诺贝尔学术资源网第9章ASPENPLUS应用简介 14页

第9章ASPENPLUS应用简介9.1概述9.2ASPENPLUS基本操作9.3ASPENPLUS应用实例目录 9.1概述1、物性2、单元操作3．系统实现策略9.19.29.3目录 9.1概述在物性部分中包括基础物性数据库、热力学性质和传递物性，下面分别加以介绍。①基础物性数据库ASPEN—PLUS中含有一个大型数据库，共含有近900种纯物质的32类物性，对UNIFAC和UNIQUAC方程的参数也收集在数据库中，在计算过程中，只要所用组分在数据库中存在，则可自动从数据库中取出基础物性进行热力学性质和传递物性的计算。②热力学性质和传递物性在模拟中用来计算热力学性质和传递物性的模型和各种方法的组合共有43种。计算每一种传递物性基本上有一种模型可供选择。③燃烧物数据库燃烧物数据库是计算高温气体性质的专用数据库。该数据库含有常见燃烧物的59种组分的参数，其温度可高达6000K，而用ASPEN—PLUS主数据库，当温度超过1500K以上时，计算结果就不精确了。但是燃烧物数据库只适用于部分单元操作模型对理想气体的计算。物性9.19.29.3目录 9.1概述①多塔精馏用于对多个多级分馏装置相互联接系统的严格模拟。能处理带有侧流气体、泵循环、旁路和外部换热器的复杂分馏操作。②间歇反应器用来模拟单相或两相间歇式反应器。反应器可有一个连续进料或一个连续出料。采用缓冲罐的办法使间歇反应器与模拟流程的稳态物流相连接。③灵敏度分析用户通过给定某一变量作为灵敏度分析变量，通过改变此变量的值模拟出操作结果的变化情况。④工况分析为了对同一流程作几种操作工况的运行分析，可采用工况分析模块。它除对基本工况进行模拟外，还要对一系列工况中的每个工况进行流程模拟。单元操作9.19.29.3目录 9.1概述①数据输入ASPEN—PLUS的输入是由命令方式进行的，即通过三级命令关键字书写的语段、语句及输入数据对各种流程数据进行输入。输入文件中还可包括注解和插入的FORTRAN语句，输入文件命令解释程序可转化成用于模拟计算的各种信息。②解算策略ASPEN－PLUS所用的解算方法为序贯模块法，对流程的计算顺序可由用户自己定义，也可由程序自动产生。对于有循环回路或设计规定的流程必须迭代收敛。所谓设计规定是指用户希望规定某处的变量值达到一定的要求，例如要规定某产品的纯度或循环流股的杂质允许量等。对设计规定通过选择一个模块输入变量或工艺进料流股变量，加以调节以使设计规定达到要求值。关于循环物流的收敛方法有威格斯坦法（Wegstein）、直接送代法、布罗伊顿法、虚位法和牛顿法等，其中虚位法和牛顿法主要用于收敛设计规定。③结果输出可把各种输入数据及模拟结果存放在报告文件中，可通过命令控制输出报告文件的形式及报告文件的内容，并可在某些情况下对输出结果作图。在物流结果中包括：总流量、粘度、压力、汽化率、焓、熵密度、平均相对分子质量及各组分的摩尔流量。系统实现策略9.19.29.3目录 9.2ASPENPLUS基本操作9.2.1ASPENPLUS的启动9.2.2模拟流程的设置9.2.3输入物流数据及其它参数的输入9.2.4结果的输出9.19.29.3目录 9.2.1ASPENPLUS的启动1、打开控制面板，双击AspenLicenseManager。2、选择手动（Manual），点击Launch，激活LicenseServer。3、在程序菜单中打开Aspenplususerinterface,启动Aspenplus。4、在弹出的对话框中，用户可以选择BlankSimulation（新流程）、Template（模板）和UsinganExistingSimulation(打开一个已有的流程)。5、确定用户服务器的位置，使用缺省项，按OK键，系统出现成功连接的消息框。否则打开控制面板，重新启动AspenLicenseManager。6、系统进入Aspenplus主界面。9.19.29.3目录 9.2.2模拟流程的设置1、当我们选定了合适的单元模块，就可以放到流程区中去。2、在画好流程的基本单元后，就可以打开物流区，用物流将各个单元设备连接起来。3、进行物流连接的时候，系统会提示在设备的哪些地方需要物流连接，在图中以红色的标记显示。4、在红色标记处，确定所需要连接的物流，当整个流程结构确定以后，红色标记消失，按Next按钮，系统提示下一步需要做的工作。9.19.29.3目录 9.2.3输入物流数据及其它参数的输入1、当流程的参数没有完全输入时，系统自动打开数据浏览器（databrowse）使用户了解哪些参数需要输入，并以红色标记显示。2、在组分（component）一栏中，输入流程的组分，也可以通过查找功能从Aspen数据库中确定需要的组分。3、在物性计算方法栏（Properties－>Specification）确定整个流程计算所需的热力学方法。4、设置物流的参数，包括压力、温度、浓度等等。5、设定设备的参数，如塔板数，回流比。6、当数据浏览器中的红色标记没有以后，按Next按钮系统提示所有的信息都输入完毕，可以进行计算了。9.19.29.3目录 9.2.4结果的输出当Aspen对整个流程计算完毕以后，在数据浏览器中的结果汇总（ResultsSummary)中可以看到模拟的结果。9.19.29.3目录 9.3ASPENPLUS应用实例—1下面以甲醇-二甲醚-水3元混合物精馏塔的模拟计算为例，具体说明ASPENPLUS的应用步骤。首先假设系统已进入ASPENPLUS的主界面，具体过程如下：1、在单元模块区选择Columns，在它的下层菜单中选择Radfrac，在其弹出的精馏塔图示中选择第一行中的第三图例。2、将鼠标移到流程区，并单击，在流程区出现一个塔，将鼠标移到物流、能流区，单击，将在塔上出现需要连接的物流（用红色表示），鼠标移到红色标记前后，通过拖动连接上进出单元的物流。9.19.29.3目录 9.3ASPENPLUS应用实例—23、当连接单元物流上的红色标记消失后，表明单元流程已建立，单击“N”。4、系统弹出的对话框，在“Title”中输入模拟流程名称，在“Unitsofmeasurement”选择输入、输出数据的单位制，一般选择米制。5、单击“N”，系统弹出的模拟流程组分对话框，在“ComponentID”下分别输入“1、2、3”，在对应的“Formula”下分别输入“H2O、CH4O、C2H6O”，对前两种物质，系统会自动辨识，系统会自己添上组分名称，而对于第3种物质，由于有多种可能，系统会弹出给你选择的对话框，选择二甲醚即可。9.19.29.3目录 9.3ASPENPLUS应用实例—36、单击“N”，系统弹出物流特性估算方法对话框，在对话框中选择“P-R”方法。7、单击“N”，系统弹出如右图的输入物流基本情况对话框，主要有流量（8kmol/hr）、压力（8kg/sqcm）、温度（30℃），摩尔分率（0.4,0.27,0.33）。8、单击“N”，系统弹出如右图塔设备基本情况设置对话框，设置塔板数为5，冷凝器的形式为全凝器，回流弊为2，塔顶引出物流量为2.5kmol/hr,以及其它各参数，再单击“N”，系统弹出塔压情况对话框，输入各种压力。9.19.29.3目录 9.3ASPENPLUS应用实例—49、点击“N”，输入加料板位置及出料物流的气、液状态，完成所有的设置，输入区的红色标记消失，数据输入完毕，系统开始计算，计算完成后，可以点击“ResultsSummary”得到如右图的数据。10、更详细的数据可通过数据文件获取(详见书本数据)!9.19.29.3目录