Aspen模拟
Aspen_模拟物性数据分析 ppt课件
Aspen_模拟物性数据分析
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Aspen_模拟物性数据分析
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Aspen_模拟物性数据分析
可以生成二元系统的常用相图,用于 ✓ 检测数据和参数值的有效性 ✓ 估计非理想程度 ✓ 检测共沸物存在 ✓ 检测两相存在 ✓ 检测模型外推质量
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Aspen_模拟物性数据分析
在Tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后选择 property, 再选择Binary 对于Binary Analysis的三种分析类型.
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流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 选择新建New
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流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 在Physical properties下查找所需要的物性名
称，
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流股中物性数据的查看 通过Properties/pro-set新建物性集 在Physical properties下查找所需要的物性名
• 在tools(工具)菜单中选择analysis(分析),后 选择property,再选择pure.
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交互生成物性分析—纯组分-蒸汽压
蒸气压是纯化学组分的一种物理属性。即某特定温 度下，当气液两相均存在时该纯化学组分所具有的压 力。蒸气压仅与温度有关，与组成无关，这种相关性 很强，当温度增长时，蒸气压呈指数式增长。
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
用 Aspen 模拟塔单元操作
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。
Aspen 模拟作业
Aspen Plus精馏塔设计算例一、工艺条件及要求甲醇-水精馏塔的工艺流程如图1所示图1 甲醇-水精馏塔工艺流程进料温度65℃，压力110 kPa，进料流率为甲醇45 kmol/h，水90 kmol/h，塔顶为全凝器，塔釜釜式再沸器，实际回流比为最小回流比的1.3倍，塔的操作压力为100 kPa,要求塔顶甲醇的回收率为98.38%，塔顶水的回收率为5.16%。
二、模拟运算过程简介及相关计算数据1．选择物性方法待模拟的体系为甲醇-水体系，都是极性化合物，并且为非理想体系，因此可以采用适合非理想体系的NRTL-RK方程进行模拟计算。
2．简捷计算利用DSTWU模块对精馏塔进行简捷设计，得到理论板数、实际板数、最小回流比以、实际回流比、进料板等参数，列部分参数于下表1中：表1 简捷计算重要参数3．严格计算选用RadFrac模块（图2），利用简捷计算得到的数据，进行严格计算，得到物流数据表（表2），气液相负荷（图3）、塔分离因子曲线（以水为基准、图4）。
图2 甲醇-水RadFrac模块严格计算流程图图3 塔内气液相负荷表2 物流数据表ratingStream ID BOTTOMS FEED OVERHEAD From RADFRAC RADFRAC To RADFRACPhase LIQUID LIQUID LIQUID Substream: MIXEDMole Flow kmol/hrCH4O .7405939 45.00000 44.25941 H2O 85.38941 90.00000 4.610594 Mole FracCH4O8.59856E-3 .3333333 .9056559 H2O .9914014 .6666667 .0943440 Mass Flow kg/hrCH4O 23.73023 1441.897 1418.167 H2O 1538.314 1621.375 83.06114 Mass FracCH4O .0151917 .4707049 .9446712 H2O .9848082 .5292951 .0553287 Total Flow kmol/hr 86.13000 135.0000 48.87000 Total Flow kg/hr 1562.044 3063.272 1501.228 Total Flow kcum/hr 1.70557E-3 3.65755E-3 1.91910E-3 Temperature C 98.14100 65.00000 40.00000 Pressure kPa 100.0000 110.0000 100.0000 Vapor Frac 0.0 0.0 0.0 Liquid Frac 1.000000 1.000000 1.000000 Solid Frac 0.0 0.0 0.0 Enthalpy J/kmol-2.7989E+8-2.6702E+8-2.4163E+8 Enthalpy J/kg-1.5433E+7-1.1768E+7-7.8658E+6 Enthalpy Watt-6.6964E+6-1.0013E+7-3.2801E+6 Entropy J/kmol-K-1.4694E+5-1.7541E+5-2.2681E+5 Entropy J/kg-K -8102.260 -7730.369 -7383.387 Density kmol/cum 50.49917 36.91001 25.46506 Density kg/cum 915.8475 837.5215 782.2562 Average MW 18.13589 22.69091 30.71881 Liq V ol 60F kcum/hr 1.57115E-3 3.43956E-3 1.86841E-3图4 塔分离因子曲线4．浮阀塔板水力学校核水力学校核分两步进行：（1）用Tray Sizing命令计算塔径塔板间距取600 mm，塔板形式为浮阀塔（Nutter Float Valve），计算结果如图5所示，得知塔径为0.64 m图5 塔板尺寸计算结果(2)用Tray Rating命令校核塔板水力学将塔径圆整至700 mm进行计算，溢流堰高度取50 mm，甲醇-水属于不易发泡物系，发泡因子取0.95 ，运行结果如图6-7所示，三个重要的水力学参数在表3中列出。
aspen流程模拟一般步骤
aspen流程模拟一般步骤下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!Aspen流程模拟的一般步骤详解Aspen是一款广泛应用于化工、石油、能源等行业的流程模拟软件，它能够帮助工程师们在设计和优化复杂的过程系统时，进行精确的热力学和流动计算。
Aspen精馏过程模拟
SCFrac
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4.1 单元操作模型 -- 塔-严格塔
模型
RadFrac
说明 严格分馏
目的 单个塔的严格核算和设 计
用法 蒸馏, 吸收, 汽提, 萃取和恒沸蒸馏, 反应蒸馏 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 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, 乙烯分馏塔和急冷 塔 一般恒沸蒸馏, 3-相, 和反应间歇蒸 馏
模型 说明 目的 确定最小回流比, 最小 理论板数, 和用 WinnUnderwood-Gilliland 方 法得到的实际回流比或 实际塔板数 用途 带有一个进料物流和两个 产品物流的塔
DSTWU 简蒸馏 核算 石油馏分的 简捷法蒸馏
用 Edmister 方法在回流 带有一个进料物流和两个 比、理论板数和D：F比 产品物流的塔 的基础上确定分离 用分离指数确定产品的 复杂塔， 例如原油加工装 组成和流量， 每段的塔 置和减压塔 板数，负荷
2）指定第一调整变量 --- Specifications 调整distillate rate 在0.2-0.6kmol/sec之间变化
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例4.2 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能
3) 运行模拟 --- Control Pannel
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例4.2 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能
4) 查 看 结 果
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例4.2 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能
5）指定第二控制变量--- Specifications 第二控制变量为塔底中c3的浓度值为0.01
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例4.2 使用“DESIGN SPEC-VARY”功能
Aspen模拟反应器模块
C, O2
RStoic
2 CO + O2 --> 2 CO2
IN
C + O2 --> CO2
2 C + O2 --> 2 CO
OUT
C, O2, CO, CO2
On the evening of July 24, 2021
反应器---基于物料平衡的反应Cou器rseware template
• RStoic规定屏
动力学参数: 正反应: Pre-exp. Factor（指前因子） = 1.9 x 108, Act. Energy（活化能）= 5.95 x 107 J/kmol 逆反应: Pre-exp. Factor （指前因子） = 5.0 x 107, Act. Energy （活化能）= 5.95 x 107 J/kmol 反应中每个反应物的反应都是1级 (总共为2级)。 反应发生在液相中。
• 在RStoic 反应器中，可以规定或计算参考温度、压 力下的反应热
On the evening of July 24, 2021
反应器---例题1
Courseware template
• 【例题1】对比不同类型反应器的使用
反应器条件: Temperature（温度） = 70 0C Pressure （压力）= 1 atm
On the evening of July 24, 2021
反应器---例题1
Courseware template
• 【例题1】对比不同类型反应器的使用
反应器条件: Temperature（温度） = 70 C Pressure （压力）= 1 atm
化学计量式:
Ethanol(乙醇)+ Acetic Acid(乙酸)<--> Ethyl Acetate(乙酸乙酯)+ Water(水)
ASPENPLUS介绍及模拟实例
ASPENPLUS介绍及模拟实例ASPENPLUS具有广泛的应用领域，包括石化、炼油、化肥、热力、制药、生化工程等。
它可以用于模拟各种化工过程，例如分离、混合、反应、蒸馏、液-液/气-液萃取、吸收、脱吸附、干燥等。
ASPENPLUS使用了一套成熟的计算方法和数学模型，可以准确地预测化工过程的性能指标，为工程师提供决策支持。
ASPENPLUS的建模过程包括定义组分、定义装置流程、定义物理特性、定义热力学模型、定义操作条件、定义单元操作、定义修正参数等。
用户可以根据具体的工艺流程需求，选择不同的模拟单元进行组合，以实现整个过程的模拟。
在模拟过程中，用户可以通过调整操作条件和设备参数，进行优化设计，以实现最佳的性能。
下面以丙烯酸酯生产过程为例，介绍ASPENPLUS的模拟实例。
丙烯酸酯是一种重要的化工原料，广泛应用于合成高分子材料、油墨、粘合剂等。
其主要生产过程是通过异丁烯与甲基丙烯酸酯在催化剂存在下进行反应生成。
为了实现丙烯酸酯的高选择性产率，需要优化反应过程的操作条件和装置结构。
首先，在ASPENPLUS中定义组分，包括异丁烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和副产物。
然后，定义装置流程，包括进料反应器、分离塔和产品收集器。
接下来，定义物理特性，如温度、压力、流量等。
充分考虑物料的热力学性质，确保模拟过程的准确性。
在物理特性定义完成后，需要定义热力学模型。
根据反应过程的实际情况，选择适当的热力学模型，并确定模型参数。
在反应过程中，可以设置反应器的温度、压力和催化剂的用量，以及反应物的摩尔比例。
定义好热力学模型后，需要定义操作条件。
根据实际工艺需求，设置反应器的温度和压力，以及进料和产物的流量。
可以使用ASPENPLUS提供的优化算法，通过调整操作条件，实现产物选择性的优化。
最后，定义单元操作，包括进料反应器、分离塔和产品收集器的模型和参数。
分离塔的模型可以选择蒸馏、吸收或萃取等。
通过定义修正参数，可以对模拟过程进行细致的调整和修改，以实现更准确的模拟结果。
Aspen模拟
西安科技大学
ASPEN PLUS 能做什么
进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算
预测物流的流率、组成和性质
功
预测操作条件和设备尺寸
能
减少装置的设计时间、进行设计方案比较
帮助改进当前工艺
回答“如果…那会怎么样”的问题 在给定的限制内优化工艺条件 辅助确定一个工艺约束部位
西安科技大学
ASPEN PLUS 基本概念
用来计算热力学性质和迁移性质决定模拟精确性的关键西安科技大学单元操作模型及其主要功能分离器热交换器混合器和分流器?heater通用加热器器?heatx热交换器?mheatx多股物流的热交换器?hetran管壳式换热器?aerotran空冷式换热器?hxflux热传递计算?htrixist与htri的接口?mixer通用混合?split分流?fsplit子物流分流?sep组分分割?sep2两产品分离?flash2两相闪蒸?flash3三相闪蒸?decanter液液倾析器西安科技大学单元操作模型及其主要功能反应器压力改变固体处理?pyield收率反应器?rstoic化学计量反应器器?rcstr连续搅拌釜式反应器?rplug活塞流反应器?requil两相化学平衡反应器?rgibbs通用相平衡和化学平衡反应器?rbatch间歇式反应器?pump泵料浆泵?compr单级压缩膨胀机机?mcompr多级压缩膨膨胀机?pipeline多段管线压降降?pipe单段管线压降?valve阀压降?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简算法精馏核算型型?scfrac简算法多塔精馏?petrofrac石油炼制分馏塔西安科技大学单元操作模型及其主要功能用户模型固体处理器流控制器?user有限进出流股?user2无限进出流股?hierarchy分层结构?cyclone旋风分离器?rsp静电除尘器?fabfl纤维过滤器?vscrub文丘里涤气器?crush破碎机?screen筛选机?hycyc水力旋风分离器?filter转鼓过滤器?cfuge离心过滤器?swash固体洗涤器?ccd逆流倾析器?crystallizer结晶器?dryer干燥器?mult乘法器?dupl复制器?clchng流股复类器?select物流选择器?analyzer物流分析器?qtvec热负荷控制器?measurement测量器西安科技大学物性方法和模型描述热力学性质传递性质方法分类理想物性方法状态方程物性方法逸度系数物性方法专用系统物性方法常用推荐方法与煤相关应用推荐的物性方法煤的粉碎研磨solids分离和清洗过滤旋风分离沉降洗涤solids煤燃烧prbmrksbm煤气化prbmrksbm煤液化prbmrksbmbwrls酸性气体吸收使用prwsrkswsprmhv2rksmhv2psr
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工艺知识和数据管理
Axsys/Aspen Zyqad
热交换器设计
HTFS/Aspen Hetran/Aerotran/Teams
Hetran/Aerotran
在线应用
RTO Option/Aspen OnLine
聚合物
Polymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom Modeler
热交换器
•HEATER 通用加热 器 •HEATX 热交换器 •MHEATX多股物流 的热交换器 •HETRAN管壳式换 热器 •AEROTRAN空冷式 换热器 •HxFlux热传递计算 •HTRIXIST 与HTRI 的接口
西安科技大学
单元操作模型及其主要功能
固体处理
•RADFRAC 严格法精馏
西安科技大学
Aspentech系列软件
生命周期
按功能分类
计划 /研发 概念设计 工艺设计 详细设计 施工 /开车 操作 / 资产管理
稳态、动态模拟和优化 物性数据和模型
Hysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebModels
Aspen Plus培训讲义
1
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 模型分析工具使用的基础
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ASPEN PLUS 简介
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。
基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。
医药/精细化工 石油精制/管道
BaSYS (BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM
Aspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNet
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ASPEN PLUS 能做什么
进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算
预测物流的流率、组成和性质
功
预测操作条件和设备尺寸
能
减少装置的设计时间、进行设计方案比较
帮助改进当前工艺
回答“如果…那会怎么样”的问题 在给定的限制内优化工艺条件 辅助确定一个工艺约束部位
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ASPEN PLUS 基本概念
•MULTILFRAC 严格法多 塔精馏
•EXTRAC 严格法萃取
•DSTWU 简算法精馏，设 计型
•DISTL 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
•PYIELD 收率反应器 • RSTOIC 化学计量反应 器 •RCSTR 连续搅拌釜式 反应器 •RPLUG 活塞流反应器 •REQUIL两相化学平衡 反应器 •RGIBBS 通用相平衡和 化学平衡反应器 •RBATCH 间歇式反应器
用户模型
•USER 有限进出流股 •USER2 无限进出流股 •HIERARCHY 分层结构
固体处理器
•CYCLONE 旋风分离器 •RSP静电除尘器 •FABFL纤维过滤器 •VSCRUB文丘里涤气器 •CRUSH破碎机 •SCREEN筛选机 •HYCYC水力旋风分离器 •FILTER转鼓过滤器 •CFUGE离心过滤器 •SWASH 固体洗涤器 •CCD 逆流倾析器 •CRYSTALLIZER 结晶器 •DRYER 干燥器
Advanced System for Process Engineering（ASPEN） 1976~1981年由MIT主持、能源部资助、55个高校和公司 参与开发。 1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公 司，并称之为Aspen Plus。 经过20多年不断地改进、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。
表示实际装置所用的各个设备
物性方法（Property Method） 一批方法和模型。用来计算热力学性质 和迁移性质，决定模拟精确性的关键
西安科技大学
单元操作模型及其主要功能
混合器和分流器 •MIXER 通用混合 •SPLIT 分流 •FSPLIT 子物流分流
分离器
•SEP 组分分割 •SEP2 两产品分离 •FLASH2 两相闪蒸 •FLASH3三相闪蒸 •DECANTER 液－ 液倾析器
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,SR-POL AR
COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERM
工艺合成和分析
经济评价/投资估算/进 度管理
Concept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/Utilities
Aspen ICARUS
Pinch/Water/Utilities
流程图（Flowsheet）
直观形象地表示所模拟系统的流程
模型库（Model Library） 存放可用单元操作模型的库
数据浏览器（Data Browser） 流股（Stream）
页面和表页查看图。具有已经定义的可用 的模拟输入、结果和对象的树状层次视图
表示模拟中所用的物质流、热量流或功流
单元操作模型（Block）
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物性方法和模型描述
热力学性质 传递性质
焓、熵、吉布斯自由能、逸度系数、体积等 粘度、热导率、表面张力、扩散系数等
方法分类
➢用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法
理想物性方法
状态方程物性方法
逸度系数物性方法
专用系统物性方法
常用推荐方法
与煤相关应用 煤的粉碎，研磨 分离和清洗过滤,旋风分离,沉降，洗涤 煤燃烧 煤气化 煤液化 酸性气体吸收，使用
压力改变
•PUMP 泵/料浆泵
•COMPR 单级压缩/膨胀 机 •MCOMPR多级压缩/膨 胀机
•PIPELINE多段管线压 降
•PIPE 单段管线压降
•VALVE 阀压降
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单元操作模型及其主要功能
流控制器
•MULT 乘法器 •DUPL复制器 •CLCHNG 流股复类器 •SELECT 物流选择器 •ANALYZER 物流分析器 •QTVEC 热负荷控制器 •MEASUREMENT测量器