECNRTL
应。
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
»结果是相等的。
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
Slide 6
表观组分和真实组分的示例
• 水中的NaCl
- 溶液化学
• NaCl
--> Na+ + Cl-
• Na+ + Cl- <--> NaCl(s)
- 表观组分
• H2O, NaCl
- 真组分:
• H2O, Na+, Cl-, NaCl(s)
Distl、Dstwu 和 SCFrac
• 严格蒸馏:
MultiFrac 和 PetroFrac
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
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电解质的局限性 （续）
• 使用表观组分法的限制: - 反应式右边的化学组成中可能不包含任何挥发性种类 - 液-液平衡的化学过程可能不包含分裂反应。 - 输入规定不能按照离子或固体盐来规定。
2020年9月22日星期二
Introduction to Aspen Plus
Slide 7
电解质向导
• 产生新的组分 (离子和固体盐)
• 修正纯组分数据库的搜索顺序以便第一个收索的数据库
是ASPENPCD。
• 组分之间发生反应
• 设定Property（物性）方法用ELECNRTL
Aspen官方中文培训资料
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
2019年1月10日星期四
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Introduction to Aspen Plus
Slide 7
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2019年1月10日星期四
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Introduction to Aspen Plus
Slide 22
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苯流程定义课程练习
目的: 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
VAP1
COOL FL1 FEED COOL
17. 整个装置模型课程练习 - 模拟一个甲醇装置
2019年1月10日星期四
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Introduction to Aspen Plus
Slide 5
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其它的课题
18. 维护 Aspen Plus 模拟 - 管理Aspen Plus 文件便于存储 和检索数据 19. 定制你的工艺流程外观 - 建立工艺流程图
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异丙基苯流程定义
RECYCLE REACTOR COOL FEED REAC-OUT COOL-OUT
SEP
Flash2 Model
PRODUCT
RStoic Model
Heater Model
Filename: CUMENE.BKP
AspenPlus培训讲义(完整版)解析
2. 可以利用设计规定（Design Specification）来达到对任何模块计算 的参数所规定的目标值。
Slide 16 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第16页
Aspen Plus具有最先进的计算方法
Aspen Plus具有最先进的流程收敛方法 Aspen Plus具有最先进的数值计算方法，能使循环物流和设计规定迅 速而准确地收敛。这些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant) 、拟牛顿法、Broyden法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。例如 ，修正后Secant法可以处理非单调的设计规定。Aspen Plus可以同时收敛 多股撕裂（Tear）物流、多个设计规定，甚至收敛有设计规定的撕裂物 流。这些特点对解决高度交互影响的问题时特别重要。
在已知反应动力学的情况下，可以用更精确的模型，如连续搅拌釜式反 应模型（RCSTR）或活塞流反应模型（RPLUG）。 RBATCH反应模型可处理单相或两相的动态反应，可选用连续进料和出 料。 RGIBBS是根据GIBBS自由能极小的基本原理，它能描述单相化学平衡 、相平衡，也能同时描述化学平衡和相平衡，可以处理固、液多相系统 。RGIBBS能自动决定实际存在的相数。
Aspen Plus的多级严格分离模型是基于内外两层结构（双层）、结合最 新的联立方程和求解法编制而成。双层法是由AspenTech总裁 J. Boston 博士首创的。他自1981年起一直担任本公司总裁。此法必须提供初值， 在大范围内应用十分可靠。 RADFRAC模型能严格地模拟多级气液平衡操作，包括吸收、汽提、有 再沸器的吸收和汽提、萃取和共沸蒸馏，以及高度非理想体系的分馏过 程。RADFRAC能严格计算任一塔板上两个液相的存在，也可以简单地 假设第二液相为纯水。MULTIFRAC可以有效地计算互连的多塔分馏系 统，如原油蒸馏、减压塔、催化裂化分馏塔、吸收塔、解吸塔 、空气 分馏塔以及有热交换的塔系统。 Aspen Plus还有经过工业考验的能处理反应的分离模型，该模型可在塔 的任意塔板处或所有塔板上处理速率控制反应、化学平衡反应，以及气 、液相反应。反应速率可由置入内部的幂律表示式或由用户提供的反应 动力学程序来计算 。Aspen Plus的简捷算法蒸馏模型需要输入的数据较 少，也具有设计和核算两种型式。在不需要高度精确计算的情况下可以 使用这些模型。
Slide 16 Li Kuiwu © 2002 Aspentech Beijing Office
第16页
Aspen Plus具有最先进的计算方法
Aspen Plus具有最先进的流程收敛方法 Aspen Plus具有最先进的数值计算方法，能使循环物流和设计规定迅 速而准确地收敛。这些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant) 、拟牛顿法、Broyden法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。例如 ，修正后Secant法可以处理非单调的设计规定。Aspen Plus可以同时收敛 多股撕裂（Tear）物流、多个设计规定，甚至收敛有设计规定的撕裂物 流。这些特点对解决高度交互影响的问题时特别重要。
在已知反应动力学的情况下，可以用更精确的模型，如连续搅拌釜式反 应模型（RCSTR）或活塞流反应模型（RPLUG）。 RBATCH反应模型可处理单相或两相的动态反应，可选用连续进料和出 料。 RGIBBS是根据GIBBS自由能极小的基本原理，它能描述单相化学平衡 、相平衡，也能同时描述化学平衡和相平衡，可以处理固、液多相系统 。RGIBBS能自动决定实际存在的相数。
Aspen Plus的多级严格分离模型是基于内外两层结构（双层）、结合最 新的联立方程和求解法编制而成。双层法是由AspenTech总裁 J. Boston 博士首创的。他自1981年起一直担任本公司总裁。此法必须提供初值， 在大范围内应用十分可靠。 RADFRAC模型能严格地模拟多级气液平衡操作，包括吸收、汽提、有 再沸器的吸收和汽提、萃取和共沸蒸馏，以及高度非理想体系的分馏过 程。RADFRAC能严格计算任一塔板上两个液相的存在，也可以简单地 假设第二液相为纯水。MULTIFRAC可以有效地计算互连的多塔分馏系 统，如原油蒸馏、减压塔、催化裂化分馏塔、吸收塔、解吸塔 、空气 分馏塔以及有热交换的塔系统。 Aspen Plus还有经过工业考验的能处理反应的分离模型，该模型可在塔 的任意塔板处或所有塔板上处理速率控制反应、化学平衡反应，以及气 、液相反应。反应速率可由置入内部的幂律表示式或由用户提供的反应 动力学程序来计算 。Aspen Plus的简捷算法蒸馏模型需要输入的数据较 少，也具有设计和核算两种型式。在不需要高度精确计算的情况下可以 使用这些模型。
Aspen高级班培训讲义
混合物的进料量为100kg/hr，温度：20℃，压力：1 atm
质量组成：IP：0.1，1-CL：0.6，3-CL：0.25，CH4O：0.05
1-CL：C5H9CL结构式： 沸点：TB=104℃
3-CL：C5H9CL结构式： 沸点：TB=87℃
IP：C5H8-6
提示：采用两个塔分离，脱轻塔塔顶压力为19 Kpa，全塔压降为3 Kpa，物性方法采用NRTL-RK；1-CL、3-CL精馏塔塔顶压力为10 Kpa，全塔压降为4 Kpa物性方法采用PEN-ROB。
3电解质
3.1电解质举例
含有酸、碱或盐的水溶液，
酸性或碱性水溶液，气体净化时的含水胺或热碳酸盐。
3.2电解质系统的特征
电解质分子形式在液体溶剂中部分电离成离子或完全电离成离子。
液相反应总能达到化学平衡状态。
液相中有离子存在要求用非理想溶液热力学方法。
可能有盐析出。
3.3 电解质组分的类型
溶剂：标准的分子形式，如：水（water）、甲醇（methanol）、醋酸（acetic acid）。
使用在Properties Specification Global页上所规定的Property Method（物性方法）中的物性模型。
2）对于非常规固体
计算焓和摩尔体积。
使用在Properties Advanced NC-Props窗口上规定的物性模型。
4.4.1常规固体
对于焓、自由能、熵和热容
1）Barin方程
Conventional -常规组分
Solid -常规惰性组分
Nonconventional -非常规固体
4.2.1 常规组分
这类组分参与气液平衡以及盐和化学平衡。
这类组分有分子量。
质量组成：IP：0.1，1-CL：0.6，3-CL：0.25，CH4O：0.05
1-CL：C5H9CL结构式： 沸点：TB=104℃
3-CL：C5H9CL结构式： 沸点：TB=87℃
IP：C5H8-6
提示：采用两个塔分离，脱轻塔塔顶压力为19 Kpa，全塔压降为3 Kpa，物性方法采用NRTL-RK；1-CL、3-CL精馏塔塔顶压力为10 Kpa，全塔压降为4 Kpa物性方法采用PEN-ROB。
3电解质
3.1电解质举例
含有酸、碱或盐的水溶液，
酸性或碱性水溶液，气体净化时的含水胺或热碳酸盐。
3.2电解质系统的特征
电解质分子形式在液体溶剂中部分电离成离子或完全电离成离子。
液相反应总能达到化学平衡状态。
液相中有离子存在要求用非理想溶液热力学方法。
可能有盐析出。
3.3 电解质组分的类型
溶剂：标准的分子形式，如：水（water）、甲醇（methanol）、醋酸（acetic acid）。
使用在Properties Specification Global页上所规定的Property Method（物性方法）中的物性模型。
2）对于非常规固体
计算焓和摩尔体积。
使用在Properties Advanced NC-Props窗口上规定的物性模型。
4.4.1常规固体
对于焓、自由能、熵和热容
1）Barin方程
Conventional -常规组分
Solid -常规惰性组分
Nonconventional -非常规固体
4.2.1 常规组分
这类组分参与气液平衡以及盐和化学平衡。
这类组分有分子量。
马后炮化工技术论坛中石化技术人员aspen培训课件--资料
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 。
October 25, 2019
Slide 25
©1997 AspenTech. All rights reserved.
设置
大多数常用的设置信息是在Setup Specifications Global 表 中输入:
• 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
®
Introduction to Aspen Plus
Slide 10
©1997 AspenTech. All rights reserved.
Aspen 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
October 25, 2019
©1997 AspenTech. All rights reserved.
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
October 25, 2019
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Introduction to Aspen Plus
-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 。
October 25, 2019
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设置
大多数常用的设置信息是在Setup Specifications Global 表 中输入:
• 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
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Introduction to Aspen Plus
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Aspen 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
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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
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Introduction to Aspen Plus
ASPEN_PLUS入门-培训教程=马后炮化工
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
单元操作模型及其主要功能
固体处理
•RADFRAC 严格法精馏
•MULTILFRAC 严格法多 塔精馏
•EXTRAC 严格法萃取
•DSTWU 简算法精馏，设 计型
•DISTL 简算法精馏，核算 型
•SCFRAC 简算法多塔精馏
•PETROFRAC 石油炼制分 馏塔
反应器
推荐的物性方法 SOLIDS SOLIDS PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM PR-BM,RKS-BM，BWR-LS PRWS,RKSWS,PRMHV2,,RKSMHV2,PSRK,SRPOLAR
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
物性方法选择指南
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
ASPEN PLUS模拟的流程
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
ASPEN PLUS的优势
可以模拟固体系统
Aspen Plus在煤的气化和液化、流化床燃烧、高温冶金 和湿法
冶金，以及固体废物、聚合物、生物和食品加工业中都得到了 应用。
Aspen Plus中固体性质数据有两个来源：一是Solid数据库 ，它广泛收集了约3314种纯无机和有机物质的热化学数据 ；二是和CSIRO数据库的接口。还具有一套通用的处理固 体的单元操作模型，包括破碎机、旋风分离器、筛分、文 杜里洗涤器、静电沉淀器、过滤洗涤机和倾析器。此外， Aspen Plus中所有的单元操作都适合于处理固体，例如闪 蒸和加热器模型能计算固体的能量平衡，而反应器模型 RGIBBS可用最小GIBBS自由能来判断在平衡状态下是否 有固相存在。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
主要内容
ASPEN PLUS简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍 通过实例介绍如何建立模拟模型 模型分析工具的使用
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Introduction to Aspen Plus
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16. Templates(454)
Introduction to Aspen Plus
13
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17. Component Specification(454)
在 Components Specifications Selection
页上规定可能存在的表观组分。
18
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26. Simplifying Chemical(462) 27. Salt(462) 28. Strong and Weak Acids(463) 29. Strong and Weak Bases(463) 30. Weak Bases and Strong Acids(464)
Introduction to Aspen Plus
17
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21. Property Specifications(458) 22. Chemical Equilibrium(459) 23. Activity(460) 24. Water Dissociation Example(460) 25. Salt Precipitation(461)
Introduction to Aspen Plus
Introduction to Aspen Plus
21
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41. Note(471) 42. Why Apparent and True omponents?(472) 43. Input Stream Compositions(472)
Introduction to Aspen Plus
22
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44. Restrictions Using True Components473)
Introduction to Aspen Plus
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18.Electrolyte Wizard (454)
第1步: 定义基本组分并选择反应的生成选项。 第2步: 从生成的列表中删除不想要的类或反应 第3步: 选择进行电解质计算的模拟方法。 第4步: 查看物性规定并修改所生成的亨利组分 列表以及反应。
Introduction to Aspen Plus
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36. True Components Approches(468) 37. Apparent Components Approch(469) 38. H2O,KNO3 Example(469) 39. H2O,HCL,NaOH,NaCL Example (470) 40. Example(471)
Introduction to Aspen Plus
15
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19. Simplifying the Chemistry(457)
Introduction to Aspen Plus
16
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20. Component Specification Form(458)
Introduction to Aspen Plus
Introduction to Aspen Plus
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11. Ions(451) 12. Salt(452) 13. Reaction Types(452) 14. Apparent and True Component(453) 15. Apparent and True Component Example(453)
Introduction to Aspen Plus
10
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6. Component Types(448) 7. Water(449) 8. Other Solvents and Molecular Solutes(450) 9. Henry’s Law Components(450) 10. Apparent Coponent(451)
Electrolyte Processes(电解质过程)
®
复习旧课 引入课程(准备知识)
一、常规组分(Conventional)与电解质组分 (Electrolyte)的区别：
常规组分(Conventional): 主要以分子形式存在； 电解质组分(Electrolyte):以离子形式存在。
Introduction to Aspen Plus
文件名：Elec0001.BKP 例题位置：437页
Introduction to Aspen Plus
5
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例题目的
①使学员掌握电解质过程基本概念。 ②使学员掌握电解质系统的特征。 ③使学员掌握电解质过程的物性方法。 ④使学员掌握表观组分和真实组分。 ⑤使学员掌握电解质过程专家系统的使用。 ⑥电解质过程反应及参数的修改 ⑦电解质过程的物性报告
Introduction to Aspen Plus
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已知条件
基本工况：见教材438页。
Introduction to Aspen Plus
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求解内容
产品物流的情况
Introduction to Aspen Plus
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注意事项
注意观察表观组分和真实组分。
Introduction to Aspen Plus
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二、电解质组分(Electrolyte)的处理方法： 表观组分：以假想的分子形式表达； 真实组分：以真实的离子形式表达。
Introduction to Aspen Plus
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观察一个典型的电解质过程的处理方法：
Introduction to Aspen Plus
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例题19: 盐酸与氢氧化钠反应
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1. Electrolytes Examples(446) 2. Characteristics of an Electrolytes System(446) 3. Electrolytes System Examples(447) 4. Electrolytes System(447) 5. Problem Using Eleg Bases and Weak Acids(465) 32. Chemistry Stoichiometry Sheet(466) 33. Chemistry Equilibrium Sheet(466) 34. Chemistry Notes(467) 35. Component Approches(468)