化工流程模擬實訓：AspenPlus教程（簡體書）

《卓越工程師教育培養計劃系列教材:化工流程模擬實訓:Aspen Plus教程》可作為高等學校化工類專業本科生和研究生的教學參考書，也可供石油與化工等領域從事化工過程開發與設計的工程技術人員參考。《卓越工程師教育培養計劃系列教材:化工流程模擬實訓:Aspen Plus教程》由孫蘭義主編。

從20世紀50年代開始，人們就開始利用計算機解決化工過程的數學問題，目前化工過程模擬已成為化學工程技術人員普遍采用的技術手段。隨著計算機計算能力的快速提高以及軟件技術的迅速發展，模擬計算的準確性和可靠性大大增強，應用范圍不斷拓寬，在化工過程開發、設計、生產操作的控制與優化、操作培訓和技術改造等方面均有應用。Aspen Plus是基于穩態化工模擬、優化、靈敏度分析和經濟評價的大型化工流程模擬軟件，由美國Aspen Tech公司研發，是唯一能處理帶有固體、電解質、生物質和常規物料等復雜體系的流程模擬系統。
本書詳細介紹了Aspen Plus軟件的操作步驟以及應用技巧，注重其應用與原理的結合。內容共分14章，主要包括化工過程模擬的基本知識，流程建立的基本操作方法和步驟，Aspen Plus中各個模塊的應用方法和技巧，流程模擬的步驟和經驗，原油蒸餾過程的模擬，幾種復雜精餾過程的模擬，流程以及RadFrac模塊的收斂技巧和策略，Aspen Plus和其他Windows程序協同使用的方法。為了方便本書的學習以及擴展讀者的學習內容，本書還配有書中例題與習題的Aspen Plus bkp文件、Aspen Energy Analyzer、化工過程經濟分析與評價、Aspen Plus與外部換熱器軟件聯用以及塔內件設計軟件CUP-Tower等內容。通過對本書的學習，可以提升讀者對Aspen Plus的認識，并能用其進行化工系統的流程模擬及優化。
本書所有例題均以Aspen Plus V7.2版本為例，不同版本的Aspen Plus在界面和內容上可能有所差異，請各位讀者朋友注意。同時，盡管化工過程有諸多相同的單元操作，但具體實現過程不盡相同，甚至相差甚遠。在應用Aspen Plus進行模擬時，要充分考慮到每個過程的特殊性，具體問題具體分析，選用合理的模塊組合，找出最佳的流程設計。
本書由孫蘭義主編，第1、2、3、9章由畢欣欣編寫，第4、8章由王俊編寫，第5、10章由王丁丁編寫，第6、11章由全本軍編寫，第7、13章由武佳編寫，第12章由畢欣欣、王丁丁、王俊、武佳、沈琳共同編寫，第14章由沈琳編寫，丁雪、赫佩軍、侯影飛、于英民參與修改工作，全書由孫蘭義修改定稿。
由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。
編者
2012年3月

第1章緒論
1.1化工過程模擬
1.2AspenPlus軟件
第2章圖形界面與流程建立
2.1圖形界面
2.2建立流程模擬
2.3輸入數據
2.4運行模擬
2.5查看結果
習題
第3章物性方法
3.1AspenPlus數據庫
3.2AspenPlus中的主要物性模型
3.3物性方法的選擇
3.4定義物性集
3.5物性分析
3.6物性估算
3.7物性數據回歸
3.8電解質組分
習題
第4章簡單單元模擬
4.1混合器 分流器
4.2兩種調節器
4.3簡單分離器
習題
第5章流體輸送單元模擬
5.1概述
5.2泵Pump
5.3壓縮機Compr
5.4多級壓縮機MCompr
5.5閥門Valve
5.6管段Pipe
5.7管線系統Pipeline
習題
第6章換熱器單元模擬
6.1概述
6.2換熱器Heater
6.3換熱器HeatX
6.4換熱器MHeatX
習題
第7章分離單元模擬
7.1概述
7.2精餾塔的簡捷設計模塊DSTWU
7.3精餾塔的簡捷校核模塊Distl
7.4精餾塔的嚴格計算模塊RadFrac
7.5塔板和填料的設計與校核
7.6連續萃取模塊Extract
7.7吸收示例
習題
第8章反應器單元模擬
8.1概述
8.2化學計量反應器RStoic
8.3產率反應器RYield
8.4平衡反應器REquil
8.5吉布斯反應器RGibbs
8.6化學反應對象
8.7全混釜反應器RCSTR
8.8平推流反應器RPlug
8.9間歇式反應器RBatch
習題
第9章流程選項和模型分析工具
9.1流程選項
9.2模型分析工具
習題
第10章工藝流程模擬
10.1帶循環的工藝流程
10.2工藝流程模擬
習題
第11章原油蒸餾過程模擬
11.1油品的性質
11.2石油餾分在模擬中的處理方法
11.3石油蒸餾模塊PetroFrac
習題
第12章復雜精餾模擬
12.1反應精餾
12.2三相精餾
12.3萃取精餾
12.4共沸精餾
12.5多效精餾
12.6隔壁塔
12.7精餾塔的熱力學分析和水力學分析
12.8塔板數—熱負荷（NQ）曲線
第13章收斂
13.1流程收斂
13.2RadFrac模塊的收斂
第14章和其他Windows程序協同工作
14.1復制和粘貼
14.2創建活動鏈接
14.3使用嵌入對象
AspenPlus常用詞匯中英文對照表
參考文獻

DSTWU模塊有四組模塊設定參數。
①塔設定（Columia specifications）包括理論板數（Number ofstages）、回流比（Refluxratio）。
理論板數包括冷凝器和再沸器，回流比與理論板數僅允許規定一個。選擇規定回流比時，輸入值>0，表示實際回流比；輸入值<—1，其絕對值表示實際回流比與最小回流比的比值。>
②關鍵組分回收率（Key component recoveries） 包括輕關鍵組分在塔頂產品中的摩爾回收率（即塔頂產品中的輕關鍵組分摩爾流率／進料中的輕關鍵組分摩爾流率）和重關鍵組分在塔頂產品中的摩爾回收率（即塔頂產品中的重關鍵組分摩爾流率／進料中的重關鍵組分摩爾流率）。
③壓力（Pressure）包括冷凝器壓力、再沸器壓力。
④冷凝器設定（Condenser specifications）包括全凝器（Total condenser）、帶氣相塔頂產品的部分冷凝器（Partial condenser with all vapor distillate）、帶氣、液相塔頂產品的部分冷凝器（Partial condenser with vapor and liquid distillate）。
DSTWU模塊的模擬結果可給出最小回流比、最小理論板數、實際回流比、實際理論板數（包括冷凝器和再沸器）、進料位置、冷凝器負荷和再沸器負荷等參數。
DSTWU模塊有兩個計算選項，分別為生成回流比隨理論板數變化表（Blocks ｜ DSTWU｜ Input ｜ Calculation Options下的Generate table of reflux ratio VS number of theoretical stages選項）和計算等板高度（Blocks ｜ DSTWU ｜ Input ｜ Calculation Options下的Calculate HETP選項）。
回流比隨理論板數變化表對選取合理的理論板數很有參考價值。在實際回流比對理論板數（Table ofactual reflux ratio VS number oftheoretical stages）一欄中輸入要分析的理論板數的初始值（Initial number of stages）、終止值（Final number of stages），并輸入理論板數變化量（Increment size for number ofstages）或者表中理論板數值的個數（Number ofvalues in table），據此可以計算出不同理論板數下的回流比（Reflux ratio profile），并可以繪制回流比一理論板數關系曲線。