ASPEN PLUS 反应器模拟教程.doc

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1、简介什么是ProcessFlowsheetProcessFlowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节.对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容

2、易就成千上万了。这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，AspenPlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。流程模拟的优点在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。流程模拟缺点人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解

3、决方式，对假设的评估和重新评估更深入。流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。这是一把双刃剑，一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。历史AspenPlusTM在密西根大学界面基础启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以OpenanExistingSimulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。这里选择blanksimulation。AspenPlusTm的模拟引擎独立于它的图形用户界面（GU

4、I）。你可以在一个电脑上使用GUI创建你的模拟，然后运行连接到另一个电脑的模拟引擎。这里我们使用LocalPC模拟引擎。缺省值不变。点击OK。下一步就是AspenPlusTM主应用窗口——空白的流程图窗口。先熟悉下界面。状态信息FlowsheetNotComplete一直持续到完整的流程描述进入窗口，完成后状态信息会变为RequiredInputIncomplete（所需输入未完成）。一个模拟只有在状态信息显示RequiredInputComplete（所需输入完成）时才能运行。对于最简单的流程图，必须有两股物流，一个FEED，一个P

5、RODUCT，连接到单元操作设备，叫做REACTOR。模型库工具条（ModelLibraryToolbar）：这个工具条包含AspenPlus不同操作单元的内置模型。文件有三种保存模式：AspenPlus文件，AspenPlus备份文件和模板。AspenPlus文件可保存结果和运行信息，但这是个二进制文件；备份文件则是标准的ASCII文本文件。如果你是AspenPlus专家，你可以直接在文件中更改，并作为输入从命令行发送到模拟器，把文件从一台机器传送到另一台很容易，但是里边不再含有结果和运行信息。最后，项目和被保存为模板作为另一个模拟

6、的起点。如果你正在一个项目上工作，则应该保存为AspenPlus文件，备份格式的文件将自动建立。反应器模型有7个内置的反应器模型，RSTOIC（化学计量反应器）、RYIELD（产率反应器）、REQUIL（平衡反应器）、RGIBBS（Gibbs反应器）、RPLUG（平推流反应器）、RCSTR（全混釜反应器）、RBATCH（间歇釜反应器）。RPLUG，RCSTR，RBSTCH是严格对应平推流、全混釜反应和间歇反应的。RSTOIC用于化学计量数已知但反应动力学未知活可忽略的情况。如果反应动力学和化学计量数都未知，则应用RYIELD。对单相化

7、学平衡或均相和化学平衡计算，应用REQUIL或RGIBBS。REQUIL计算基于同时解决化学计量数和相平衡计算，RGIBBS通过Gibbs自由能最小化解决模型。除了RPLUG和RBATCH,所有模型可有任意数量的物料流.这些物料流内部混合.严密的模型可包括内置的幂次定律或Langmuir-Hinschelwood-Hougen-Watson动力学或用户自定义的动力学.自定义的动力学可以用Fortran子程序或者excel工作表格定义.例题:苯的高温分解本教程将介绍苯高温分解反应用于AspenPlus中RPLUG.Diphenyl(C1

8、2H10)联苯是很重要的工业媒介,其一种生产方案为苯(C6H6)的高温分解脱氢,过程中,二级反应还生成了triphenyl（C18H14）三苯。反应如下：(1)(2)Murhpy,Lamb和Watson对最初由Kasse