Aspen 物料衡算与能量衡算
合集下载
化工原理物料衡算和热量衡算
化工原理物料衡算和热量衡算引言化工工程涉及许多物料的处理和转化过程，同时也需要考虑热量的平衡。
物料衡算和热量衡算是化工原理的重要内容，对于工程实践和过程优化具有重要的意义。
本文将介绍化工原理中的物料衡算和热量衡算的基本原理和计算方法。
物料衡算物料衡算是指对于化工工程中物料流动和转化过程的计算和分析。
在化工工程中，物料的流动和转化是实现各种反应和分离操作的基础，因此正确的物料衡算是保证工程设计和操作的关键。
在物料衡算中，我们通常需要考虑以下几个方面： 1. 物料的质量衡算：即对物料的质量输入和输出进行计算和分析。
对于物料的质量衡算，我们需要注意物料流动的平衡原则，即质量的输入必须等于输出。
2. 物料的能量衡算：即对物料的能量输入和输出进行计算和分析。
能量的输入和输出会影响物料的温度和相变过程，因此在能量衡算中需要考虑物料的热力学性质。
3. 物料的流动速度衡算：即对物料流动速度进行计算和分析。
物料的流动速度决定了反应和分离操作的效率，因此在物料衡算中需要合理地确定流量和速度的关系。
4. 物料的浓度衡算：即对物料中组分浓度的计算和分析。
物料的浓度会影响其反应和分离的速率和效果，因此在物料衡算中需要考虑不同组分浓度的变化规律。
物料衡算通常使用质量守恒和能量守恒等基本原理进行计算。
同时，还可以利用化学反应平衡的原理和质量流动的平衡原则进行衡算过程中的参数确定。
热量衡算热量衡算是化工工程中热力学过程的计算和分析。
在化工工程中，热量的平衡是保证反应和分离操作能够正常进行的基础。
热量衡算需要考虑以下几个方面： 1. 热量的输入和输出：即对于热量的输入和输出进行计算和分析。
在化工工程中，我们通常需要对热量的输入和输出进行平衡，以保证工程操作的稳定性。
2. 热量的传递和转化：即对于热量的传递和转化过程进行计算和分析。
热量的传递可以通过传导、对流和辐射等方式进行，因此在热量衡算中需要考虑传热方式的影响。
3. 热平衡的计算：即对于反应和分离过程中热量平衡的计算和分析。
Aspen物料衡算与能量衡算
<7>校核计算结果.当计算全部完成后,对计算结果进行整理, 编制物料热量平衡表或绘制物料流程图.通过物料热量平衡表可 以直接检查计算是否准确,分析结果组成是否合理,并易于发现 存在问题,从而判断其合理性,提出改进方案.
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
7/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 <1> 选择合适的因次模板.因次模板是ASPEN PLUS软件为不 同工艺过程编制的因次集,分为普通模拟过程与石油加工过程两 大类,每大类又含有若干套,每套都包含英制与公制两种因次集, 如表2-1.
几乎所有的单元操作模型都需要热力学性质与传递性质的计算,
南 京
其中主要有逸度系数、相平衡常数、焓、熵、Gibbs自由能、
工 业
密度、粘度、导热系数、扩散系数、表面张力等.
大
学
包 没有任何一个热力学模型与传递模型能适用于所有的物系和所
宗 宏
有的过程.因此,性质方法的恰当选择和正确使用决定着计算结
果的准确性、可靠性和模拟成功与否.
均用缩略语表示,很难记忆.在编制物料平衡表时,需要同时列出
南 京
各物流的物性,这就要向软件提出输出特定物性数据的要求,若
工 业
能熟悉软件常用物性术语的缩写方式,则可方便地输出物流的物
大 学
性.
包 宗 宏
17/40
2.1.4 用每软个数件据进包文行件物对模料拟衡体系算的与组分能、量工艺衡条算件、的要点 <6>尽量使用软物 热性 力件方 学自法 基已础带经数的确据定,部过,分尤程还其包是数含包据了含动了包力针.在学对数该软据体件系. 的安装目录中,有一 个"GUI"文件夹,包含了多个软件模拟计算例题的子文件夹.
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
7/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 <1> 选择合适的因次模板.因次模板是ASPEN PLUS软件为不 同工艺过程编制的因次集,分为普通模拟过程与石油加工过程两 大类,每大类又含有若干套,每套都包含英制与公制两种因次集, 如表2-1.
几乎所有的单元操作模型都需要热力学性质与传递性质的计算,
南 京
其中主要有逸度系数、相平衡常数、焓、熵、Gibbs自由能、
工 业
密度、粘度、导热系数、扩散系数、表面张力等.
大
学
包 没有任何一个热力学模型与传递模型能适用于所有的物系和所
宗 宏
有的过程.因此,性质方法的恰当选择和正确使用决定着计算结
果的准确性、可靠性和模拟成功与否.
均用缩略语表示,很难记忆.在编制物料平衡表时,需要同时列出
南 京
各物流的物性,这就要向软件提出输出特定物性数据的要求,若
工 业
能熟悉软件常用物性术语的缩写方式,则可方便地输出物流的物
大 学
性.
包 宗 宏
17/40
2.1.4 用每软个数件据进包文行件物对模料拟衡体系算的与组分能、量工艺衡条算件、的要点 <6>尽量使用软物 热性 力件方 学自法 基已础带经数的确据定,部过,分尤程还其包是数含包据了含动了包力针.在学对数该软据体件系. 的安装目录中,有一 个"GUI"文件夹,包含了多个软件模拟计算例题的子文件夹.
化工生产过程物料衡算能量衡算介绍课件
化工生产过程的特点
01 连续性：化工生产过程通常为连续生产，以保证生产效 率和产品质量。
02 复杂性：化工生产过程涉及多种化学反应和物理变化， 过程复杂，需要精确控制。
03 安全性：化工生产过程涉及易燃、易爆、有毒等危险物质， 需要严格控制生产条件和操作流程，确保生产安全。
04 环保性：化工生产过程会产生废气、废水、废渣等污染物， 需要采取有效措施进行环保处理，降低对环境的影响。
物料衡算能量衡算在化工生产过程中的作用
物料衡算：计算物料的投入和产出，确保生产过程的物料平衡，提高生产效 率。
能量衡算：计算生产过程中的能量消耗和产出，优化生产工艺，降低能耗， 提高能源利用率。
物料衡算能量衡算相结合：综合考虑物料和能量的平衡，优化生产工艺，降 低生产成本，提高生产效益。
物料衡算能量衡算在化工生产过程中的应用：广泛应用于化工生产过程的设 计、优化和改进，提高生产过程的安全性、环保性和经济性。
物料衡算在质量管理中的应用：物料衡算可以帮助分析产品 质量情况，从而制定质量控制措施和优化质量管理。
能量衡算的概念
能量衡算是化工生产过程中对能量 进行计算和分析的方法
能量衡算的目的是为了优化生产过 程，提高能源利用效率
能量衡算主要包括热能、机械能、 电能等能量的计算和分析
能量衡算可以帮助企业降低生产成 本，减少能源消耗，提高生产效率
视觉效果：运用色彩、图片、动画等元素，提高课 件的视觉效果和吸引力
互动设计：设置提问、讨论、练习等互动环节，提 高学员的参与度和学习效果
课件制作工具：选择合适的课件制作工具，如 PowerPoint、Keynote等，提高制作效率和质量
能量衡算的应用
优化生产工艺：通过能量衡 算，可以优化生产工艺，提 高生产效率
Aspen 物料衡算与能量衡算
对的二元交互作用参数。以软件自带的“.bkp” 数据包文件作为模 拟计算的起点，可以免除物性方法选择、反应方程式输入等步骤， 直接进行流程绘制与物流输入，模拟计算结果正确的可能性要大得 “Asy”文件夹：提供原始实验数据，包含了全球各地原油的实 多。如果“.bkp” 数据包文件中的组分与操作者欲模拟计算过程的 沸点数据； 组分有少量的差异，也可以对数据包文件中的组分进行调整。 南 京 工 业 大 学 包 宗 宏 对于电解质过程，数据包文件中包含了体系中的全部分子组分与离
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
6/40
(5)画出工艺流程示意图。着重考虑物流热流的流向，对设 备的外形、尺寸、比例等并不严格要求，与物料、能量衡算有 关内容必须无一遗漏，所有物流热流管线均须画出。
2.1.3 衡算的基本步骤 (6) 根据工艺流程图抽象出模拟流程。要充分理解基本工艺 路线，明ห้องสมุดไป่ตู้本流程的主干与枝干，选择软件中合适的模块、或 模块组合构成软件模拟流程，以反映流程的模拟需求。 (7)校核计算结果。当计算全部完成后，对计算结果进行整 理，编制物料热量平衡表或绘制物料流程图。通过物料热量平 衡表可以直接检查计算是否准确，分析结果组成是否合理，并 易于发现存在问题，从而判断其合理性，提出改进方案。
工 业 大 学
对于含电解质的过程，要考虑可能存在的离子反应，借助于软 件中的电解质向导，确认体系中的真实组分、表观组分、结晶 包 宗 化合物。
宏
16/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 (4)熟悉模块功能及其计算方法。软件中的模块本质上是计算 方法的图形显示，有的一个模块仅对应一种算法，有的一个模 块可包含几种算法，可根据运算操作者意愿选择运行。熟悉软 件的模块功能，可快速正确地建立起物料衡算的模拟流程。
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
6/40
(5)画出工艺流程示意图。着重考虑物流热流的流向，对设 备的外形、尺寸、比例等并不严格要求，与物料、能量衡算有 关内容必须无一遗漏，所有物流热流管线均须画出。
2.1.3 衡算的基本步骤 (6) 根据工艺流程图抽象出模拟流程。要充分理解基本工艺 路线，明ห้องสมุดไป่ตู้本流程的主干与枝干，选择软件中合适的模块、或 模块组合构成软件模拟流程，以反映流程的模拟需求。 (7)校核计算结果。当计算全部完成后，对计算结果进行整 理，编制物料热量平衡表或绘制物料流程图。通过物料热量平 衡表可以直接检查计算是否准确，分析结果组成是否合理，并 易于发现存在问题，从而判断其合理性，提出改进方案。
工 业 大 学
对于含电解质的过程，要考虑可能存在的离子反应，借助于软 件中的电解质向导，确认体系中的真实组分、表观组分、结晶 包 宗 化合物。
宏
16/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 (4)熟悉模块功能及其计算方法。软件中的模块本质上是计算 方法的图形显示，有的一个模块仅对应一种算法，有的一个模 块可包含几种算法，可根据运算操作者意愿选择运行。熟悉软 件的模块功能，可快速正确地建立起物料衡算的模拟流程。
Aspen物料衡算与能量衡算
(4)确定计算任务。根据工艺流程示意图和化学反应方程式， 分析物流热流经过每一过程、每一设备在数量、组成、及物流 热流走向所发生的变化。
南
京 工
(5)画出工艺流程示意图。着重考虑物流热流的流向，对设
业 大
备的外形、尺寸、比例等并不严格要求，与物料、能量衡算有
学 关内容必须无一遗漏，所有物流热流管线均须画出。
学 件中的电解质向导，确认体系中的真实组分、表观组分、结晶
包 宗
化合物。
宏
16/40
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点
(4)熟悉模块功能及其计算方法。软件中的模块本质上是计算 方法的图形显示，有的一个模块仅对应一种算法，有的一个模 块可包含几种算法，可根据运算操作者意愿选择运行。熟悉软 件的模块功能，可快速正确地建立起物料衡算的模拟流程。
醛醛醛醛
酮酮 酮酮
酯酯酯
酮酮酮酮
酯酯酯
醇醇醇醇
二二醇二醇二醇醇
水水水水
11
含极性物质
PR, LK-PLOCK,
PR-BM, PKS, RKSBM及其衍生方程
模拟 体系
南
京
不含极性物质
工
业
大
学
包 宗 宏
全是真实组分
CHAO-SEA, GRAYSON, BK10
P>0.1MPa
含虚拟组分 真空
BK10, IDEAL
(5)了解软件对物性术语的缩写。ASPEN PLUS是全英文软
件，操作界面上的指令都用英文全名表示，易于理解。但物流
的物性均用缩略语表示，很难记忆。在编制物料平衡表时，需
南 京
要同时列出各物流的物性，这就要向软件提出输出特定物性数
化工中的物料衡算和能量衡算
化工中的物料衡算和能量衡算化72 王琪2007011897 在化工原理的绪论课上，戴老师曾强调过化工原理的核心内容是“三传一反”即传质、传动、传热和反应，而物理三大定律——质量守恒、动量守恒、能量守恒正是三传的核心与实质，因此这三大定律在化工中统一成一种核心的方法：衡算。
正是衡算，使原本复杂的物理定律的应用变得简单，实用性强，更符合工程学科的特点。
为此化工中的物料衡算和能量衡算很重要，本文将分别从物料衡算、能量衡算讨论化工中的衡算问题，然后将讨论二者结合的情况。
物料衡算在台湾的文献中称为“质量平衡”，它反映生产过程中各种物料之间量的关系，是分析生产过程与每个设备的操作情况和进行过程与设备设计的基础。
一般来说物料衡算按下列步骤进行，为表示直观，做成流程图。
绘制流程图时应注意：1.用简洁的长方形来表达一个单元，不必画蛇添足；2.每一条物质流线代表一个真实的流质流动情况；3.区别开放与封闭的物质流4.区别连续操作与分批操作（间歇生产）5.不必将太复杂的资料写在物质流线上确定体系也比较重要，对于不同体系，衡算基准和衡算关系会有不同。
合适的基准对于衡算问题的简化很重要，根据过程特点通常有如下几种：1.时间基准：连续生产，选取一段时间间隔如1s，1min，1h，1d；间歇生产以一釜或一批料的生产周期为基准，对于非稳态操作，通常以时间微元dt为基准。
2.质量基准，对于固相、液相体系，常采用此基准，如1kg，100kg，1t，1000lb等。
3.体积基准（质量基准衍生）：适用于气体，但要换成标准体积；适用于密度无变化的操作。
4.干湿基准：水分算在内和不算在内是有区别的，惯例如下：烟道气：即燃烧过程产生的所有气体，包括水蒸气，往往用湿基；奥氏分析：即利用不同的溶液来相继吸收气体试样中的不同组分从而得到气体组分，往往用干基。
化肥、农药常指湿基，而硝酸、盐酸等则指干基。
选取基准后，就要确定着眼物料了。
通常既可从所有物料出发，也可根据具体情况，从某组分或某元素着眼。
化工生产过程物料衡算和能量衡算
主要内容
一、物料衡算 Mass Balance 二、能量衡算 Energy Accounting or Energy Balance
一、物料衡算
1.物料衡算的理论基础
质量守恒定律
2.物料衡算的范围
物料衡算针对的体系可以人为选定
3.物料衡算基本方程式
输入物料的总质量=输出物料的质量+系统内积累 的物料质量+系统损耗的物料质量
硫酸 1678.3kg
水
334.5+238.1=572.6kg
废酸总量 58.4+1678.3+572.6=2309.3kg
4.列出物料衡算表
组分
HNO3 H2SO4 H2O 乙苯 杂质 对硝基乙苯 邻硝基乙苯 间硝基乙苯 合计
输入物料 kg/d 891.9 1678.3 334.5 1404.6 74
4.查取手册得到有关热力学数据
各组分的标准生成焓△HFiθ和25～500℃间的平均 摩尔定压热容CP,m见下表：
组分 △HFθ/（kJ·kmol） CP,m/（kJ·kmol·℃-1） △t/℃ △HFiθ+ CP25-500△t/（kJ·kmol）
CH4
-74.85×103
48.76
475
-51689
物理过程
5.物料衡算 计算方法
化学过程
建立物料衡算式的方法必须考虑化学 反应中生成和消耗的物料量。有直接 计算法、衡算联系物法、终点衡算法。
示例1 甲烷气蒸汽转化过程的物料衡算
某石化企业甲烷蒸汽转化车间，在装有催化剂的管式转化器 中进行甲烷转化反应。甲烷蒸汽转化的反应式为：
CH4+H2O == CO+3H2 （3-4） CH4+CO2 ==2CO+2H2 （3-5） CO+H2O == CO2+H2 （3-6） 水蒸气与甲烷的物质的量比为2.5，甲烷的转化率为75%， 蒸汽转化温度为500℃，离开转化器的混合气体中CO和 CO2之比以反应(3-6)达到化学平衡时的比率确定。已知 500℃时，式(3-6)的平衡常数为0.8333。若每小时通入的 甲烷为1kmol，求反应后气体混合物的组成。
化工设计之物料衡算和热量衡算
1、无化学反应体系，能列出的独立物料衡算式数目， 最多等于输入和输出物料中化学组分的数目。
2、首先列出含有未知量数目最少的物料衡算方程， 以便于解题。
3、若体系内具有很多多组分的物料，则最好将每个 流股编号，并列出表表示出已知的量和组分，检查 能列出的衡算方程数目是否等于未知量的数目。
（二）、有多个设备过程的物料衡算
物料衡算表
组分
输入
质量，kg/d
组分
输出
质量，kg/d
杂质 合计
杂质 合计
8.校核计算结果（结论）。
五、无化学反应的物料衡算
• 在系统中，物料没有发生化学反应的过程， 称为无反应过程。
• 流体输送 • 粉碎 • 换热 • 混合、 • 分离（吸收、精馏、萃取 • 、结晶、过滤、干燥）等。
化工单元操作
总物料衡算式：F=P＋W
每种组分衡算式：
F
x f1
P
xp1
W
xw1
F
x f
2
P xp2
W
xw2
对于连续不稳定过程，由于该过程内物料量及组成等随 时间而变化，因此，物料衡算式须写成以时间为变量的微分 方程，表示体系内在某一瞬时的平衡。
7.将物料衡算结果列成输入－输出物料表（物料平 衡表），画出物料平衡图。
（三）、物料衡算基准 物料衡算过程，必须选择计算基准，并在整个运算
中保持一致。若基准选的好，可使计算变得简单。
①时间基准 （单位时间可取1d、1h或1s等等）。 ②批量基准 ③质量基准 例如: 可取某一基准物流的质量为100Kg
为基准计算。 ④物质的量基准 ⑤标准体积基准
（四）、物料衡算的基本程序
在下列情况下上式可简化为： ①稳定操作过程（ Fi－Fo）＋（Dp－ Dr ）＝ W ②系统内无化学反应的间歇操作：Fi－Fo ＝ W ③系统内无化学反应的稳态操作过程： Fi－Fo ＝ 0 对于没有化学反应的过程，一般上列写各组分的衡算方程，
2、首先列出含有未知量数目最少的物料衡算方程， 以便于解题。
3、若体系内具有很多多组分的物料，则最好将每个 流股编号，并列出表表示出已知的量和组分，检查 能列出的衡算方程数目是否等于未知量的数目。
（二）、有多个设备过程的物料衡算
物料衡算表
组分
输入
质量，kg/d
组分
输出
质量，kg/d
杂质 合计
杂质 合计
8.校核计算结果（结论）。
五、无化学反应的物料衡算
• 在系统中，物料没有发生化学反应的过程， 称为无反应过程。
• 流体输送 • 粉碎 • 换热 • 混合、 • 分离（吸收、精馏、萃取 • 、结晶、过滤、干燥）等。
化工单元操作
总物料衡算式：F=P＋W
每种组分衡算式：
F
x f1
P
xp1
W
xw1
F
x f
2
P xp2
W
xw2
对于连续不稳定过程，由于该过程内物料量及组成等随 时间而变化，因此，物料衡算式须写成以时间为变量的微分 方程，表示体系内在某一瞬时的平衡。
7.将物料衡算结果列成输入－输出物料表（物料平 衡表），画出物料平衡图。
（三）、物料衡算基准 物料衡算过程，必须选择计算基准，并在整个运算
中保持一致。若基准选的好，可使计算变得简单。
①时间基准 （单位时间可取1d、1h或1s等等）。 ②批量基准 ③质量基准 例如: 可取某一基准物流的质量为100Kg
为基准计算。 ④物质的量基准 ⑤标准体积基准
（四）、物料衡算的基本程序
在下列情况下上式可简化为： ①稳定操作过程（ Fi－Fo）＋（Dp－ Dr ）＝ W ②系统内无化学反应的间歇操作：Fi－Fo ＝ W ③系统内无化学反应的稳态操作过程： Fi－Fo ＝ 0 对于没有化学反应的过程，一般上列写各组分的衡算方程，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
京
工
业 大
简单化工操作单元的能量衡算可以手工进行，复杂化工流程
学 的能量衡算手工计算非常困难，而任何情况下使用模拟软件进
包 宗
行化工过程的能量衡算都是很方便的。
宏
A
2.1.2 衡算方程式
化工工艺计算中的物料平衡是指“在单位时间内进入衡算系 统的全部物料质量，必定等于离开该系统的全部物料质量、加 上损失掉与积累起来的物料质量。”
2.1.1基本概念 物料平衡的理论依据是质量守恒定律，即在一个孤立体系中 不论物质发生任何变化(不包括核反应)它的质量始终保持不变。
在化工过程中，能量衡算是根据能量守恒定律，利用能量传
递和转化的规则，以确定能量比例和能量转变定量关系的过程。
能量衡算的理论依据是热力学第一定律，即体系的能量总变化
南 (ΔE)等于体系所吸收的热减去环境对体系所做的功。
(2)选定计算基准。温度的因次可采用“℃”或“K”，压力 的因次可采用“kPa”、“atm” 或其它，压力基准可选用绝对压 力或表压。
物流量的计算基准可选质量基准、摩尔基准、体积基准。对
南 京
于连续生产，以“s、h、d”作为投料量或产品量的时间基准。
工 业
用模拟软件进行衡算时，以单位时间的投料量为起点进行计
包
Approach State Approach Model Approach
宗 宏
Predicted number of stages
11
7
42
required
Approximate cost in dollars 520,000
A
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
A
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点 (1) 选择合适的因次模板。因次模板是ASPEN PLUS软件为 不同工艺过程编制的因次集，分为普通模拟过程与石油加工过 程两大类，每大类又含有若干套，每套都包含英制与公制两种 因次集，如表2-1。
南 京 工 业 大 学 包 宗 宏
OVHD
FEED
COLUMN
5000 lbmol/hr
10 mole % acetone
90 mole % water
BTMS
南
京 工
Specification: 99.5 mole % acetone recovery
业
大 学
Ideal
Equation of
Activity Coefficient
(4)确定计算任务。根据工艺流程示意图和化学反应方程式， 分析物流热流经过每一过程、每一设备在数量、组成、及物流 热流走向所发生的变化。
南
京 工
(5)画出工艺流程示意图。着重考虑物流热流的流向，对设备
业 大
的外形、尺寸、比例等并不严格要求，与物料、能量衡算有关
学 内容必须无一遗漏，所有物流热流管线均须画出。
Case Study - Acetone Recovery
Correct choice of physical property models and accurate physical property parameters are essential for obtaining accurate simulation results.
化工计算与软件应用
第二章 物料衡算与能量衡算
A
1
物料衡算是化工生产过程中，用以确定物料比例和物料转 变定量关系的计算过程，这是化工工艺计算中最基本、最重 要的内容之一。
物料衡算的结果也是能量衡算的依据，掌握物料带入或带 出体系的能量多少，以计算化工过程需要提供或移除的热量， 控制能量的供给速率和放热速率，进—步算出物质之间交换 的热量以及整个过程的热量分布情况。
大 学
算比较方便。当系统介质为固体或液体时，一般以质量为计算
包 基准，对气体物料进行计算时，一般选体积作为计算基准。
宗
宏
A
2.1.3 衡算的基本步骤
(3)确定化学反应方程式。列出各个过程的主、副化学反应方 程式，明确反应和变化前后的物料组成及各个组分之间的定量 关系，若计算反应器大小，还需要掌握反应动力学数据。
Байду номын сангаас
因此，物料衡算与能量衡算是进行化工工艺设计、过程
南 经济评价、节能分析以及过程最优化的基础。
京
工
在用化工模拟软件进行流程的物料衡算与能量衡算时，
业 大
虽然可以大大提高计算的速率，但仍然需要遵守物料衡算与
学 包
能量衡算的基本规则，把规则应用于软件的操作之中，软件
宗 计算结果才可能合理与可行。
宏
A
2.1 衡算方法
A
2.1.4 用软件进行物料衡算与能量衡算的要点
(2) 选择合适的物性计算方法。ASPEN PLUS软件把模拟计 算一个流程所需要的热力学性质与传递性质的计算方法与计算 模型都组合在一起，称之为性质方法，每种性质方法以其中主 要的热力学模型冠名，软件中共有80多种性质方法供操作者选 择使用。针对不同的模拟体系，选择合适的性质方法用于模拟 过程是获得正确计算结果的前提。
连续流动系统的总能量衡算式是柏努利方程式，即：
南
京
工
业
大 学
在进行设备的能量衡算时，位能变化、动能变化、外功等项
包 相对较小，可忽略不计，因此稳流系统总能量衡算可简化为热
宗 宏
量衡算。
A
2.1.3 衡算的基本步骤
(1)收集数据资料。一般需要收集的数据和资料包括生产规模 和生产时间(即年生产时数)、有关的定额、收率、转化率、原 料、辅助材料、产品、中间产品的规格、与过程计算有关的物 理化学常数等。
包 宗 宏
A
2.1.3 衡算的基本步骤
(6) 根据工艺流程图抽象出模拟流程。要充分理解基本工艺 路线，明确本流程的主干与枝干，选择软件中合适的模块、或 模块组合构成软件模拟流程，以反映流程的模拟需求。
(7)校核计算结果。当计算全部完成后，对计算结果进行整理， 编制物料热量平衡表或绘制物料流程图。通过物料热量平衡表 可以直接检查计算是否准确，分析结果组成是否合理，并易于 发现存在问题，从而判断其合理性，提出改进方案。
几乎所有的单元操作模型都需要热力学性质与传递性质的计算,
南 京
其中主要有逸度系数、相平衡常数、焓、熵、Gibbs自由能、
工 密度、粘度、导热系数、扩散系数、表面张力等。
业
大
学
包 没有任何一个热力学模型与传递模型能适用于所有的物系和所
宗 宏
有的过程。因此，性质方法的恰当选择和正确使用决定着计算
结果的准确性、可靠性和模拟成A功与否。