Aspen Plus计算汽液相平衡
关于使用AspenPlus回归NRTL二元交互作用参数的实例
关于使用Aspen Plus回归NRTL二元交互作用参数的实例天津大学化工学院08级化学工程与工艺2班马晨皓2011-12-12于天津大学鹏翔公寓4斋本实例采用文献[1]所提供的苯-1-庚烯-N-甲基吡咯烷酮常压下的汽液平衡数据使用Aspen Plus进行NRTL（非随机两液相）方程二元交互作用参数的回归。
该法同样适用于对于其他例如Wilson方程等交互作用参数的回归计算。
表格 1 苯-1-庚烯-NMP体系常压下的汽液平衡数据p=101.3kPa1. 选择一个你想用的Aspen Plus模板，我通常使用的是通用米制单位模板，选择运行类型（Run Type）为数据回归（Data Regression）；2. 在组分（Components）中输入各组分。
本例使用的是苯-1-庚烯-NMP的VLE数据，其中1表示苯（benzene），2表示1-庚烯（1-heptene），3表示N-甲基吡咯烷酮（NMP）；3. 在物性（Properties）中全局变量（Global）的物性方法（Property method）中选择NRTL；4. 在数据（Data）中新建一个数据D-1，类型为混合物（mixture）；5. 在Data-Setup中导入所有组分，选择数据类型，本例使用的常压下的Txy，故数据类型为Txy，规定压力为101.3kPa，根据文献[1]以质量分数为计算基准；6. 在Data-Data中黏贴数据表格（可以直接将Excel表黏贴至此），注意，Std-Dev一行是标准方差；7. 在Regression中新建一个回归计算R-1；8. 在Regression-Setup中选择模型为NRTL，将数据D-1填入，选择计算类型为回归计算（Regression）；9. 在Regression-Parameters中选择参数类型为二元参数（Binary parameters），名字为NRTL，元素为1（表示回归的参数为标量，NRTL二元交互作用参数为标量），定义组分i和j，最后一行的Aij=Aji可以选择yes也可以不选（默认为no）；10. 运行，计算成功后，在Parameters-Binary Interaction中查看回归结果。
ASPEN_PLUS_学习经验
ASPEN PLUS学习经验1 .概述入门是初学aspen plus软件最重要也是最难的一关。
读过手册的人都知道，Aspen plus的手册和资料有很多，初学者面对如此之多的资料可能不知如何开始，我认为其中比较重要而且必读的是《用户指南》（《user guide》）、《单元操作模型》（《Unit Operation Models》）、《物性方法和模型》（《Physical Property Methods and Models》）、《物性数据》等，如果有一定的英文基础，最好是读英文的，这些在帮助文件中都有。
其实一旦入了门，流程模拟软件学习起来就很简单了，很多功能触类旁通，很容易就懂了，比如说，如果知道了sensitivity, 那么optimizaiton、desian spec就很容易了。
大体来说，初学aspen plus 需要掌握如下三个方面：1）aspen plus能做什么？2）Aspen plus需要什么？3）aspen plus的界面及功能。
2. aspen plus的界面及功能和学习所有软件一样，首先需要了解软件的环境，也就是界面。
我个人认为界面基本上可以分为两种：一是流程图窗口(process flowsheet window),另外是数据浏览窗口（data browser window)。
实际上还应该再加一个控制面板（control panel)窗口，这个窗口也很重要，但这个窗口只是在流程调试使用，并且涉及的内容初级入门者也不必花太多时间去看，先忽略。
流程图窗口很简单，只要你在工厂干过，看过PFD流程图并且是windows 的用户，就没有什么难得地方，读一下《user guide》知道各菜单及快捷键的功能，很快就能搞定。
数据浏览窗口是aspen plus最重要的部分。
这也是aspen plus区别于画图软件的地方。
你需要在这个窗口中输入所有的已知条件，并且运行后观看运行结果。
其中如下信息是所有的模拟都需要有输入的：1）组分（components)2）属性(properties)3）物流(streams)4）单元操作(blocks)组分没什么好说的，流程用到什么成分你就输什么成份，aspen plus内置的数据库包括了1600多种常用物质（如果需要的组分aspen plus中没有用户可以自己扩充，这部份内容不适合在初级，再后面介绍）。
一氧化碳冷箱的Aspen Plus模拟
一氧化碳冷箱的Aspen Plus模拟黄斌【摘要】应用过程模拟软件Aspen Plus对某公司一氧化碳冷箱装置进行模拟计算,总结了适用于深冷分离的物性方程,并分析了原料气压力、冷却温度及分离器液相分配比例等因素对一氧化碳冷箱装置的影响.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2017(042)005【总页数】4页(P29-32)【关键词】一氧化碳;深冷分离;冷箱;Aspen Plus【作者】黄斌【作者单位】上海华谊能源化工有限公司,上海200241【正文语种】中文【中图分类】TQ546.5某公司一氧化碳（CO）冷箱装置采用深冷分离方法，将上游水煤浆气化产生的合成气经废热回收、低温甲醇洗净化后，分离氢气（H2）和CO，得到纯度（物质的量分数）大于98%的CO产品，供下游生产醋酸。
本文应用Aspen Plus软件对一氧化碳冷箱装置进行了模拟，并分析了原料气压力、冷却温度及分离器液相分配比例等因素对一氧化碳深冷分离装置的影响。
一氧化碳冷箱工艺流程如图1所示。
经过净化的合成气以-36.5℃的温度进入冷箱，经过工艺气冷却器Ⅰ（E01）后其温度被冷却至-142℃，再经过工艺气冷却器Ⅱ（E02）后，气相中大量CO被冷凝至-181.8℃。
在工艺气分离器（V02）中，大部分富氢气和富CO液体被分离。
从工艺气分离器中出来的富氢气体经过工艺气冷却器Ⅱ、工艺气冷却器Ⅰ升温后，可作为甲醇合成的原料。
来自工艺气分离器液相出口的富CO液体分成两股，一股去H2气提塔（T01）上塔进行喷淋，另一股经工艺气冷却器Ⅱ部分再沸后进入H2气提塔中部。
H2气提塔塔底液体是符合产品质量要求的CO，经工艺气冷却器Ⅱ减压闪蒸后，根据流量分成三股物流，压力分别为530，220 ，70 kPa。
三股物流再经过工艺气冷却器Ⅰ送出冷箱，并经加热且调节压力后进入CO压缩机三段进口，加压至3.6 MPa后送至计量站进行计量，最后送至下游醋酸装置作为原料气。
Aspen Plus 使用介绍
Aspen Plus 使用介绍通过例题来了解Aspen Plus 使用。
例题：异丙苯合成工艺模拟异丙苯(C9H12)是合成染料、树脂的重要原料，可以由苯(C6H6)和丙烯(C3H6) 合成得到，具体的反应式如下：苯的流量为401bmol ／h~，丙烯的流量为401bmol ／h;反应器的热负荷和压力降均为零，丙烯的转化率90％；反应后的气体进入换热器降温冷却，换热器出口温度为130。
F 、压降为 O ．1psi 。
然后再进入压力为latm(1atm==101325Pa ，下同)、热负荷为0Btu ／h(1Btu=1055．06J ， 下同)的闪蒸器进行气液分离，液相作为产品直接引出，气相循环进入反应器，如图2-8。
用RK-SOA VE 进行热力学性质估算。
试用Aspen Plus 模拟该工艺过程，求液相产品的热力 学状态及各组分的流率。
模拟步骤如下：步骤一：启动Aspen启动方式：双击桌面快捷方式，或点击开始菜单。
提供用户信息（Account imfomation ） 首先出现图2-10界面，需选择空白模拟（Blank Simulation ）、模板（Template ）或打开已有模拟文件（Open an Existing Simulation ）。
如用模板启动，则进入图2-11界面，选英制单位的通用模板（General with English Units ）。
Aspen 提供的模板：空气分离、化学工艺、电解质、气体处理、一般工艺（广泛用于汽液平衡）、石油（石油化工）、医药、湿法冶金、固体、特种化工。
可用英制、米制作为缺省单位制。
新模拟时，需在Run Type 列表框中选运行类型，见图2-11。
运行类型：Flowsheet 、Property Estimation 、Property Analysis和 Data Regression本例选Flowsheet 。
文件File 的下拉菜单中选Save 或 Save As 保存文件。
ASPEN_PLUS求解石油组份平衡汽化曲线-臭水沟制作
ASPEN PLUS 求解石油组份平衡汽化曲线作者：臭水沟（本文件只用于学习交流，请勿用于商业用途，否则后果自负！ASPEN PLUS 软件版权归ASPENTECH 公司所有！）注：本文适合有一定的ASPEN PLUS 基础的童鞋阅读！鉴于作者水平有限，错误在所难免，希望请大家不要拍砖哟~共同交流！（呵呵。
） 如有问题请通过小木虫与“臭水沟”联系，谢谢！题目：通过恩氏蒸馏曲线计算平衡汽化曲线。
(所有的已知条件见下列截图中，此处不暂赘述）1. 建立模型：首先建立HEATER 模型（见图1）。
本文采用HEATER 模块计算汽化温度。
图1臭水沟制作2. 设定组份：组分名为AAA （可自行设置），TYPE 为ASSAY ，见图2。
图2在Assay/Blend →AAA →Basic →Dist Curve 下，设置比重为0.78及馏程数据（需已知），蒸馏曲线类型可自选，此处根据题为恩式曲线，见图3。
图3臭水沟制作3. 设定物性方程为BK10（此热力学方程适用于石油化工），见图4。
图44. 设定物流条件，压力＝0.8MPa ，汽相分率＝0，流量为80t/h （可自行设置，对计算汽化温度没有影响，只用于计算进出口平衡），图5。
设定压力和汽相分率是用来计算在一定压力下，某个汽相分率对应的汽化温度，这样就可以得到平衡汽化曲线。
此处也可设定温度来计算不同温度下的汽液相的组成和汽相分率。
图5 臭水沟制作5. 设定换热器操作参数，与物流的参数一致，见图6。
图66. 这样就可以计算了，结果可得汽化温度，相平衡数据等，见图7，8。
图7 臭水沟制作图8 7. 至此就可以结束了，但是为了方便计算不同汽相分率下的汽化温度，可用如下方法，见图9。
在Hcurves 下，新建“1”。
Sepup →Independent variable 选择Vapor fraction(汽相分率)，在Range for vapor fraction 下，选择List of values ，输入0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0（可自行设定其它数值）。
Aspen Plus在制药化工原理汽液平衡教学中的应用
Ａ Ｐ Ｎ） Ｓ Ｅ 是大型通用 流程 模拟系统 ， 美国 Ａ Ｐ Ｎ Ｔ Ｃ 是 Ｓ Ｅ Ｅ Ｈ公司于 容上仍偏重于引用传 统的基 础化工 知识 ， 而缺乏 与具体 教学 专 上世纪 ８ ０年代推向市场的适用 型流程模 拟软 件 。流程模拟软 ｊ 业间的密切联系 ， 从长期的教学实践 中发现 ， 学生在 学习制药化 件建立在物料和热量平衡 、 平衡 、 相 化学 平衡及反 应动力学基础 工原理时感觉与药学 知识相 差较大 ， 习的积极 性与能 动性 均 学 上， 通常提供 了物性数据库 、 严格的热力学估算模 型库和丰富的过 难以充分调动 ， 至还易产生消极抵触的情绪 ， 甚 而且教材 内容 过程单元模 型库包括 了常用 的化工操作单 往往滞后 于生产实 践 ， 尤其滞后 于科研 实际 。为 了在教 学 中突 程单元模型库。其 中，
形象生动 ， 紧密联系工 业生产 ， 激发 学生 的专业学 习兴 趣 ， 而 从 提高学生分析和解决实际工程 问题 的能 力。本 文主要根据 自己
的科研成果介绍 Ａ ｐｎＰｕ 在天然产物 挥发油 中的二元组分 汽 ｓ ｌｓｅ
作者简介： 王贤书（ ９７一 ， ， １７ ） 女 讲师， 主要从事制药化工原理教学和分离过程的模拟与优化研究工作 。Ｅ— ａ ：ｉｌ ｕ １＠ｓ ａｃｍ ｍ ｉ ｘ Ｉｈ９ ３ ｉ ． ｌ ａ。 ｎ ０
之间形成一种 良性循环。
数和准确 的设备模 型的情况下 ， ｓｅ ｌ ＡｐｎＰｕ ｓ流程模拟软件可用于 解决上述问题的有效途 径是 丰富教学 手段 ， 借此使 课程 工厂实际生产流程的模拟， 并 其应用领域包括气体加工 、 、 、 炼油 发电 教学与实际工程问题有机地结合 。根据教学 经验和相关 研究为 合成燃料 、 石油化工、 煤化工 、 环境化工 、 生物化工 、 医药等 Ｈ 。 】 基础 ， 依托专业的传统特色和优势 ， 结合《 制药化工原理 》 课程 的 Ａ ｐｎＰｕ 的使用方法一 般可分为 ４部分 Ｊ ｓ ｌｓ ｅ 。
ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺
ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、合成纤维、橡胶等领域。
精细的乙烯精馏生产工艺对于获得高纯度的乙烯产品至关重要。
在本文中，将使用ASPENPLUS软件进行乙烯精馏生产工艺的模拟计算。
首先，需要建立物料平衡模型。
假设进料为乙烯和杂质物料，出料为乙烯和杂质物料的混合物。
首先，可以使用MESH分离块对进料进行塔板线性分离，并定义进料进口的操作条件。
然后，可以选择塔板压降模型，然后设置相平衡模型，例如使用UNIFAC-RK模型。
接下来，需要定义塔板的结构和操作参数。
在塔顶设置乙烯的回收器，并在塔底设置乙烯的热循环回收，以提高乙烯的回收率和纯度。
然后，需要选择合适的塔板类型和厚度。
请注意，在乙烯精馏塔中，常用的塔板类型有Sieve Tray、Valve Tray、Bubble Cap Tray等。
我们可以选择其中一种适合的塔板类型。
在进行塔板设计时，需要选择适当的塔心直径、液体停留时间和气体速度，以确保塔板的正常运行。
同时，还需要通过指定冷冻器、热交换器等设备，控制塔顶和塔底的温度。
完成了物料平衡和塔板设计后，接下来需要进行乙烯的精馏过程的热力学计算。
在ASPENPLUS中，可以选择适当的热力学模型，如NRTL或UNIFAC模型，以模拟乙烯的汽液相平衡行为。
此外，还可以通过设置温度、压力和摩尔流量等操作参数，优化乙烯的回收率和纯度。
最后，可以进行仿真计算和结果分析。
在ASPENPLUS中，可以使用数据回归方法，通过各个操作参数的变化，建立乙烯精馏过程的模拟模型。
通过模拟计算，可以得到乙烯的纯度、回收率以及杂质物料的分离效果。
然后，可以根据需求进行调整，以优化乙烯精馏生产工艺。
研究结果显示，通过ASPENPLUS的模拟计算，可以实时监测乙烯精馏过程的各项参数，包括温度、压力、流量等，并通过调整操作参数，实现乙烯的高回收率和高纯度。
同时，模拟计算还可以预测乙烯精馏过程中可能出现的问题，并提供相应的解决方案。
aspen教程-气液平衡基础
（384.7K）
饱和气体
饱和液体
（353.0K） （0.375） （0.586）
图1.2 苯、甲苯T-xy图
第8页
1.气液平衡基础 1.2 二元VLE相图
相图的读解
图1.8 丙烯/丙烷的xy图
第9页
1.气液平衡基础 1.3 物性方法
图1.3 T-xy二元图设置
第10页
1.气液平衡基础 1.3 物性方法
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Liquid composition(mole fraction light)
相对挥发度越大，分离越容易
5 2 1 .3
1.气液平衡基础 1.5 泡点
• 1）添加组分
露点
• 2）选择热力学模型（Peng-Rob）
第19页
1.气液平衡基础 1.5 泡点
露点
• 3）绘制模拟流程图（Separators/Flash2）
第20页
1.气液平衡基础 1.5 泡点
• 4）定义进料流股
露点
第21页
1.气液平衡基础 1.5 泡点
• 5）定义单元操作
露点
第22页
1.气液平衡基础 1.5 泡点
• 6）运行模拟计算，查看结果
露点
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1.气液平衡基础 1.5 泡点
露点
• 【例题】利用闪蒸单元操作，完成以下例题 • 物系：苯，甲苯，其中苯的摩尔分率为0.2 • P=106.7kPa下，求： 1）溶液的泡点温度及平衡气相组成 2）溶液的露点温度及平衡液相组成
利用AspenPlus完成精馏的设计与控制 Distillation Design and Control Using Aspen Simulation, William L. Luyben, Wiley-AIChE