aspen教程-3模块操作

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1、1 1 1 ASPEN PLUS 模块操作模块操作 报告人报告人：宋维仁宋维仁 导师：漆志文教授导师：漆志文教授 华东理工大学联合化学反应工程研究所华东理工大学联合化学反应工程研究所 2010年年6月月30日星期三日星期三 2 单元操作模块用来表示实际装臵的各个单元操作单元操作模块用来表示实际装臵的各个单元操作 设备，例如泵、换热器、精馏塔和反应器等。要运行设备，例如泵、换热器、精馏塔和反应器等。要运行 一个模拟模型，必须至少规定一个单元操作。一个模拟模型，必须至少规定一个单元操作。 每个不同的单元模块都有各自必需的输入数据。每个不同的单元模块都有各自必需的输入数据。 Aspen Plus中的

2、单元模块主要包括如下中的单元模块主要包括如下9类：类： 单元模块操作单元模块操作 2 3 混合器混合器 / / 分流器模块分流器模块 压力变送器模块压力变送器模块 换热器模块换热器模块 塔模块塔模块 反应器模块反应器模块 4 模型模型 说明说明 目的目的 用途用途 Mixer 物流混合器物流混合器 把多股物流混合成一股把多股物流混合成一股 物流物流 混合三通，物流混合操混合三通，物流混合操 作，添加热流股，添加功作，添加热流股，添加功 流股流股 FSplit 物流分流器物流分流器 把物流分成多个流股把物流分成多个流股 物流分流器，排气阀物流分流器，排气阀 SSplit 子物流分流器子物流分流器

3、 把子物流分成多个流股把子物流分成多个流股 固体物流分流器，排气阀固体物流分流器，排气阀 混合器混合器 / / 分流器是用于混合或分离流程物流的模型。分流器是用于混合或分离流程物流的模型。 混合器混合器 / / 分流器模型有以下三种分流器模型有以下三种: : 混合器混合器 / 分流器分流器 3 5 混合器混合器 / / 分流器模块分流器模块 压力变送器模块压力变送器模块 换热器模块换热器模块 塔模块塔模块 反应器模块反应器模块 6 混合器可用于模拟混合三通或其它类型的物流混合操混合器可用于模拟混合三通或其它类型的物流混合操 作设备。它通过对混合进料物流进行一次绝热相平衡作设备。它通过对混合进料

4、物流进行一次绝热相平衡 闪蒸计算，决定混合出口物流的温度和相态。闪蒸计算，决定混合出口物流的温度和相态。 在在MIXER模型库中，第一个图是物流混合器，第二个模型库中，第一个图是物流混合器，第二个 图是热流混合器，带图是热流混合器，带W标记的是功流混合器。标记的是功流混合器。 混合器混合器 4 7 下面这是一个混合器的例子，首先建立工艺流程图。下面这是一个混合器的例子，首先建立工艺流程图。 进料物流进料物流1 进料物流进料物流2 混合器例子流程图混合器例子流程图 混合器模块的名称为混合器模块的名称为B1 8 输入进料物流输入进料物流1数据数据输入进料物流输入进料物流2数据数据 物性方法选用物性

5、方法选用NRTL 输入进料数据输入进料数据 注意注意：进料物流：进料物流1的压力为的压力为101.3KPa，而进料物流，而进料物流2 的压力为的压力为200KPa。后面的讲解要用到这两个压力。后面的讲解要用到这两个压力。 5 9 对于物流混合器来说，需要规定出口压力对于物流混合器来说，需要规定出口压力(或压降或压降)以及物以及物 流的有效相态。当混合热流或功流时，不需要任何规定。流的有效相态。当混合热流或功流时，不需要任何规定。 如果你规定了压降，混合器确定入口物流压力的最小值，如果你规定了压降，混合器确定入口物流压力的最小值， 并采用这个最小入口物流压力计算出口压力。首先规定压并采用这个最小

6、入口物流压力计算出口压力。首先规定压 力为力为0（表示压降为（表示压降为0），结果显示如下页：），结果显示如下页： B1 - Input Flash Options 10 可以看到最终的出口物流压力为两股进料可以看到最终的出口物流压力为两股进料 压力中最小的那一个压力，即压力中最小的那一个压力，即101.3KPa。 查看模块结果查看模块结果 6 11 规定压力为规定压力为-10KPa（表示压降为（表示压降为10KPa ），看看结果如何？），看看结果如何？ 改变压力设臵改变压力设臵 12 可以看到最终的出口物流压力为两股进料压可以看到最终的出口物流压力为两股进料压 力中最小的那一个压力力中最小的

7、那一个压力101.3KPa减去压降。减去压降。 查看模块结果查看模块结果 7 13 规定压力为规定压力为150KPa，看看结果如何？，看看结果如何？ 改变压力设臵改变压力设臵 14 可以看到最终的出口物流压力为可以看到最终的出口物流压力为150KPa。 查看模块结果查看模块结果 总结：在混合器模块的压力项输入值总结：在混合器模块的压力项输入值0,为出口绝对压力，为出口绝对压力， 在混合器模块的压力项输入值在混合器模块的压力项输入值=0,表示压降为表示压降为0， 在混合器模块的压力项输入值在混合器模块的压力项输入值0,表示压降值，且表示压降值，且 后两项取的出口压力基准都为进料中压力最小的那一个

8、。后两项取的出口压力基准都为进料中压力最小的那一个。 8 15 混合器混合器 / / 分流器模块分流器模块 压力变送器模块压力变送器模块 换热器模块换热器模块 塔模块塔模块 反应器模块反应器模块 16 1.1.分流器是把相同类型的物流混合并把结分流器是把相同类型的物流混合并把结 果物流分成两股或多股相同类型的物流。果物流分成两股或多股相同类型的物流。 2.用用Fsplit模块可以模拟物流的分流、吹扫或放模块可以模拟物流的分流、吹扫或放 空。所有的出口物流都有同样的组成和物性。空。所有的出口物流都有同样的组成和物性。 3.3.建立如下工艺流程图建立如下工艺流程图 分流器分流器 分流器模块的名称为

9、分流器模块的名称为B1B1。 9 17 输入进料数据输入进料数据 输入进料数据输入进料数据 18 对于对于Fsplit，你只需规定每个出口物流的分流分率即可。，你只需规定每个出口物流的分流分率即可。 当然，你也可以采用其他的规定方式，在这里选择一个你当然，你也可以采用其他的规定方式，在这里选择一个你 所需要的规定参数。不仅可以输入分流分率，而且可以输所需要的规定参数。不仅可以输入分流分率，而且可以输 入各种分流流率值。入各种分流流率值。 B1 - Input - Specifications 10 19 如果只有两股出口物流，那么你只需如果只有两股出口物流，那么你只需 规定其中的一个就可以了。

10、输入规定其中的一个就可以了。输入 OUT1物流的分流分率为物流的分流分率为0.8，表示此，表示此 物流的流率占进料物流流率的物流的流率占进料物流流率的80%。 B1 - Input - Specifications 20 在此规定所有出口物流的压力或压在此规定所有出口物流的压力或压 降（同混合器压力输入规则一样）。降（同混合器压力输入规则一样）。 B1 - Input Flash Options 11 21 所有出口物流的性质（温度、压力、气相分率等）一样所有出口物流的性质（温度、压力、气相分率等）一样 分流分率对应的值分流分率对应的值 所有出口物流的组成一样所有出口物流的组成一样 查看物流结

11、果查看物流结果 22 我们再研究一下有两股进料的情况我们再研究一下有两股进料的情况 分流器两股进料例子分流器两股进料例子 12 23 输入进料物流输入进料物流1数据数据输入进料物流输入进料物流2数据数据 物性方法选用物性方法选用NRTL 输入进料数据输入进料数据 注意注意：进料物流：进料物流1的压力为的压力为101.3KPa，而进料物流，而进料物流2 的压力为的压力为200KPa。后面的讲解要用到这两个压力。后面的讲解要用到这两个压力。 24 输入出料物流输入出料物流1的分流分率的分流分率 B1 - Input - Specifications 13 25 在此规定所有出口物流的压力或压在此规

12、定所有出口物流的压力或压 降（同混合器压力输入规则一样）。降（同混合器压力输入规则一样）。 B1 - Input Flash Options 26 由最终压力为两股进料压力中最小的那个压力即由最终压力为两股进料压力中最小的那个压力即 101.3KPa，可以看出，可以看出Fsplit先是作为混合器，然后作先是作为混合器，然后作 为分流器。为分流器。 查看物流结果查看物流结果 14 27 混合器混合器 / / 分流器模块分流器模块 压力变送器模块压力变送器模块 换热器模块换热器模块 塔模块塔模块 反应器模块反应器模块 28 模型模型 说明说明 目的目的 用法用法 Pump 泵或水力透平泵或水力透平

13、机机 当知道压力、功率需求或性能曲线当知道压力、功率需求或性能曲线 时，可改变物流压力时，可改变物流压力 泵和水力学透平泵和水力学透平机机 Compr 压缩机或透平压缩机或透平机机 当知道压力、功率需求或性能曲线当知道压力、功率需求或性能曲线 时，可改变物流压力时，可改变物流压力 多变压缩机多变压缩机,多变正位移压缩机，等熵曲多变正位移压缩机，等熵曲 线压缩机透平线压缩机透平机机 MCompr 多级压缩机或透多级压缩机或透 平平机机 通过带有内冷器的多级压缩改变物通过带有内冷器的多级压缩改变物 流压力流压力. 允许从内冷器中采出液体物允许从内冷器中采出液体物 流流 多级多变压缩机，多级正位移压

14、缩机多级多变压缩机，多级正位移压缩机, 等等 熵曲线压缩机，等熵曲线透平熵曲线压缩机，等熵曲线透平机机. Valve 控制阀控制阀 确定压降或阀系数确定压降或阀系数(CV) 多相多相, 绝热球型流量阀或蝶阀绝热球型流量阀或蝶阀 Pipe 单段管单段管 确定单段管或环型空间的压降或传确定单段管或环型空间的压降或传 热热 多相多相, 一维一维, 稳态和全充满管线流动稳态和全充满管线流动 Pipeline 多段管多段管 确定多段管或环型空间的压降或传确定多段管或环型空间的压降或传 热热 多相多相, 一维一维, 稳态和全充满管线流动稳态和全充满管线流动 压力变送器压力变送器 主要讲解主要讲解Pump和

15、和Compr 模块模块 15 29 混合器混合器 / 分流器模块分流器模块 压力变送器模块（压力变送器模块（Pump模块）模块） 换热器模块换热器模块 塔模块塔模块 反应器模块反应器模块 30 Pump模块可以用于模拟泵和液压透平机。模块可以用于模拟泵和液压透平机。 当给定出口压力时，该模型计算所需的功率或当给定出口压力时，该模型计算所需的功率或 产生的功率。也可以给定功率，计算出口压力。产生的功率。也可以给定功率，计算出口压力。 首先建立例子工艺流程图。首先建立例子工艺流程图。 Pump 模块模块 此模块的名称为此模块的名称为Pump。 16 31 输入进料数据输入进料数据 输入进料数据输入

16、进料数据 32 1.1.选择模型类型：泵或透平机选择模型类型：泵或透平机 2.2.规定泵的出口条件规定泵的出口条件 3.3.输入泵或驱动器的效率，不输入取软件默认值输入泵或驱动器的效率，不输入取软件默认值 泵的出口压力为泵的出口压力为400KPa Pump - Setup - Specifications 17 33 所需的净功所需的净功 查看模块结果查看模块结果 34 温度略有上升温度略有上升 出口压力出口压力 查看物流结果查看物流结果 18 35 在前面我们选择的是输入泵的出在前面我们选择的是输入泵的出 口压力值，在此我们选择口压力值，在此我们选择 Pressure ratio,此项表示出口物此项表示出口物 流压力与进料压力的比值。当然流压力与进料压力的比值。当然 我们也可已选择其他的选项。我们也可已选择其他的选项。 Pump - Setup - Specifications 36 出口物流压力与进料压力的比值为出口物流压力与进料压力的比值为2 2 查看