Aspen教程

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13. 14. 15.

快捷键:

1) ctrl+M:进入模拟工况属性窗口 2) F7:稳态和动态的切换 3) F8：解算和挂起的切换。 4) ctrl+I：访问积分管理器 5) F9：开始停止积分 6) ctrl+w：访问工作簿 7) ctrl+P：访问PFD

8) ctrl+F4：关闭前置的窗口

9) 1，X,Y： 1可以快速旋转图标，X或Y可以进行图标的镜像，注意该项在英文输入

法下使用。

10) Home：显示完整留成都

对象面板锁定功能，X号代表取消功能，+号是先选中某个单元，点击+号就可以添加到PFD。

对各个物流进行输入操作时，建议在workbook(ctrl+W)中进行，更高效。同时在Workbook中可以右键setup，自定义需要显示的各个参数。在工作簿中还可以添加删除修改物流或者单元。

模板是作为子流程快速定义的简便方法。

关于物性包，对于石化行业来说，选择PR状态方程。对于处于低压(10atm以下)下的高度非理想液体混合物，推荐使用活度系数模型，其中UNIQUAC实用性很广。 定义虚拟组分。 在添加组分的时候，可以查看每个组分的物性，包括焓值或饱

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快捷键:

1) ctrl+M:进入模拟工况属性窗口 2) F7:稳态和动态的切换 3) F8：解算和挂起的切换。 4) ctrl+I：访问积分管理器 5) F9：开始停止积分 6) ctrl+w：访问工作簿 7) ctrl+P：访问PFD

8) ctrl+F4：关闭前置的窗口

9) 1，X,Y： 1可以快速旋转图标，X或Y可以进行图标的镜像，注意该项在英文输入

法下使用。

10) Home：显示完整留成都

对象面板锁定功能，X号代表取消功能，+号是先选中某个单元，点击+号就可以添加到PFD。

对各个物流进行输入操作时，建议在workbook(ctrl+W)中进行，更高效。同时在Workbook中可以右键setup，自定义需要显示的各个参数。在工作簿中还可以添加删除修改物流或者单元。

模板是作为子流程快速定义的简便方法。

关于物性包，对于石化行业来说，选择PR状态方程。对于处于低压(10atm以下)下的高度非理想液体混合物，推荐使用活度系数模型，其中UNIQUAC实用性很广。 定义虚拟组分。 在添加组分的时候，可以查看每个组分的物性，包括焓值或饱

第10章工艺流程模拟

作者：王丁丁孙兰义

目录

?

10.1 带循环的工艺流程?

10.2 工艺流程模拟

10.1 带循环的工艺流程模拟

?

化工流程中的循环回路

大多数化工流程模拟都存在循环回路，存在两种循环：?组分循环（循环质量和能量）?热量循环（仅仅循环能量）

PurgeProductCompositional RecycleFeedThermal Recycle10.1 带循环的工艺流程模拟

?

?

循环回路的种类

独立循环回路(Independent Loop)

S8S1S2S3R1S4S5S6R2S7U1U2U3U4U5U6U7S9?

嵌套循环回路(Nested Loop)S1U1S2U2S3U3S4R1R2U4S5U5S6U6S7U7S8S9?

交叉循环回路(Interconnected Loop)

R1S4S5S6S7S8S1U1S2U2S3U3U4U5U6U7S9R210.1 带循环的工艺流程模拟

?化工流程模拟的计算方法?

序贯模块法?联立方程法?

联立模块法

10.1 带循环的工艺流程模拟

在大多数过程模拟软件中(包括ASPEN、PRO/II)，某一时间只计算(模拟)一个单元(采用序贯模块法)，单元和物流计算的先后次序称为计算顺序。

?

计算的顺序是自动按照模拟流程的信

第7章分离单元模拟Part A

作者：武佳孙兰义

蒸馏基础知识

蒸馏依据

蒸馏过程利用均相液体混合物中各组分饱和

?

蒸汽压（或沸点或挥发性）的差异而使各组分得以分离

蒸馏基础知识

?

蒸馏过程的分类

按操作流程分

间歇蒸馏、连续蒸馏

按蒸馏方法分

简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏?按操作压力分

常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏按组分数分

二元蒸馏、多元蒸馏、复杂蒸馏

???蒸馏基础知识

?

通过相对挥发度表示的汽液平衡关系

yi?KixiKi?f?T,P?在蒸馏分离过程中，系统的温度、压力时刻在发生变化，导致相平衡常数K 也在不断变化，给计算过程带来很大不便，为了避免这个问题，考虑能否找出另一参数来表达相平衡关系，而这一参数随着操作条件的变化并不明显

蒸馏基础知识

?

挥发度

表示物质挥发能力的大小对纯组分：对混合液体：

v?PvA?oPAxAvB?PBxBo对理想溶液：PA?PAxAPB?PxoBoBBvA?PoAvB?Pv?f?T?

蒸馏基础知识

?

相对挥发度α

定义：低压：

高压：?混合物中两组分挥发度之比，用来表示挥发能

力的差异

?对二元物系，通常用轻组分的挥发度比上重组分的挥发度

??vAPA/xA理想物系P0Av?BP0B/xBPB??KA同样适用于K低压理想物系

B蒸馏基础知识

?

相对挥发度

第10章工艺流程模拟

作者：王丁丁孙兰义

目录

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10.1 带循环的工艺流程?

10.2 工艺流程模拟

10.1 带循环的工艺流程模拟

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化工流程中的循环回路

大多数化工流程模拟都存在循环回路，存在两种循环：?组分循环（循环质量和能量）?热量循环（仅仅循环能量）

PurgeProductCompositional RecycleFeedThermal Recycle10.1 带循环的工艺流程模拟

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循环回路的种类

独立循环回路(Independent Loop)

S8S1S2S3R1S4S5S6R2S7U1U2U3U4U5U6U7S9?

嵌套循环回路(Nested Loop)S1U1S2U2S3U3S4R1R2U4S5U5S6U6S7U7S8S9?

交叉循环回路(Interconnected Loop)

R1S4S5S6S7S8S1U1S2U2S3U3U4U5U6U7S9R210.1 带循环的工艺流程模拟

?化工流程模拟的计算方法?

序贯模块法?联立方程法?

联立模块法

10.1 带循环的工艺流程模拟

在大多数过程模拟软件中(包括ASPEN、PRO/II)，某一时间只计算(模拟)一个单元(采用序贯模块法)，单元和物流计算的先后次序称为计算顺序。

?

计算的顺序是自动按照模拟流程的信

***大学 学年第1学期上机考试A卷

课程名称 化工过程模拟 考试日期 考生姓名 学号 专业或类别

题号 题分 得分 考生注意事项：1、本试卷共 4 页，请查看试卷中是否有缺页。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。

3、考试结束后，将模拟文件压缩上传。 一 12 二 58 三 30 四 五 六 总分 一、（12分） 利用Aspen Plus计算在压力100kPa下，甲醇（30mol%）和丙酮（70mol%）组成的混合物的泡点温度为 ℃和露点温度 ℃，并计算与泡点温度呈平衡的气相组成VB和与露点温度平衡的液相组成LD的组成填入表中。 组分 甲醇 丙酮 VB组成mol% LD组成mol% 二、（58分）已知进料组成（质量分数）：甲醇：56.8% 水：18.2% 乙醇: 25%，压力 2atm，进料量1200kg/hr，进料温度25℃，物性方法采用NRTL，采用RADFRAC模型。塔的平衡级数为

第7章分离单元模拟Part A

作者：武佳孙兰义

蒸馏基础知识

蒸馏依据

蒸馏过程利用均相液体混合物中各组分饱和

?

蒸汽压（或沸点或挥发性）的差异而使各组分得以分离

蒸馏基础知识

?

蒸馏过程的分类

按操作流程分

间歇蒸馏、连续蒸馏

按蒸馏方法分

简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏?按操作压力分

常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏按组分数分

二元蒸馏、多元蒸馏、复杂蒸馏

???蒸馏基础知识

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通过相对挥发度表示的汽液平衡关系

yi?KixiKi?f?T,P?在蒸馏分离过程中，系统的温度、压力时刻在发生变化，导致相平衡常数K 也在不断变化，给计算过程带来很大不便，为了避免这个问题，考虑能否找出另一参数来表达相平衡关系，而这一参数随着操作条件的变化并不明显

蒸馏基础知识

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挥发度

表示物质挥发能力的大小对纯组分：对混合液体：

v?PvA?oPAxAvB?PBxBo对理想溶液：PA?PAxAPB?PxoBoBBvA?PoAvB?Pv?f?T?

蒸馏基础知识

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相对挥发度α

定义：低压：

高压：?混合物中两组分挥发度之比，用来表示挥发能

力的差异

?对二元物系，通常用轻组分的挥发度比上重组分的挥发度

??vAPA/xA理想物系P0Av?BP0B/xBPB??KA同样适用于K低压理想物系

B蒸馏基础知识

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相对挥发度

Aspen Plus精馏塔设计算例

一、工艺条件及要求

甲醇-水精馏塔的工艺流程如图1所示

图1 甲醇-水精馏塔工艺流程

进料温度65℃，压力110 kPa，进料流率为甲醇45 kmol/h，水90 kmol/h，塔顶为全凝器，塔釜釜式再沸器，实际回流比为最小回流比的1.3倍，塔的操作压力为100 kPa,要求塔顶甲醇的回收率为98.38%，塔顶水的回收率为5.16%。

二、模拟运算过程简介及相关计算数据

1．选择物性方法

待模拟的体系为甲醇-水体系，都是极性化合物，并且为非理想体系，因此可以采用适合非理想体系的NRTL-RK方程进行模拟计算。 2．简捷计算

利用DSTWU模块对精馏塔进行简捷设计，得到理论板数、实际板数、最小回流比以、实际回流比、进料板等参数，列部分参数于下表1中：

表1 简捷计算重要参数

Rmin

R NT 1

N NFeed D/F

0.582 3．严格计算

0.757 5 11 7 0.362 选用RadFrac模块（图2），利用简捷计算得到的数据，进行严格计算，得到物流数据表（表2），气液相负荷（图3）、塔分离因子曲线（以水为基准、图4）。

图2 甲醇-水RadFrac模块严格计算流程图

图3 塔内气液相负荷

ASPEN PLUS培训理论考试

一、填空题：（每题3分 共48分）

1、在精馏塔的模拟计算中用（芬斯克方程）求最小平衡级数（全回流）、用（恩

德伍德方程）求最小回流比（平衡级数无穷大）、利用（吉利兰关联式）求出在一定回流比时对应的平衡级数；

2、物性模型分为：⑴、理想、状态方程(EOS)模型，写出其中常用的两个PENG-ROB、 RK-SOAVE ，该模型用到范德华方程，其表达式为：（P+a/V2）(V-b) = RT a?27RTc64Pc22 b?RTc8Pc ⑵、活度系数模型，写出其中常用的

三个NRTL、UNIFAC、UNIQUAC，3、特殊模型， 如要处理液相中的轻气体或超临界组分，需要采用亨利定律。

3、对于物性方法的选择，要知道物系的理想行为是指符合理想气体定律和拉乌尔定律；想物系是指大小和形状相似的非极性组分；非理想程度是指分子相互作用，例如，分子的大小、形状和极性；而选择物性方法的基本原则：考虑因素包括物系中是否有极性组分，操作条件是否在临界区，体系中有无轻气体或超临界组分等；

4、应用亨利定律的步骤分为:定义亨利组分、调用亨利参数、在物性定义表选择亨利组分。

5、在做板式塔的设计计算时，需要提供计算范围、塔板类型、液流

ASPEN PLUS培训理论考试

一、填空题：（每题3分 共48分）

1、在精馏塔的模拟计算中用（芬斯克方程）求最小平衡级数（全回流）、用（恩

德伍德方程）求最小回流比（平衡级数无穷大）、利用（吉利兰关联式）求出在一定回流比时对应的平衡级数；

2、物性模型分为：⑴、理想、状态方程(EOS)模型，写出其中常用的两个PENG-ROB、 RK-SOAVE ，该模型用到范德华方程，其表达式为：（P+a/V2）(V-b) = RT a?27RTc64Pc22 b?RTc8Pc ⑵、活度系数模型，写出其中常用的

三个NRTL、UNIFAC、UNIQUAC，3、特殊模型， 如要处理液相中的轻气体或超临界组分，需要采用亨利定律。

3、对于物性方法的选择，要知道物系的理想行为是指符合理想气体定律和拉乌尔定律；想物系是指大小和形状相似的非极性组分；非理想程度是指分子相互作用，例如，分子的大小、形状和极性；而选择物性方法的基本原则：考虑因素包括物系中是否有极性组分，操作条件是否在临界区，体系中有无轻气体或超临界组分等；

4、应用亨利定律的步骤分为:定义亨利组分、调用亨利参数、在物性定义表选择亨利组分。

5、在做板式塔的设计计算时，需要提供计算范围、塔板类型、液流