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1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 1 Aspen Technology, Inc. 1997 AspenTech. All rights reserved. PotentialReach YourTrueIntroduction to Aspen Plus 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 2 课程安排-第一天1. 介绍 - 模拟概念2.用户界面 用户界面介绍3.基本输入 - 图形化的用户输入界面4.单元操作模型 常用的单元操作模块 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 3 课程安排-第二天5. RadFrac 严格精馏塔模型6.反应器模型 各种不同的反应器模型 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 4 课程安排-第三天7.物性- 热力学模型, 物性分析和报告的概述 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 5 课程安排-第四天8.灵敏度分析 - 研究流程中变量之间的关系9.设计规定 - 满足工艺目标10. Fortran 块 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 6 课程安排-第五天11.优化 - 优化一个流程12. Heater and HeatX - 换热器模块13.变压模块 - 泵,压缩机,管线和阀 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 7Introduction to Aspen Plus 介绍目的:介绍一般的流程模拟概念和Aspen Plus 功能 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 8 介绍什么是流程模拟?使用计算机程序定量模拟一个化学过程的特性方程使用基本物性关系-质量和能量平衡- Equilibrium 关系-速率系数预测-物流流率, 组成和性质-操作条件-设备尺寸 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 9 一般模拟问题物流PRODUCT 的 组成是什么? To solve this problem, we need:- Material balances- Energy balances REACTORFEED RECYCLEREAC-OUT COOL COOL-OUT SEP PRODUCT 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 10 流程模拟的途径序贯模拟- Aspen Plus 是一个序贯模块模拟程序。-每个单元模块按一定的顺序求解。联立方程- Aspen Custom Modeler (以前是 SPEEDUP) 是一个联立方程模拟程序。-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。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 11 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 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 12Introduction to Aspen Plus 用户界面目的:用户舒适，并熟悉Aspen Plus 图形用户界面。Aspen Plus 参考: 用户指南, 第 1章, 用户界面 用户指南,第 2章, 建立一个模拟模型 用户指南, 第 4章, 定义工艺流程 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 13 用户界面 参考: Aspen Plus 用户指南, 第1章, 用户界面 Run ID Tool BarTitle Bar Menu Bar Select Modebutton Model Library Model MenuTabs ProcessFlowsheetWindow Next Button Status Area 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 14 用户界面（续）使用鼠标-左按钮单击 选择对象/域-单击右按钮 为选择的对象/域或入口/出口弹出菜单-双击左按钮打开数据浏览器对象的页面 参考: Aspen Plus 用户指南, 第 1章, 用户界面 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 15 图形化流程操作在流程中放置一个单元模块:1.在模型库中单击一个模型类别标签2.选择一个单元操作模型,单击下箭头选择一个模型图标3.在模块上单击并拖拉它到你期望放置的流程位置上,然后释放鼠标 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 16 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,或者作为产品来放置,则单击工艺流程窗口的空白部分6.单击鼠标右按钮停止建立物流 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 17 异丙基苯流程定义RStoicModel HeaterModel Flash2Model Filename: CUMENE.BKPREACTORFEED RECYCLEREAC-OUT COOL COOL-OUT SEP PRODUCT 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 18 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完成后用备份格式保存 (Run-ID.BKP).文件名: BENZENE.BKP FL1HeaterModel Flash2Model Flash2ModelCOOLFEED COOL VAP1 LIQ1 FL2 VAP2 LIQ2 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 19Introduction to Aspen Plus 基本输入目的:介绍Aspen Plus 模拟运行所要求的基本输入 Aspen Plus 参考:用户指南, 第3章，使用帮助用户指南, 第5章，计算的全局信息用户指南, 第6章，定义组分用户指南, 第7章，物性方法用户指南, 第9章，定义物流用户指南, 第10章，单元模型用户指南, 第11章，运行你的模拟 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 20 用户界面下拉式菜单-用于定义程序选项和命令工具栏-允许直接访问一些常用功能-能够被移动、隐藏或展现数据浏览器-用于操纵表页-能够被移动、重设大小、最大化、最小化或关闭表页-用于输入数据和浏览模拟结果-可以由多个页面构成 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 21 用户界面（续）对象管理器-允许操纵离散对象的信息-能够建立、编辑、改名、删除、隐含和展现对象（在10.1版中允许拷贝和粘贴) Next-用于检查当前表格是否是完成，并且跳到下一个必需的输入表页 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 22 数据浏览器菜单树前一个表下一个表 状态域 父按钮Units向后向前注释Next 说明域 状态 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 23 帮助帮助专题-内容- 适用于浏览整个文档。 用户指南和参考手册均包含在帮助中。在用户指南中的所有信息在Using Aspen Plus 手册下均可以找到。-索引 -使用索引项来寻找关于某个专题的帮助-寻找 -用于查找关于含有任何字或词的专题的帮助“这是什么?” 帮助-从帮助菜单中选择 “Whats This?”然后在任何区域上单击得到这一项目的帮助 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 24 基本输入对于运行模拟最小要求的输入是 (除图形流程外) ：- Setup（设置）- Components（组分）- Properties（性质）- Streams（物流）- Blocks（模块）这些输入在Data Browser 中均可以找到 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 25 状态指示器符号状态表输入未完成 表输入完成表中没有输入。是可选项。对于该表有计算结果。对于该表有计算结果，但有计算错误。 对于该表有计算结果，但有计算警告。对于该表有计算结果，但自从生成结果后输入已经改变。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 26 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 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 27 设置规定表格 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 28 设置运行类型 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 29 设置单位在Aspen Plus的单位可以按 3 个不同的级别定义:1.全局级 (在Setup Specifications Global 页面上的“输入数据”和“输出数据”域 )2.对象级 (在一个对象,诸如单元模块和物流的任意输入表页顶部的“Units” 域3.域级 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 30 组分使用 Components Specifications 表页来定义模拟所需的所有组分纯组分数据库包含诸如分子量、临界性质等参数。可以使用 Find按钮，根据组分名、分子式、组分类别、分子量、沸点、或CAS号查找组分。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 31 组分定义表格 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 32 输入组分组分 ID 是用于定义模拟输入和结果中的组分每个组分 标识通过下列途径与数据库与一个数据库相关联：-分子式: 组分的化学式 例如： C6H6(注意当有异构体时要加后缀，例如 C2H6O-2)-组分名: 组分的全名 例如： BENZENE通过使用Find按钮，可以找出数据库组分 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 33 Find 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 34 性质使用 Properties Specifications 表页定义在模拟中所使用的物性方法。性质方法是一个模型和方法的集合，用于描述纯组分和混合物的行为。选择正确的物性对于获得合理模拟结果是至关重要的。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 35 性质规定表 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 36 物流使用Stream Input 表页定义进料物流条件和组分。定义物流条件输入下列几项:-温度-压力-汽化率定义物流组分输入下列两项之一:-总物流流量和组分分率-单个组分的流率 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 37 物流输入表 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 38 模块 Block Input 表页或Block Setup表页都指定了单元操作模型的操作条件和设备规定所有单元操作模型都有可选的信息表页(例如, BlockOptions表页) 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 39 模块表 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 40 运行从 View 菜单中选择Control Panel 或按 Next 按钮.-当所要求的表页全部填完时执行模拟过程.-按钮Next 将使你进入没有填完的表页中. 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 41 控制面板 控制面板含有:-一个信息窗口,通过显示来自计算的最新信息而显示模拟的进展过程-一个状态区域,显示所执行的模拟模块和收敛回路的层次和顺序-一个工具栏,能够用来控制模拟 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 42 结果查看历史文件或控制面板信息-包括任何生成的错误信息和警告物流结果-包括物流条件和组成对于所有物流 (/Data/Results Summary/Streams)对于单个物流(在Data Browser中打开物流文件夹选择Results 表)模块结果-包括计算出的模块操作条件 (在Data Browser中打开模块文件夹并选择Results 表) PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 43Introduction to Aspen Plus 单元操作模型目的:熟悉单元操作模型的主要类型Aspen Plus 参考资料: 用户指导,第十章,单元操作模型 参考手册,第一卷,单元操作模型 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 44 单元操作模型类型混合器/分流器分离器换热器塔反应器压力变换器操作器固体用户模型 参考:在线帮助和文档中，对具体模型的使用予以很好的介绍。 Aspen Plus 参考手册,第1卷,单元操作模型 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 45 混合器/分流器 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 46 分离器 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 47 换热器 * Requires separate license 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 48 简捷塔 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 49 严格塔 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 50 反应器 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 51 压力变化器 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 52 操作器 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 53Introduction to Aspen Plus RadFrac目的:论述 RadFrac 分馏模型Aspen Plus 参考资料: 参考手册, 第1卷, 单元操作模型, 第4章 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 54 RadFrac: 严格多级分离可对下述过程做两相或三相模拟:-普通蒸馏-恒沸蒸馏-反应蒸馏结构选项:-任何数量的进料-任何数量的侧线采出-采出和循环回流-任何数量的换热器 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 55 RadFrac 流程连接气体蒸馏物 (DV)1 顶级或冷凝器热负荷热 (可选)(Q1) 液体蒸馏物 (DL)水 (DW) (可选)物料回流（任何数量) L1 + LW 产品 (任何数量)热循环回流倾析器热产品热返回(任何数量) 上升蒸汽(VN) N级底级或再沸器热负荷热 (可选)(QN) 塔底 (B) 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 56 规定:-理论板数-冷却器和再沸器结构-有效相态-收敛RadFrac结构设置 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 57 RadFrac 物流设置规定:-进料板位置 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 58 RadFrac 压力设置规定下列项之一:-塔压力分布-塔顶/塔底压力 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 59 绘图向导用 绘图向导 (在 Plot 菜单上) 能立即生成模拟结果的曲线图，你能用绘图向导显示如下操作的结果:-物性分析-数据回归分析- RadFrac、 MultiFrac和 RateFrac的数据分布点击数据窗口中的对象生成该对象的曲线图. 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 60 绘图向导示范用绘图向导创建整个塔的气相组成曲线. Block COLUMN: Vapor Composition Profiles Stage 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Y (m ole fr ac ) 0. 25 0. 5 0. 75 1 WATER METHANOL 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 61 RadFrac 的DesignSpecs 和 Vary 用DesignSpecs 和 Vary 表页可以在RadFrac 模型内部规定并执行设计规定。可以调整一个或多个RadFrac 输入，来满足对一个或多个 RadFrac 性能参数的规定要求。 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 62Introduction to Aspen Plus 反应器模型目的:介绍各种类型的反应器模型, 每类中至少详细考察一个反应器。Aspen Plus 参考资料: 参考手册, 第1卷, 单元操作模型, 第7章 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 63 反应器概述Reators(反应器)以物料平衡为基础RyieldRstioc以反应平衡为基础REquilRGibbs以动力学为基础RCSTRRPlugRBatch 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 64 基于物料平衡反应器 RYield-只要求物料平衡, 不要求原子平衡 -用来模拟入口物流不知道，但出口物流已知的反应器(例如，模拟一个炉子) 70 lb/hr H 2O20 lb/hr CO260 lb/hr CO250 lb/hr tar（焦油）600 lb/hr char（焦碳）1000 lb/hr Coal（煤）IN OUTRYield 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 65 基于物料平衡反应器 (续) RStoic-要求原子平衡和质量平衡-用于化学平衡数据和动力学数据不知道或不重要的反应器-可以规定或计算在参考温度和压力下的反应热2 CO + O2 - 2 CO2C + O2 - CO22 C + O2 - 2 COC, O2 IN OUTRStoic C, O2, CO, CO2 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 66 以化学平衡为基础的反应器概述-不考虑反应动力学-各个模块能解算相似的问题，但问题规定不同 REquil-通过求解反应平衡方程而计算化学平衡和相平衡-可用在有许多组分、已知一些反应并且较少组分参加反应的情况 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 67 以化学平衡为基础的反应器(续) RGibbs-未知反应当发生的反应未知，或由于有许多组分参与反应，致使反应数量很多时，该功能十分有用。-吉布斯能最小通过吉布斯自由能最小化来确定在产品吉布斯自由能最小时的产品组成。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 68 动力学反应器动力学反应器有 RCSTR, RPlug 和RBatch。因为考虑了反应动力学, 所以必须定义反应动力学。动力学可以用一个内置模型定义：- Power-Law模型- Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW)反应的催化剂的反应系数可以为零。反应是用反应 ID 指定。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 69 使用反应 ID单个反应ID可以在任意个数动力学反应器(RCSTR, RPlug 和 RBatch)中引用 。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 70 Power Law表达式 RTk活化能指前因子expT )( n i ikrate i*幂指数浓度示例: 2 3 21 2A B C Dkk 正反应: (假设反应中A为2级，B为3级) 系数: A: B: C: D: 指数: A: B: C: D: -2 -3 1 2 2 3 0 0逆反应: (假设反应中C为1级，D为2级)系数: C: D: A: B: 指数: C: D: A: B: -1 -2 2 3 1 2 0 0 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 71Introduction to Aspen Plus 物性目的:介绍物性方法和物性参数的概念明确有关物性方法选择方面的问题介绍使用物性分析来报告物性Aspen Plus 参考资料: 用户指南, 第 7 章, 物性方法用户指南, 第 8 章, 物性参数和数据用户指南, 第 29 章, 性质分析 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 72 工况研究- 丙酮回收 要获得精确的模拟结果，选择正确的物性方法和精确的物性参数是很重要的 理想方法状态方程方法活度系数模型方法预计所需理论级11 7 42大约费用（美元）520,000 390,000 880,000 FEED OVHDBTMSCOLUMN5000 lbmol/hr丙酮：10 mole %水：90 mole %规定: 丙酮回收率为99.5 mole % 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 73 如何建立物性选择一个物性方法检查参数/获得其它参数确认结果创建流程 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 74 物性方法一个物性方法是用于计算物性的模型和方法的集合 Aspen Plus提供了含有常用的热力学模型的物性方法。用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 75 描述组分物性的方法 物性模型 理想状态方程活度系数特殊(EOS)模型模型模型物性模型 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 76 理想状态与非理想状态的对比我们所定义的理想行为应该是什么样?-符合理想气体定律和拉乌尔定律理想系统应该是什么样?-大小和形状相似的非极性组分什么决定非理想状态程度?-分子相互作用例如，分子的大小、形状和极性我们如何研究一个系统的非理想程度?-性质图 (例如 TXY & XY) xy xy xy 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 77 状态方程和活度模型比较 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 78 常用选项集状态方程物性方法- PENG-ROB- RK-SOAVE活度系数物性方法- NRTL- UNIFAC- UNIQUAC- WILSON 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 79 亨利定律亨利定律只和理想与活度系数模型一起使用。它用于确定液相中的轻气体和超临界组分的量。任何超临界组分和轻气体 (CO2、N2、等。) 都应该说明为亨利组分 (Components Henry Comps Selection 页面)。亨利组分列表 ID 应该在 Properties Specifications Global 页 中的 Henry Components 域中输入。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 80 选择物性方法 - 复习你的系统中有无极性组分?操作条件是否在混合物临界区域附近?你的系统中是否有轻气体或超临界组分? 用带有亨利定律的活度系数模型用活度系数模型用状态方程模型否否否是是是参考: Aspen Plus 用户指南, 第 7章, 物性方法, 给出了关于物性方法选择方面的类似的、更详细的信息。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 81 如何建立物性方法选择物性方法检查参数/获得其它参数确认结果创建流程 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 82 纯组分参数描述一单个组分的属性在 Properties Parameters Pure Component 文件夹中输入 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 83 二元参数用来描述两个组分之间的相互作用在 Properties Parameters Binary Interaction 文件夹中输入来自数据库的参数值能够在图形用户界面中的输入表中查看。在完成流程之前必须要查看含有来自数据库的数据的参数表。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 84 如何建立物性选择物性方法检查参数/获得附加参数确认结果创建流程 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 85 物性分析用来生成简单的物性图表， 验证物性模型和数据。图表类型:-纯组分, 例如 蒸汽力相对温度-二元, 例如 TXY, PXY-三元相图。在含有原始数据的结果表上，按Plot Wizard 按钮可得到其它二元曲线图。为便于以后参考和使用，物性分析输入和结果可以另存成一个表。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 86 物性分析 - 图表理想 XY 图: 恒沸物 XY 图 : 2液相XY 图:y-x diagram for METHANOL / PROPANOL LIQUID MOLEFRAC METHANOL0 0.2 0.4 0.6 0.8 10.20.40.60.81VAPOR MOLEFRAC METHANOL (PRES = 14.69595 PSI) y-x diagram for ETHANOL / TOLUENELIQUID MOLEFRAC ETHANOL0 0.2 0.4 0.6 0.8 10.20.40.60.81VAPOR MOLEFRAC ETHANOL (PRES = 14.69595 PSI) y-x diagram for TOLUENE / WATER LIQUID MOLEFRAC TOLUENE0 0.2 0.4 0.6 0.8 10.20.40.60.81VAPOR MOLEFRAC TOLUENE (PRES = 14.69595 PSI) 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 87 如何建立物性选择一个物性方法检查参数/获得附加参数确认结果创建流程 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 88 建立物性 - 复习1.选择物性方法 -根据下列条件选择一个物性方法：-模拟中存在的组分-模拟的操作条件2.检查参数 - 确定在Aspen Plus 数据库中可用的参数3.获得附加参数 (必要时) - 所需的参数可以通过下列途径获得-查找文献-实验数据回归 (数据回归)-物性常数估算 (物性估算)4.确认结果 - 通过下列方法来检验对物性方法和所用物性数据的选择是否正确-物性分析 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 89 物性集物性集 (Prop-Set) 是一个把物性集或集合作为一个用户给定名的对象来访问的一种方法。当在一个应用中使用物性时只引用物性集名。用物性集可以报告热力学性质、传递性质和其它性质值。目前的物性集应用包括:-设计规定、Fortran 模块、灵敏度-物流报告-物性表 (Property Analysis)-塔盘性质 (RadFrac, MultiFrac, 等.)-加热/冷却曲线 (Flash2, MHeatX, 等.) 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 90 预先定义的物性集一些模拟模板包括预先定义的物性集下表列出了 General 模板中包括的预先定义的物性集和物性类型: 预先定义的物性集物性类型HXDESIGN换热器设计THERMAL混合物热性质(HMX, CPMX, KMX)TXPORT传输性质 VLE汽-液平衡 (PHIMX, GAMMA, PL)VLLE汽-液-液平衡 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 91 物流结果选项在 Setup Report Options Stream 页上，用: - Flow Basis 和 Fraction Basis 复选框定义如何报告物流组成- Property Sets 按钮指定物性集名，该物性集含有对每一个物流都要报告的附加性质 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 92Introduction to Aspen Plus 灵敏度分析目的:介绍灵敏度分析的用法，研究过程变量之间的关系。Aspen Plus 参考资料: 用户指南, 第 20 章, 灵敏度分析相关标题: 用户指南, 第 18 章, 访问流程变量用户指南, 第 19 章, Fortran 模块和内嵌 Fortran 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 93 灵敏度分析可使用户研究输入变量的变化对过程输出的影响。在灵敏度模块文件夹的 Results 表上能够查看结果。可以把结果绘制成曲线，使不同变量之间的关系更加形象化。位于 /Data/Model Analysis Tools/Sensitivity 下 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 94 灵敏度分析举例冷却器出口温度怎样影响产品物流纯度的?被调节(被改变)变量是什么?被测量(采集)变量是什么?文件名: CUMENE-S.BKP冷却器出口温度产品物流中异丙基苯纯度 (摩尔分率)REACTORFEED RECYCLEREAC-OUT COOL COOL-OUT SEP PRODUCT 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 95 灵敏度分析结果 Sensitivity S-1 Results Summary VARY 1 COOL PARAM TEMP F 100 150 200 250 300 C UM EN E PR OD UC T PU RI TY 0. 9 0. 95 1 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 96 灵敏度分析的用法研究输入变量的变化对过程（模型）的影响用图表表示输入变量的影响核实设计规定的解是否可行 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 97 灵敏度分析应用步骤1.定义被测量(采集)变量-它们是在模拟中计算的参量，在第4步将要用到 (Sensitivity Input Define 页)。2.定义被操作(改变的)变量-它们是要改变的流程变量 (Sensitivity Input Vary 页)。3.定义被操作(改变的)变量范围-被操作变量的变化可以按在一个间隔内等距点或变量值列表来规定。 (Sensitivity Input Vary 页)4.规定要计算的或要制成表的变量。-制表变量可以是任何合法的Fortran 表达式，表达式含有步骤1中定义的变量 (Sensitivity Input Tabulate 页)。 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 98 绘图 1. 选择包括 X 轴变量的列， 然后选择从 Plot 菜单下选择 X-Axis 变量 。2.选择包括 Y 轴变量的列， 然后选择从 Plot 菜单下选择 Y-Axis 变量 。3. (可选的) 选择含有参数变量的列，然后从 Plot 菜单下选择 参数变量。4.从 Plot 菜单下选择 Display Plot 。要选择一列， 用鼠标左键点击列标题。 PotentialReach YourTrue 1997 AspenTech. All rights reserved. 99Introduction to Aspen Plus 设计规定目的:介绍使用设计规定来满足设计要求。Aspen Plus 参考资料:用户指南, 第 21 章, 设计规定相关标题:用户指南, 第 18 章, 访问流程变量用户指南, 第 19 章, Fortran 模块和内嵌 Fortran用户指南, 第 17 章, 收敛性 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 100 设计规定类似于反馈控制器用户可把被计算的流程参量值设置成一具体值通过改变一个指定的变量达到目的位于 /Data/Flowsheeting Options/Design Specs 下 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 101 设计规定举例冷却器出口温度是多少才能使异丙基苯产品纯度达到98%（摩尔百分数）? 被操作（改变的）变量是什么? 被测量（采集）变量是什么? 要达到的规定（目标）是什么?文件名: CUMENE-D.BKP冷却器出口温度物流 PRODUCT中的异丙基苯摩尔分率物流 PRODUCT中的异丙基苯摩尔分率= 0.98REACTORFEED RECYCLEREAC-OUT COOL COOL-OUT SEP PRODUCT 1997 AspenTech. All rights reserved. 2021年5月28日星期五Introduction to Aspen Plus2021年5月28日星期五Slide 102 设计规定应用步骤1.定义被测量（采集）
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