ASPEN内部培训资料及使用经验.ppt

第1页Aspen Plus介绍及初级培训jhfhy第2页培训主要内容培训主要内容1AspenPlus简介简介2AspenPlus界面介绍界面介绍3基本使用步骤基本使用步骤4单元操作模型单元操作模型5AspenPlus模拟实例模拟实例6常用功能介绍常用功能介绍第3页Aspen Plus简介简介现在化工模拟使用比较多的软件：现在化工模拟使用比较多的软件：1AspenPlus2Process_3Hysys4ChemCAD5ECSS化工之星化工之星6HTFS7HTRI8FRI第4页Aspen Plus简介简介AspenPlus是是一一个个生生产产装装置置设设计计、稳稳态态模模拟拟和和优优化化的的大大型型通通用用流流程程模模拟拟系系统统。Aspen Plus是是大大型型通通用用流流程程模模拟拟系系统统，源源于于美美国国能能源源部部19761981年年在在麻麻省省理理工工学学院院（MIT）组组织织、55个个高高校校和和公公司司参参与与开开发发的的会会战战，开开发发新新型型第第三三代代流流程程模模拟拟软软件件。该该项项目目称称为为“过过程程工工程程的的先先进进系系统统”（AdvancedSystemforProcessEngineering，简简称称ASPEN），并并于于1981年年底底完完成成。1982年年为为了了将将其其商商品品化化，成成立立了了AspenTech公公司司，并称之为并称之为AspenPlus。该该软软件件经经过过20多多年年来来不不断断地地改改进进、扩扩充充和和提提高高，已已先先后后推推出出了了十十多多个个版版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。第5页Aspen Plus简介简介AspenPlus拥有强大的数据库：拥有强大的数据库：1.纯组分数据库，包括将近纯组分数据库，包括将近6000种化合物的参数。种化合物的参数。2.电解质水溶液数据库，包括约电解质水溶液数据库，包括约900种离子和分子溶质估算电解质物种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。性所需的参数。3.固体数据库，包括约固体数据库，包括约3314种固体的固体模型参数。种固体的固体模型参数。4.Henry常数库，包括水溶液中常数库，包括水溶液中61种化合物的种化合物的Henry常数参数。常数参数。5.二元交互作用参数库，包括二元交互作用参数库，包括RidlichKwongSoave、PengRobinson、LeeKeslerPlocker、BWRLeeStarling，以及，以及HaydenOConnell状态方程的二元交互作用参数约状态方程的二元交互作用参数约40,000多个，涉及多个，涉及5,000种双种双元混合物。元混合物。第6页Aspen Plus简介简介6.PURE10数据库，包括数据库，包括1727种纯化物的物性数据，这是基于美国种纯化物的物性数据，这是基于美国化工学会开发的化工学会开发的DIPPR物性数据库的比较完整的数据库。物性数据库的比较完整的数据库。7.无机物数据库，包括无机物数据库，包括2450种组分（大部分是无机化合物）的热化种组分（大部分是无机化合物）的热化学参数。学参数。8.燃烧数据库，包括燃烧产物中常见的燃烧数据库，包括燃烧产物中常见的59种组分和自由基的参数。种组分和自由基的参数。9.固体数据库，包括固体数据库，包括3314种组分，主要用于固体和电解质的应用。种组分，主要用于固体和电解质的应用。10.水溶液数据库，包括水溶液数据库，包括900种离子，主要用于电解质的应用。种离子，主要用于电解质的应用。11.AspenPlus是唯一获准与是唯一获准与DECHEMA数据库接口的软件。用户也数据库接口的软件。用户也可以把自己的物性数据与可以把自己的物性数据与AspenPlus系统连接。系统连接。第7页Aspen Plus简介简介AspenPlus是是Aspen工程套件（工程套件（AES）的一个组份。）的一个组份。AES是集成的工程是集成的工程产品套件，有几十种产品。以产品套件，有几十种产品。以AspenPlus的严格机理模型为基础，形成的严格机理模型为基础，形成了针对不同用途、不同层次的了针对不同用途、不同层次的AspenTech家族软件产品，并为这些软件家族软件产品，并为这些软件提供一致的物性支持。提供一致的物性支持。比如：比如：PolymersPlus：在在AspenPlus基础上专门为模拟高分子聚合过程而开发的层次产品，基础上专门为模拟高分子聚合过程而开发的层次产品，已成功地用于聚烯烃、聚酯等过程。已成功地用于聚烯烃、聚酯等过程。AspenDynamics：在使用在使用AspenPlus计算稳态过程的基础上，转入此软件可接着计算计算稳态过程的基础上，转入此软件可接着计算第8页Aspen Plus简介简介动态过程。动态过程。PetroFrac：专门用于炼油厂的模拟软件。专门用于炼油厂的模拟软件。AspenHX-NET：AspenPlus可以为夹点技术软件直接提供其所需要的各流段的热焓、可以为夹点技术软件直接提供其所需要的各流段的热焓、温度和压力等参数。温度和压力等参数。AspenPlus具有完备的物性系统具有完备的物性系统 物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。人们普遍认为AspenPlus具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使具有最适用于工业、且最完备的物性系统。许多公司为了使第9页Aspen Plus简介简介 其其物物性性计计算算方方法法标标准准化化而而采采用用AspenPlus的的物物性性系系统统，并并与与其其自自身身的的工程计算软件相结合。工程计算软件相结合。1.1.一一套套完完整整的的基基于于状状态态方方程程和和活活度度系系数数方方法法的的物物性性模模型型(共共105种种)。2.2.高高度度灵灵活活的的数数据据回回归归系系统统（DRSDRS）此此系系统统可可使使用用实实验验数数据据求求取取物物性性参参数数，可可以以回回归归实实际际应应用用中中任任何何类类型型的的数数据据，计计算算任任何何模模型型参参数数，包包括括用用户户自自编编的的模模型型。可可以以使使用用面面积积式式或或点点测测试试方方法法自自动动检检查查汽汽液液平平衡数据的热力学一致性。衡数据的热力学一致性。3.3.性质常数估算系统（性质常数估算系统（PCESPCES）能够通过输入分子结构和易测性能够通过输入分子结构和易测性第10页Aspen Plus简介简介 质（例如沸点）来估算短缺的物性参数质（例如沸点）来估算短缺的物性参数。4.Redlich-Kwong-UNIFAC状状态态方方程程可可用用于于非非极极性性、极极性性和和缔缔合合组组分体系分体系。5.5.所所有有模模型型都都可可以以处处理理固固体体和和电电解解质质。单单元元操操作作模模型型库库约约由由50种种单元操作模型构成。单元操作模型构成。6.6.用用户户可可将将自自身身的的专专用用单单元元操操作作模模型型以以用用户户模模型型（USER MODEL）加加入入到到Aspen Plus系系统统中中，这这为为用用户户提提供供了了极极大大的的方方便便性性和和灵活性。灵活性。第11页Aspen 工程系列软件工程系列软件计计计计划划划划/研研研研发发发发概念概念概念概念设计设计设计设计工工工工艺设计艺设计艺设计艺设计详细设计详细设计详细设计详细设计施工施工施工施工/开开开开车车车车操作操作操作操作/资产资产资产资产管理管理管理管理经济评价经济评价/投资估算投资估算/进进度管理度管理热交换器设计热交换器设计稳态、动态模拟和优化稳态、动态模拟和优化物性数据和模型物性数据和模型在线应用在线应用工艺知识和数据管理工艺知识和数据管理COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERMHysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebModelsHetran/AerotranHTFS/Aspen Hetran/Aerotran/TeamsRTO Option/Aspen OnLineConcept(DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/UtilitiesPinch/Water/UtilitiesAspen ICARUSAxsys/Aspen ZyqadAspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNetPolymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom ModelerBaSYS(BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM医药医药/精细化工精细化工石油精制石油精制/管道管道聚合物聚合物工艺合成和分析工艺合成和分析按功能分类按功能分类生命周期生命周期第12页Aspen Plus简介简介第13页Aspen Plus界面介绍界面介绍运行程序名运行程序名工具栏工具栏标题栏标题栏菜单栏菜单栏模式选择键模式选择键模型库模型库模型菜单表模型菜单表流程图窗口流程图窗口下一步下一步状态显示区状态显示区第14页Aspen Plus界面介绍界面介绍菜单树菜单树上张表上张表下张表下张表状态显示区状态显示区向上一级向上一级单位集选择单位集选择回上次界面回上次界面 回下次界面回下次界面评论评论下一步下一步描述区描述区状态状态第15页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤开始运行开始运行1）启动）启动AspenPlusUserInterface2）选用）选用Template(模板模板)进入操作界面进入操作界面3）选用单元操作模块：）选用单元操作模块：ModelBlocks4）连结流股：）连结流股：Streams使用数据浏览器使用数据浏览器5）设定全局特性：）设定全局特性：SetupGlobalSpecifications6）输入化学组分信息）输入化学组分信息Components第16页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤7）选用物性计算方法和模型）选用物性计算方法和模型PropertyMethods&Models8）输入外部流股信息）输入外部流股信息ExternalSteams9）输入单元模块参数）输入单元模块参数BlockSpecifications10）运行模拟过程）运行模拟过程RunProject11）查看结果）查看结果ViewofResults12）输出报告文件）输出报告文件ExportReport13）保存模拟项目）保存模拟项目SaveProject14）退出）退出Exit 第17页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤新建新建New1）选用）选用Template2）Simulations根据过程类型和拟用的单位制选用，最常用的是：根据过程类型和拟用的单位制选用，最常用的是：GeneralwithMetricUnits3）RunType过程仿真用过程仿真用Flowsheet第18页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤第19页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤选用单元操作模块选用单元操作模块ModelBlocks选单元操作模块：选单元操作模块：每个类别都包括几种单元操作模块，将鼠标移每个类别都包括几种单元操作模块，将鼠标移到某个单元模块上时，到某个单元模块上时，窗口底部的说明栏中给出了该模块的简要说明。窗口底部的说明栏中给出了该模块的简要说明。同一种单元操作过程可能有不同特性的模块，要注意选用合适的模块。同一种单元操作过程可能有不同特性的模块，要注意选用合适的模块。第20页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤连接流股连接流股ConnectingStreams选流股类别：共有三种流股：选流股类别：共有三种流股：物流物流MaterialStreams热流热流HeatStreams功流功流WorkStreams第21页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤设置全局特性设置全局特性SetupGlobalSpec1）标题）标题title2）度量单位）度量单位UnitsofMeasurement输入数据输入数据Inputdata输出结果输出结果Outputresults3）全局设定）全局设定GlobalSettings流量基准流量基准Flowbasis大气压力大气压力Ambientpressure有效物态有效物态Validphases游离水计算游离水计算Usefreewatercalculation第22页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤输入化学组分信息输入化学组分信息1）每个组分必须有唯一的每个组分必须有唯一的ID2）组分可用英文名称或分子式输入）组分可用英文名称或分子式输入3）利用弹出对话框区别同分异构体）利用弹出对话框区别同分异构体4）可用）可用Find按钮在组分库中搜寻组分，搜寻时可用组分名称，按钮在组分库中搜寻组分，搜寻时可用组分名称，分子式，组分类别，分子量，沸点或分子式，组分类别，分子量，沸点或CASnumber.第23页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤 数据库数据库 内容内容 用于用于 PURE13 来自 Design Institute for Physical Property Data(DIPPR)和 AspenTech 的数据 ASPEN PLUS主要组 分数据库 AQUEOUS 水溶液中离子和分子的纯组分参数 模拟含有电解质的系统 SOLIDS 强电解质、盐和其它固体的纯组分参数 模拟电解质和固体的 系统 INORGANIC 在气态、液态或固态下无机组分的热化学性质 用于固体、电解质和 冶 金应用 PURE93 来自 Design Institute for Physical Property Data(DIPPR)并由AspenTech随ASPEN PLUS 9.3 交互的数据库 向上兼容 PURE856 来自 Design Institute for Physical Property Data(DIPPR)并由AspenTech 随ASPEN PLUS 8.5-6交互的数据库 向上兼容 ASPENPCD 随ASPEN PLUS 8.5-6 交互的数据库 向上兼容 第24页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤第25页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤选用物性计算方法和模型选用物性计算方法和模型过程类型过程类型Processtype基础方法基础方法Basemethod亨利组分亨利组分Henrycomponents实例：精馏高纯实例：精馏高纯R22时，通过计算可以实现分离，但实际因时，通过计算可以实现分离，但实际因R12原原因，不能达到要求。因，不能达到要求。第26页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤你的系统中有无极性组分?操作条件是否在混合物临界区域附近?你的系统中是否有轻气体或超临界组分?用带有亨利定律的活度系数模型用活度系数模型用状态方程模型否否否是是是选择物性方法选择物性方法第27页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤输入外部流股信息输入外部流股信息每一股外部流股都必须输入信息每一股外部流股都必须输入信息状态变量：温度、压力、流量状态变量：温度、压力、流量组成：组成：表达基准、数值表达基准、数值Vaporfractionof1meansdewpointcondition 0meansbubblepoint第28页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤输入单元模块参数输入单元模块参数每一各单元模块都必须输入模型参数，部分参数可以选择默认值。每一各单元模块都必须输入模型参数，部分参数可以选择默认值。模型参数数量因模型而异，请认真理解其物理意义。模型参数数量因模型而异，请认真理解其物理意义。模型参数的合理选取对仿真结果的质量至关重要。模型参数的合理选取对仿真结果的质量至关重要。第29页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤ASPENPLUS中使用如下几种主要的文件存储类型中使用如下几种主要的文件存储类型:第30页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤Bkp文件与文件与Apw文件的区别文件的区别Bkp文件可以适用于升级后的软件版本，文件可以适用于升级后的软件版本，Apw文件不能在升级后的文件不能在升级后的软件中打开。软件中打开。Bkp文件不保存中间收敛信息，文件不保存中间收敛信息，Apw文件保存中间收敛信息。文件保存中间收敛信息。第31页使用使用Aspen Plus的基本步骤的基本步骤状态指示器状态指示器第32页单元操作模型单元操作模型混合器混合器/分流器分流器分离器分离器换热器换热器塔塔反应器反应器压力变换器压力变换器调节器调节器固体处理器固体处理器用户模型用户模型第33页单元操作模型单元操作模型-混合器混合器/分流器分流器第34页单元操作模型单元操作模型-分离器分离器第35页单元操作模型单元操作模型-换热器换热器第36页单元操作模型单元操作模型-塔塔 第37页单元操作模型单元操作模型-塔塔第38页单元操作模型单元操作模型-反应器反应器第39页单元操作模型单元操作模型-压力变化器压力变化器第40页单元操作模型单元操作模型-调节器调节器第41页单元操作模型单元操作模型-固体固体第42页Aspen Plus模拟实例模拟实例第43页Aspen Plus模拟实例模拟实例第44页Aspen Plus模拟实例模拟实例第45页Aspen Plus模拟实例模拟实例第46页Aspen Plus模拟实例模拟实例第47页Aspen Plus模拟实例模拟实例第48页Aspen Plus模拟实例模拟实例第49页Aspen Plus模拟实例模拟实例第50页Aspen Plus模拟实例模拟实例在本页面中在本页面中,可以选择输入及输出单位可以选择输入及输出单位,我们用默认值我们用默认值,再按再按NextNext钮钮第51页Aspen Plus模拟实例模拟实例第52页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 物性数据已经输入完成物性数据已经输入完成,按按NEXTNEXT钮钮,请看下一步工作请看下一步工作第53页Aspen Plus模拟实例模拟实例第54页Aspen Plus模拟实例模拟实例第55页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 这时你会发现这时你会发现,GlobalGlobal标签变成了对号标签变成了对号,说明此页已经输入完成说明此页已经输入完成第56页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 再次单击再次单击NextNext钮钮,出现该系统的二元交互作用参数出现该系统的二元交互作用参数,你需要确认也可对其进你需要确认也可对其进行修改行修改;这时你会发现物性原红色标识标签全部变成蓝色对号这时你会发现物性原红色标识标签全部变成蓝色对号,按按NextNext钮钮第57页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 出现一个对话框出现一个对话框,我们按我们按OK,OK,进行下一步输入进行下一步输入-物流信息物流信息第58页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 在该窗口中在该窗口中,我们输入进料物流数据我们输入进料物流数据第59页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 在该窗口中在该窗口中,我们输入进料物流我们输入进料物流1 1的汽化分率的汽化分率,压力压力,流量及组成数据流量及组成数据,按按NextNext?18.5第60页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 在该窗口中在该窗口中,我们输入模块数据我们输入模块数据,按按NextNext第61页Aspen Plus模拟实例模拟实例第62页Aspen Plus模拟实例模拟实例第63页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 所有数据全部输入完毕所有数据全部输入完毕,按按Next,Next,按确定按确定,开始运行开始运行第64页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 软件开始运行软件开始运行,并显示迭代信息并显示迭代信息,单击查看结果按钮单击查看结果按钮,看计算结果看计算结果第65页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 按结果中的按结果中的Stream,Stream,该窗口显示了原料及产品的有关信息该窗口显示了原料及产品的有关信息,如果希望该表出如果希望该表出现在流程图中现在流程图中,按该页面中的按该页面中的Stream TableStream Table钮钮第66页Aspen Plus模拟实例模拟实例v 完成后的流程图。完成后的流程图。完成后的流程图。完成后的流程图。第67页Aspen Plus常用功能常用功能常用功能介绍常用功能介绍1物性数据查找物性数据查找2设计规定设计规定3灵敏度分析灵敏度分析4物性估算物性估算5数据回归数据回归第68页Aspen Plus使用要求使用要求用好软件的基础用好软件的基础1.具备中级英语水平。具备中级英语水平。2.熟练掌握计算机基本操作。熟练掌握计算机基本操作。3.熟知石油化工专业基础知识（如：化学工程、物理化学、化学反熟知石油化工专业基础知识（如：化学工程、物理化学、化学反应动力学、化工热力学等）等方面的理论。应动力学、化工热力学等）等方面的理论。4.具备能够实际应用这些理论知识的能力。具备能够实际应用这些理论知识的能力。5.熟悉设计或核算过程。熟悉设计或核算过程。第69页Aspen Plus使用要求使用要求使用模拟软件设计的几点经验：使用模拟软件设计的几点经验：1.熟悉软件操作本身，这是使用软件最基本的要求。熟悉软件操作本身，这是使用软件最基本的要求。2.对目标模拟体系的了解程度。模拟参数、规定指标、热力学模块对目标模拟体系的了解程度。模拟参数、规定指标、热力学模块的选取等对模拟结果都有很大影响。的选取等对模拟结果都有很大影响。3.深厚的理论基础，因为软件算法都是以理论来设计的，只有熟悉深厚的理论基础，因为软件算法都是以理论来设计的，只有熟悉理论才知道怎么设置合理的参数。理论才知道怎么设置合理的参数。4.丰富的工作实践经验，软件的计算结果有时离实际很远，这需要丰富的工作实践经验，软件的计算结果有时离实际很远，这需要经验来判断并作出合理的修正。经验来判断并作出合理的修正。第70页培训完毕培训完毕,再见再见!