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1、1,Aspen Plus培训讲义,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,ASPEN PLUS 简介,Advanced System for Process Engineering（ASPEN）19761981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。,基于序贯模块法的大型通用稳态过程模拟软件。,流程模拟使用
2、计算机程序定量模拟一个化学过程的 特性方程。,Aspentech系列软件,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,经济评价/投资估算/进度管理,热交换器设计,稳态、动态模拟和优化,物性数据和模型,在线应用,工艺知识和数据管理,COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERM,Hysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebModels,Hetran/Aerotran,HTFS/Aspen Hetran/Aerotran/Teams,RTO Opt
3、ion/Aspen OnLine,Concept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/Utilities,Pinch/Water/Utilities,Aspen ICARUS,Axsys/Aspen Zyqad,Aspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNet,Polymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom Modeler,BaSYS (BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plu
4、s/Chromatography/Aspen ADSIM,医药/精细化工,石油精制/管道,聚合物,工艺合成和分析,按功能分类,生命周期,ASPEN PLUS 能做什么,功 能,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,流程图（Flowsheet）,ASPEN PLUS 基本概念,模型库（Model Library）,数据浏览器（Data Browser）,流股（Stream）,单元操作模型（Block）,物性方法（Property Method）,直观形象地表示所模拟系统的流程,存放可用单元操作模型的库,页面和表页查看图。具有已经定义
5、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,表示实际装置所用的各个设备,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,单元操作模型及其主要功能,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,单元操作模型及其主要功能,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 SCFRAC 简算法多塔精馏
6、PETROFRAC 石油炼制分馏塔,单元操作模型及其主要功能,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,用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法,物性方法选择指南,建立模型,已知条件,求解方程组,建立流程图,组分数据,物性方法,物流数据,单元操作模型数据,其它数据,ASPEN PLUS模拟的流程,三 类 方 程,ASPEN PLUS的优势,具有最完备的物性系统,一套完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型 (共105种) 包括5000多种纯组分的物性数据 Aspen Plus是唯一获准与DECHE
7、MA数据库接口的软件。该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，共计二十五万多套数据。用户也可以把自己的物性数据与Aspen Plus系统连接。 高度灵活的数据回归系统（DRS）此系统可使用实验数据求取物性参数，可以回归实际应用中任何类型的数据，计算任何模型参数，包括用户自编的模型。可以使用面积式或点测试方法自动检查汽液平衡数据的热力学一致性。 性质常数估算系统（PCES）能够通过输入分子结构和易测性质（例如沸点）来估算短缺的物性参数 Redlich-Kwong-UNIFAC状态方程可用于非极性、极性和缔合组分体系,ASPEN PLUS的优势,可以模拟固体系统,Aspen Plus在
8、煤的气化和液化、流化床燃烧、高温冶金 和湿法冶金，以及固体废物、聚合物、生物和食品加工业中都得到了应用。 Aspen Plus中固体性质数据有两个来源：一是Solid数据库，它广泛收集了约3314种纯无机和有机物质的热化学数据；二是和CSIRO数据库的接口。还具有一套通用的处理固体的单元操作模型，包括破碎机、旋风分离器、筛分、文杜里洗涤器、静电沉淀器、过滤洗涤机和倾析器。此外，Aspen Plus中所有的单元操作都适合于处理固体，例如闪蒸和加热器模型能计算固体的能量平衡，而反应器模型 RGIBBS可用最小GIBBS自由能来判断在平衡状态下是否有固相存在。,ASPEN PLUS的优势,可以模拟电
9、解质系统,许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收等。 Aspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度系数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的电解质系统。这些模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。 电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质的各种离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组分性质； 模拟电解质过程的功能在整套Aspen Plus都可以应用。用户可以用数据回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen Plus的单元操作模型均可处理
10、电解质系统 。例如，Aspen Plus闪蒸和分馏模型可以处理有化学反应过程的电解质系统。,ASPEN PLUS的优势,具有完整的单元操作模型库,Aspen Plus有一套完整的单元操作模型，可以模拟各种操作过程,由单个原油蒸馏塔的计算到整个合成氨厂的模拟。 由于Aspen Plus系统采用了先进的PLEX数据结构，对于组分数、进出口物流数、塔的理论板数以及反应数目均无限制，这是Aspen Plus的一项独特优点，非其它过程模拟软件所能比拟。 此外，所有模型都可以处理固体和电解质。单元操作模型库约由50种单元操作模型构成。 用户可将自身的专用单元操作模型以用户模型（USER MODEL）加入到
11、Aspen Plus系统之中，这为用户提供了极大的方便性和灵活性。,ASPEN PLUS的优势,具有快速可靠的流程模拟功能,Aspen Plus提供流程模拟所需的多种功能，可帮助用户方便地编写输入文件，快速而可靠地收敛流程，以及进行流程优化计算。这些功能包括： 可按流程模拟需要使用在线FORTRAN语句和子程序。 可以使用Aspen Plus的插入模块（Insert）功能，重复使用流程模型的某一部分，例如一个酸性气体净化模型，一组物性输入数据。也可以建立用户自已的Inserts， 并存入用户插入模块库（Library）来应用。 可以利用设计规定（Design Specification）来达到
12、对任何模块计算的参数所规定的目标值。,ASPEN PLUS的优势,具有最先进的计算方法,Aspen Plus具有最先进的流程收敛方法 Aspen Plus具有最先进的数值计算方法，能使循环物流和设计规定迅速而准确地收敛。这些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant)、拟牛顿法、Broyden法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。例如，修正后Secant法可以处理非单调的设计规定。Aspen Plus可以同时收敛多股撕裂（Tear）物流、多个设计规定，甚至收敛有设计规定的撕裂物流。这些特点对解决高度交互影响的问题时特别重要。 Aspen Plus可以进行过程优化计算
13、 应用Aspen Plus的优化功能，可寻求工厂操作条件的最优值，以达到任何目标函数的最大值。对约束条件和可变参数的数目没有限制，可以将任意工程或技术经济变量作为目标函数，如利润和生产率。用户在选取操作参数限制范围时，具有很大的灵活性。 Aspen Plus的一大特点是能将流程模拟和优化同时收敛，这样使得收敛更加迅速而可靠。,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,模型分析工具的使用,ASPEN PLUS 2006 安装方法,运行虚拟光驱DAEMON TOOLS，载入ASPEN 2006的ISO文件（2.61G那个） 运行虚拟
14、盘上的Setup，到添加license这一步 将文件夹“化工流程模拟系统TLF-SOFT-ASPENTECH ASPEN PIMS FAMILY V2006-MAGNiTUDE”下的文件夹中的license generator和那个数据库dat文件，一起拷到软件将要安装的目的文件夹下 运行license generator，出现一DOS窗口，耐心再耐心，直到窗口提示Press any key，产生lic文件； 回到安装程序，选local license，选中产生的lic文件 安装选择install by Product，选Aspen Engineer，选择所需组件进行安装（一般选组件Aspen
15、 Plus和Properties ） 重启电脑，运行user interface即可。,标题栏,菜单栏,NEXT按钮,工具栏,工艺流程窗口,模型选择按钮,模型库,状态栏,ASPEN PLUS 的用户界面介绍,初始化按钮,数据浏览器按钮,ASPEN PLUS 的用户界面介绍,提示域,菜单树,文件夹列表显示或隐藏菜单树,向后按钮,向前按钮,前一个表页按钮,后一个表页按钮,注释按钮,状态指示器,建立模拟模型的基本步骤,启动User Interface 选用Template 选用单元操作模块：Model Blocks 连结流股：Streams 设定全局特性：Setup Global Specifica
16、tion 输入化学组分信息 Components 选用物性计算方法和模 Property Methods & Models,输入外部流股信息 External Steam 输入单元模块参数 Block Specifications 运行模拟过程 Run Project 查看结果 View of Results 输出报告文件 Export Report 保存模拟项目 Save Project 退出 Exit,建立模拟模型的基本步骤,T=25 P=1atm Feed=1kg/hr,T=25 P=1atm Feed=0.02cum/hr,T=1000 P=1atm,T=1000 P=1atm,实例粉煤炉的煤粉燃烧,假定煤粉燃烧分为三个步骤：热解、燃烧和烟气除尘,1.启动User Interface 2.选用Template和运行型类型Run Type,建立模拟模型的基本步骤,我们采用公制单位,设置运行类型,单元操作模型选择依据-反应器,3.选用单元操作模块 Model Blocks,单元操作模型选择依据-分离和分流,采用R
