Aspen-plus通用化工模擬系統(tǒng)及應(yīng)用（上機(jī)實(shí)習(xí)）6

第9章

ASPENPLUS應(yīng)用簡(jiǎn)介

9.1概述

9.2ASPENPLUS基本操作

9.3ASPENPLUS應(yīng)用實(shí)例

目錄9.1概述1、物性2、單元操作3．系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)策略目錄9.1概述

在物性部分中包括基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫(kù)、熱力學(xué)性質(zhì)和傳遞物性，下面分別加以介紹。①基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)庫(kù)

ASPEN—PLUS中含有一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)，共含有近900種純物質(zhì)的32類物性（分子量、Pitzer偏心因子、臨界性質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)生成自由能、標(biāo)準(zhǔn)生成熱、正常沸點(diǎn)下的汽化潛熱、回轉(zhuǎn)半徑、凝固點(diǎn)、偶極矩、比重等）；同時(shí)還有理想氣體熱容方程式的參數(shù)、Antoine方程的參數(shù)、液體焓方程系數(shù)。對(duì)UNIFAC和UNIQUAC方程的參數(shù)也收集在數(shù)據(jù)庫(kù)中，在計(jì)算過(guò)程中，只要所用組分在數(shù)據(jù)庫(kù)中存在，則可自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出基礎(chǔ)物性進(jìn)行熱力學(xué)性質(zhì)和傳遞物性的計(jì)算。物性目錄9.1概述③燃燒物數(shù)據(jù)庫(kù)燃燒物數(shù)據(jù)庫(kù)是計(jì)算高溫氣體性質(zhì)的專用數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)含有常見燃燒物的59種組分的參數(shù)，其溫度可高達(dá)6000K，而用ASPEN—PLUS主數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)溫度超過(guò)1500K以上時(shí)，計(jì)算結(jié)果不夠精確。但是燃燒物數(shù)據(jù)庫(kù)只適用于部分單元操作模型對(duì)理想氣體的計(jì)算。目錄物性9.1概述ASPENPLUS中共有二十多個(gè)單元操作模型，如混合、分割、換熱、閃蒸等，另外換包括間歇反應(yīng)器、多塔精餾、靈敏度分析與工況分析模塊。

①多塔精餾用于對(duì)多個(gè)多級(jí)分餾裝置相互聯(lián)接系統(tǒng)的嚴(yán)格模擬。能處理帶有側(cè)流氣體、泵循環(huán)、旁路和外部換熱器的復(fù)雜分餾操作。②間歇反應(yīng)器用來(lái)模擬單相或兩相間歇式反應(yīng)器。反應(yīng)器可有一個(gè)連續(xù)進(jìn)料或一個(gè)連續(xù)出料。采用緩沖罐的辦法使間歇反應(yīng)器與模擬流程的穩(wěn)態(tài)物流相連接。③靈敏度分析用戶通過(guò)給定某一變量作為靈敏度分析變量，通過(guò)改變此變量的值模擬出操作結(jié)果的變化情況。④工況分析為了對(duì)同一流程作幾種操作工況的運(yùn)行分析，可采用工況分析模塊。它除對(duì)基本工況進(jìn)行模擬外，還要對(duì)一系列工況中的每個(gè)工況進(jìn)行流程模擬。單元操作目錄9.1概述①數(shù)據(jù)輸入ASPEN—PLUS的輸入是由命令方式進(jìn)行的，即通過(guò)三級(jí)命令關(guān)鍵字書寫的語(yǔ)段、語(yǔ)句及輸入數(shù)據(jù)對(duì)各種流程數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入。輸入文件中還可包括注解和插入的FORTRAN語(yǔ)句，輸入文件命令解釋程序可轉(zhuǎn)化成用于模擬計(jì)算的各種信息。②解算策略ASPEN－PLUS所用的解算方法為序貫?zāi)K法，對(duì)流程的計(jì)算順序可由用戶自己定義，也可由程序自動(dòng)產(chǎn)生。對(duì)于有循環(huán)回路或設(shè)計(jì)規(guī)定的流程必須迭代收斂。所謂設(shè)計(jì)規(guī)定是指用戶希望規(guī)定某處的變量值達(dá)到一定的要求，例如要規(guī)定某產(chǎn)品的純度或循環(huán)流股的雜質(zhì)允許量等。對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定通過(guò)選擇一個(gè)模塊輸入變量或工藝進(jìn)料流股變量，加以調(diào)節(jié)以使設(shè)計(jì)規(guī)定達(dá)到要求值。關(guān)于循環(huán)物流的收斂方法有威格斯坦法（Wegstein）、直接送代法、布羅伊頓法、虛位法和牛頓法等，其中虛位法和牛頓法主要用于收斂設(shè)計(jì)規(guī)定。③結(jié)果輸出可把各種輸入數(shù)據(jù)及模擬結(jié)果存放在報(bào)告文件中，可通過(guò)命令控制輸出報(bào)告文件的形式及報(bào)告文件的內(nèi)容，并可在某些情況下對(duì)輸出結(jié)果作圖。在物流結(jié)果中包括：總流量、粘度、壓力、汽化率、焓、熵密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量及各組分的摩爾流量。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)策略目錄9.2ASPENPLUS基本操作9.2.1ASPENPLUS的啟動(dòng)

9.2.2模擬流程的設(shè)置

9.2.3輸入物流數(shù)據(jù)及其它參數(shù)的輸入

9.2.4結(jié)果的輸出目錄9.2.2模擬流程的設(shè)置

1、當(dāng)我們選定了合適的單元模塊，就可以放到流程區(qū)中去。2、

在畫好流程的基本單元后，就可以打開物流區(qū)，用物流將各個(gè)單元設(shè)備連接起來(lái)。3、

進(jìn)行物流連接的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)提示在設(shè)備的哪些地方需要物流連接，在圖中以紅色的標(biāo)記顯示。4、在紅色標(biāo)記處，確定所需要連接的物流，當(dāng)整個(gè)流程結(jié)構(gòu)確定以后，紅色標(biāo)記消失，按Next按鈕，系統(tǒng)提示下一步需要做的工作。

目錄9.2.4結(jié)果的輸出當(dāng)Aspen對(duì)整個(gè)流程計(jì)算完畢以后，在數(shù)據(jù)瀏覽器中的結(jié)果匯總（ResultsSummary)中可以看到模擬的結(jié)果。

目錄9.3ASPENPLUS應(yīng)用實(shí)例—22、將鼠標(biāo)移到流程區(qū)，并單擊，在流程區(qū)出現(xiàn)一個(gè)塔，將鼠標(biāo)移到物流、能流區(qū)，單擊，將在塔上出現(xiàn)需要連接的物流（用紅色表示），鼠標(biāo)移到紅色標(biāo)記前后，通過(guò)拖動(dòng)連接上進(jìn)出單元的物流。3、當(dāng)連接單元物流上的紅色標(biāo)記消失后，表明單元流程已建立，單擊“N”。

4、系統(tǒng)彈出的對(duì)話框，在“Title”中輸入模擬流程名稱，在“Unitsofmeasurement”

選擇輸入、輸出數(shù)據(jù)的單位制，一般選擇米制。選Accounting輸入任意名輸入模擬流程名稱單位制5、單擊“N”，系統(tǒng)彈出的模擬流程組分對(duì)話框，在“ComponentID”下分別輸入“1、2、3”，在對(duì)應(yīng)的“Formula”下分別輸入“H2O、CH4O、C2H6O”，對(duì)前兩種物質(zhì)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)辨識(shí)，系統(tǒng)會(huì)自己添上組分名稱，而對(duì)于第3種物質(zhì)，由于有多種可能，系統(tǒng)會(huì)彈出給你選擇的對(duì)話框，選擇二甲醚即可。可利用find功能查找所要物質(zhì)6、單擊“N”，系統(tǒng)彈出物流特性估算方法對(duì)話框，在對(duì)話框中選擇“P-R”方法。在實(shí)際應(yīng)用中，具體的物流特性依據(jù)具體情況。7、單擊“N”，系統(tǒng)彈出如右圖的輸入物流基本情況對(duì)話框，主要有流量（8kmol/hr）、壓力（8kg/sqcm）、溫度（30℃），摩爾分率（0.4,0.27,0.33）。輸入流股數(shù)據(jù)9、點(diǎn)擊“N”，輸入加料板位置及出料物流的氣、液狀態(tài)，完成所有的設(shè)置，輸入?yún)^(qū)的紅色標(biāo)記消失，數(shù)據(jù)輸入完畢，系統(tǒng)開始計(jì)算，計(jì)算完成后，可以點(diǎn)擊“ResultsSummary”得到如下圖的數(shù)據(jù)。選ENG,MET或SI得到不同單位輸出控制面板的收斂計(jì)算報(bào)告10結(jié)果匯總按streamtable得如下流股表（自動(dòng)加在流程圖下。）點(diǎn)擊選擇相應(yīng)的圖標(biāo)，做出塔中分布圖溫度分布組分分布?xì)庖毫髁糠植枷旅孀龀鏊袦囟确植紙D：填寫橫縱座標(biāo)各塔板溫度分布圖各塔板壓力分布ViewInputSummeryandHistory…DataSetup,Components,Properties,Streams,Blocks…ToolsRun…模擬完成后,可由工具條了解：12.AspenHistory計(jì)算過(guò)程報(bào)告（View）

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InputSummery輸入報(bào)告（View）;;InputSummarycreatedbyAspenPlusRel.11.1at08:11:53MonMar9,2009;DirectoryE:\USERS\我的文檔\課程教學(xué)\化工系統(tǒng)工程\化工系統(tǒng)工程稿2009工程\AspenFilenameC:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\~apf.tmp;TITLE'distillation'IN-UNITSMETDEF-STREAMSCONVENALLACCOUNT-INFOUSER-NAME="LL"DATABANKSPURE11/AQUEOUS/SOLIDS/INORGANIC/&NOASPENPCDPROP-SOURCESPURE11/AQUEOUS/SOLIDS/INORGANICCOMPONENTSWATERH2O/METHA-01CH4O/DIMET-01C2H6O-1FLOWSHEETBLOCKC201IN=FEEDOUT=DWASPENPLUSISATRADEMARKOFHOTLINE:ASPENTECHNOLOGY,INC.U.S.A.888/996-7001TENCANALPARKEUROPE(32)2/724-0100CAMBRIDGE,MASSACHUSETTS02141617/949-1000PLATFORM:WIN32FEBRUARY27,2009VERSION:11.1Build192FRIDAYINSTALLATION:TEAM_EAT2:53:25P.M.THISCOPYOFASPENPLUSLICENSEDTO

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