ASPEN模拟软件及应用的简介

ASPEN模拟软件及其

应用简介刘智信北京化工研究院主要内容模拟概念ASPEN软件介绍ASPEN模块介绍ASPENPlus介绍应用举例1流程模拟的概念“模拟”可以理解为“模仿”与“拟合”，是用软件作为工具，去模仿一个过程（反应、精馏、吸收、萃取、换热、结晶等），根据用户所给过程的条件（温度、压力、流量、设备尺寸），对相应过程进行物料平衡、能量平衡、及相平衡、化学平衡的计算，从而预测过程中可能发生的现象，指导科研、设计、生产部门的工作。过程可以是实际生产过程、实验过程、假想过程。流程模拟的目的？回答“whatif”问题,(如果一个条件改变了，另一个条件会如何变化)。例如：回流比改变了，产品纯度会如何变化。帮助改进当前工艺条件

在给定的限制内优化工艺条件，如：如何在规定的产品规格条件下，减少公用工程的使用量。辅助确定一个工艺的约束部位(消除瓶颈)

用于扩产或提量操作减少装置设计时间

允许设计者快速地测试各种装置的配置方案2

ASPEN软件介绍流行的模拟软件：Process_Ⅱ、Hysys、ChemCAD

ASPEN(AdvancedSystemforProcessEngineering)意思是先进过程工程系统,Plus意思为是经过提高并得到工业部门支持的版本。AspenPlus是美国ASPENTECH公司开发的流程模拟软件。ASPENTECH公司是当今世界上炼油化工行业中最大的专业软件工程公司，目前进行推广应用的软件主要有四大类：AES、AeCS、AMS和AmfgS。目前应用版本：AspenONE—AspenPlus2004.1Aspen软件介绍AES：AspenEngineeringSuite，包括AspenPlus、AspenWater、AspenPinch、AspenDynamics、AspenCustomModeler、AspenB-JAC、AspenZyqad

等。AeCS：AspeneSupplyChainSuite：包括AspenPims

、AspenMIMI、AspenRetailandBulk等。AMS：

AspenManufactureSuite：主要有AdvancedProcessControl。AmfgS：AspenmfgSuite：包括informationandproductionmanagement3

ASPEN模块的介绍ASPENPlus流程模拟技术ASPENHYSYS石油化工过程流程模拟技术

PolymersPlus聚合过程模拟技术AspenDynamics&AspenCustomModeler动态过程AspenPinch热夹点技术AspenWater节约用水与水夹点技术AspenPIMS计划调度优化技术AspenMIMI过程工业供应链管理技术ASPENPlus流程模拟技术该软件包括50多种单元设备严格模型组成的模型库及5000种化合物的物性数据库，在科研开发—工程设计—生产管理各个阶段均有广泛的应用。在工程设计中应用此软件可以快速筛选各种流程方案，迅速确定物料及能量衡算，自动形成PFD图；在生产中使用它可模拟诊断生产装置不正常运行工况并优化操作参数，节能降耗，也可以标定生产流程各部位的能力，找出“瓶颈”位置及增产方案。AspenPlus可对高级精馏过程进行模拟，如共沸蒸馏、反应蒸馏，以及电解质过程等。可对炼油过程进行模拟，如常减压、催化等装置的分离过程的模拟。ASPEN

HYSYS

石油化工过程流程模拟技术

利用流程模拟技术对生产过程进行设计、优化的过程与做法。Hysys是一款环境模拟设计软件，允许设计者通过概念上的设计而简化制作过程来完成项目工作。PolymersPlus

聚合过程模拟技术是一种模拟聚合物生产过程的通用模拟计算软件包。AspenTech

公司开发了计算高聚物性质及相平衡的数学模型及相应的数据库；可以利用实验室或现场测试数据来拟合计算反应动力学模型中的参数；还具有根据化学组成、平均分子量及分子量分布、线性度等来估算产品物理性质的能力。AspenDynamics&AspenCustomModeler

动态过程模拟技术分析研究生产过程中的动态变化问题，并找出优化方法。可以将稳态模拟软件AspenPlus中生成的基础文件读进来，利用AD中内置的单元操作和各种自动控制模型库，进行动态生产过程的模拟，从稳态过程计算到模拟控制特性、参数整定等。AspenPinch热夹点技术它应用工厂现场操作数据或者AspenPlus模拟计算的数据为输入，来设计能耗最小、操作成本最低的化工厂和炼油厂过程流程。

它的典型作用有以下几个方面：老厂节能的过程集成方案设计；老厂扩大生产能力的“脱瓶颈”分析；能量回收系统（例如换热器网络）的设计分析；公用工程系统合理布局的优化操作（包括加热炉、蒸汽透平、制冷系统等模型在内）。AspenWater节约用水与水夹点技术--利用水夹点技术优化水资源的方法AspenPIMS计划调度优化技术--采用线性规划（LinearPlan）LP技术来优化工业企业的运营计划AspenMIMI过程工业供应链管理技术--通过建立计划模型帮助领导做长远规划、最大化资源利用减少决策周期。4

ASPENPlus介绍选择运行类型绘制流程图设定参数计算分析、优化运行类型绘制流程图单元操作模型的主要类型混合器/分流器分离器换热器塔反应器压力变换器调节器固体处理器用户模型混合器/分流器分离器换热器简捷塔严格塔简捷蒸馏模型(DSTWU)与严格蒸馏模型(RADFRAC)的区别DSTWU的已知条件较少，通常用于对理论板数、进料位置、回流比的初步估算。(已知条件为：进料组成及希望的到的产品的规格)RADFRAC的已知条件较多，通常用于对塔进行核算.(已知条件为：理论板数、进料位置、回流比和产品流率)。反应器压力变化器调节器固体设定参数物性方法：物系中含有水、醇、醚(NRTL、UNIFAC、WILSON)物系中不含水、醇、醚(RK-SOAVE、PENG-ROB、PSRK)炼油系统(BK10、CHAO-SEA、GRAYSON）纯水或纯蒸汽系统用STEAM-TABLE

注意：物性方法选择完后，如果涉及到二元交互作用

参数，要到参数表上看一下参数是

否存在。设定参数定义组分：convention常规（分子式）、pseudocomponent虚拟（沸点、比重、分子量中的两个）、Assay（馏程和API）物流：温度、压力、流量、组成设备：操作条件（温度、压力、回流比等）或尺寸计算5应用举例萃取精馏塔反应精馏塔1，3－丁二烯抽提工艺C4馏份中各组分沸点接近，相对挥发度相差很小，因而工业上很难用普通精馏法将各组分分离，而需采用特殊精馏的方法。当在C4原料中加入一定量极性溶剂后，各组分间的相对挥发度差值增大，因而容易分离。通常采用萃取精馏的办法从C4中分离1，3－丁二烯。第一萃取精馏塔原料：裂解C4，含有丙炔、丙二烯、丁烷、