《Aspen Plus化工应用实例教程》全文目录发布
目 录 第1章 Aspen Plus 简介... 1 1.1 ASPEN代表的意义... 1 1.2 AspenPlus中流程模拟模型的建立... 2 1.3 启动Aspen Plus V8.8. 3 1.4 创建一个过程模拟... 4 1.5 组分输入... 14 1.6 设定物性方法... 16 1.7 如何提高物性方法的计算精确度... 24 1.8 文件保存操作... 38 1.9 流程模拟的良好习惯... 40 1.10 AspenPlus的帮助系统... 41 1.11 其他有用的信息... 41 习题1.1 绘制PXY图... 42 习题1.2 ⊿GMIX.. 43 习题1.3 相似相容... 43 习题1.4 混合规则... 46 第二章 Aspen Plus流程模拟特点（1）... 50 2.1 问题描述... 50 2.2 组分的输入与命名... 50 2.3 二元交互作用参数... 51 2.4“Simulation”环境：激活主控面板... 54 2.5 从模型库中选择模块和物流... 54 2.6 模块与物流的操作... 55 2.7 数值输入、项目名称与报告选项... 57 2.8 运行模拟流程... 59 2.9 推荐的各种物性方法的差别... 62 2.10NIST/TDE实验数据... 63 习题2.1 水-醇体系... 66 习题2.2 水-丙酮-EIPK体系且有NIST/DTE数据... 68 习题2.3 水-丙酮-EIPK体系且没有NIST/DTE数据... 70 第三章 Aspen Plus流程模拟特点（2）... 72 3.1 问题描述：继续讨论第二章中所叙述的问题... 72 3.2 清除参数步骤... 72 3.3 模拟结果收敛... 74 3.4 添加流股表... 77 3.5 物性集... 79 3.6 添加流股条件... 82 3.7 通过Aspen Plus打印... 84 3.8 查看输入摘要... 85 3.9 生成报告... 85 3.10 流股属性... 87 3.11 添加闪蒸分离单元... 89 3.12 “FLASH3”型分离器的输入参数... 91 3.13 运行模拟并检查结果... 91 习题3.1 输入数据和结果的输出... 93 习题3.2 输入数据和结果的输出... 93 习题3.3 输入数据和结果的输出... 93 习题3.4 溶质的分配系数... 94 第四章 闪蒸与精馏... 99 4.1 问题描述... 99 4.2 添加第二台混合器和闪蒸罐... 99 4.3 设计规定... 101 4.4 AspenPlus 精馏模型... 106 4.5 “DSTWU”精馏模型... 108 4.6 “DISTL”精馏模型... 112 4.7“RadFrac”精馏模型... 114 习题4.1 水-己醇体系... 120 习题4.2 水-丙酮-乙烯异丙基酮体系/利用NIST/DTE数据... 126 习题4.3 水-丙酮-乙烯异丙基酮体系/不利用NIST/DTE数据... 128 习题4.4 洗涤塔... 129 第5章 液-液萃取... 132 5.1 问题描述... 132 5.2 萃取过程的热力学方法... 132 5.3 定义新的物性集... 137 5.4 使用灵敏度分析对物性方法进行验证和实验数据... 138 5.5 多级萃取塔... 143 5.6 三角相图... 148 参考文献... 150 习题5.1 正辛醇与MEK的分离... 150 习题5.2 利用正辛烷分离MEK/H2O.. 151 习题5.3 使用IPBE分离水/乙酸... 152 习题5.4 使用三氯乙烷分离水/丙酮... 153 习题5.5 使用MEK分离水/丙酸... 153 第六章 伴有简单反应动力学的反应器... 155 6.1 问题描述... 155 6.2 在Aspen Plus中定义反应速率常数... 155 6.3输入组分和物性方法... 156 6.4 平推流反应器（RPLUG）的严格模型... 159 6.5 RPlug（PFR）反应器及反应条件设定... 160 6.7 压缩机（CMPRSSR）和RADFRAC精馏塔（RECTIF）... 166 6.8 运行模拟(PFR+CMPRSSR+RECTIF) 169 6.9 RadFrac 精馏塔(DSTL) 170 6.10 运行模拟PFR+CMPRSSR+RECTIF+DSTL.. 171 6.11 RCSTR反应器及反应设定... 172 6.12 运行模拟PFR+CMPRSSR+RECTIF+DSTL+ RCSTR.. 176 6.13 灵敏度分析:反应器的最佳操作条件... 178 参考文献... 185 习题6.1 过氧化氢自分解... 185 习题6.2 酯化过程... 188 习题6.3 正丁烷异构化... 191 第七章 伴有复杂（非常规）反应动力学的反应器... 193 7.1 问题描述... 193 7.2 非常规反应动力学：LHHW型反应... 195 7.3 AspenPlus中设定LHHW型反应的通用表达式... 196 7.3.1 不可逆反应的推动力... 196 7.3.2 可逆反应的推动力... 197 7.3.3 吸附表达式... 197 7.4 物性方法：SRK.. 198 7.5 甲醇生产的RPLUG流程图... 199 7.6 输入已知参数... 199 7.7 定义甲醇生产反应为LHHW类型... 201 7.8 灵敏度分析：温度和压力对选择性的影响... 213 参考文献... 217 习题7.1 氯仿的气相氧化反应... 217 习题7.2 乙苯制备苯乙烯... 219 习题7.3 甲烷在Pt－Pd催化剂上的燃烧反应... 223 第8章 压降、摩擦系数、有效汽蚀余量（ANPSH）和汽蚀... 227 8.1 问题描述... 227 8.2 物性方法：“STEAMNBS”. 227 8.3 流程图... 227 8.4 输入管道、泵和管件规格参数... 228 8.5 模拟结果：摩擦阻力降、泵轴功率、阀门阻塞流、有效汽蚀余量（ANPSH）和必需汽蚀余量（RNPSH） 234 例题8.1. 235 8.6 模型分析工具：汽蚀或阻塞流条件... 239 参考文献... 244 习题8.1 戊烷输送... 244 习题8.2 丙三醇输送... 245 习题8.3 空气压缩... 246 第9章 优化工具... 248 9.1 问题描述：定义目标函数... 248 9.2 物性方法：“STEAMNBS”. 249 9.3 工艺流程... 249 9.4 输入物流、泵和管道的规格参数... 250 9.5 模型分析工具：优化工具（Optimization）... 252 9.6 模型分析工具：灵敏度分析（Sensitivity）... 256 9.7 小结... 258 参考文献... 259 习题9.1 Swamee-Jain方程... 260 习题9.2 简化管径优化... 260 习题9.3 粘性流动的最优化管径... 261 习题9.4 平行反应的选择性... 262 第十章换热器（H.E.）设计... 263 10.1 问题描述... 263 10.2 AspenPlus中换热模型的类型... 263 10.3 简单换热器模型（“HEATER”）... 266 10.4 严格换热器模型（“HEATX”）... 268 10.5 严格换热器设计和校核程序（EDR）... 273 10.5.1 EDR换热器可行性面板... 273 10.5.2 “HeatX”的严格模型... 289 10.6 EDR换热器的一般附注... 289 参考文献... 291 习题10.1 相变换热器... 292 习题10.2 高热负荷换热器... 293 习题10.3 设计特定换热器... 293 第11章 电解质系统... 295 11.1 问题描述：酸水汽提... 295 11.2 什么是电解质？... 295 11.3 电解质物性方法... 296 11.4 电解质向导... 296 11.5 酸水汽提工艺流程... 304 11.6 输入进料和汽提塔的参数... 305 参考资料... 308 习题11.1 污泥酸碱中和... 309 习题11.2 天然气脱碳... 311 习题11.3 盐溶液的pH.. 314 附录11.A “ELECNRTL”模型的开发... 317 第12章 聚合物工艺... 319 12.1 理论背景... 319 12.1.1 聚合反应... 319 12.1.2 催化剂类型... 320 12.1.3 乙烯工艺类型... 321 12.1.4 反应动力学方案... 321 12.1.5 反应步骤... 321 12.1.6 催化剂状态... 322 12.2 高密度聚乙烯（HDPE）高温加工工艺... 323 12.2.1 问题描述... 324 12.2.2 工艺条件... 324 12.3 AspenPlus中新建HDPE工艺流程... 325 12.4 改善收敛过程... 332 12.5 聚合物物性分配简介... 333 参考文献... 337 习题12.1 最大化HDPE聚合度... 338 习题12.2 苯乙烯丙烯腈（SAN）聚合... 339 附录A Aspen Plus中聚合模型的主要特点和前提假设... 345 附录12.A.1 聚合反应机理... 345 附录12.A.2 共聚反应机理... 346 附录12.A.3 反应速率表达式... 346 附录12.A.4 反应速率常数... 346 附录12.A.5 催化剂预活化... 347 附录12.A.6 催化剂活性中心活化... 347 附录12.A.7 活性中心活化反应... 347 附录12.A.8 链引发... 347 附录12.A.9 链增长... 348 附录12.A.10 小分子的链转移... 348 附录12.A.11 向单体的链转移反应... 349 附录12.A.12 活性中心失活... 349 附录12.A.13 活性中心抑制... 349 附录12.A.14 助催化剂中毒... 350 附录12.A.15 终端双键聚合反应... 350 附录12.A.16 相平衡... 350 附录12.A.17 速率计算... 351 附录12.A.18 计算聚合物性质... 351 附录B 数均分子量（MWN）和和重均分子量（MWN）... 352 第13章 Aspen Properties在制药行业的应用（物性估算）... 356 13.1 引言... 356 13.2 问题描述... 357 13.3 创建Aspen Plus Pharmaceutical模板... 357 13.3.1 输入常规组分：自定义组分苯甲酰胺（BNZMD-UD）... 358 13.3.2 设定物性估算... 359 13.4 定义BNZMD-UD的分子结构... 359 13.5 输入物性数据... 364 13.6 自定义组分BNZMD-UD与数据库组分BNZMD-DB的比较... 368 参考文献... 370 习题13.1香草醛... 371 习题13.2 布洛芬... 372 第14章 固体处理（粉体加工）... 374 14.1 引言... 374 14.2例题1：破碎机... 374 14.3 创建Aspen Plus流程... 375 14.3.1 输入组分... 375 14.3.2 添加流程对象... 376 14.3.3 定义粒度分布（PSD）... 377 14.3.4 出口PSD的计算... 379 习题14.1 根据粉碎功率确定破碎机出口粒度分布... 381 习题14.2 规定破碎机出口粒度分布... 381 14.4 #2问题描述：氧化铝脱水的流化床... 382 14.5 创建Aspen Plus流程... 382 14.5.1 输入组分信息... 382 14.5.2 添加流程对象... 383 14.5.3 输入已知数据... 383 14.5.4 结果... 386 习题14.3 重新收敛一个输入变化的方案... 387 参考文献... 388 习题14.1 氯化钾干燥... 388 习题14.2 氯化钾结晶... 391 附录14.A 单元操作固体模型... 395 附录14.A.1 固体单元操作模型... 395 附录14.A.2 固体分离器模型... 396 附录14.A.3 固体处理模型... 397 附录14.B 固体分类... 397 附录14.C 预定义的物流类... 398 附录14.D 子物流类... 399 附录14.E 粒度分布（PSD）... 400 附录14.F 流化床... 401 第15章 Aspen Plus® Dynamics. 403 15.1 引言... 403 15.2 问题描述... 404 15.3 AspenPlus稳态模拟... 404 15.4 AspenPuls稳态模拟向动态模拟的转换... 409 15.4.1 动态模式下CSTR反应器的传热选项... 410 15.4.2 创建压力驱动动态文件... 414 15.5 打开一个动态模拟文件... 416 15.6“Simulation Messages”窗口... 416 15.7 运行模式：Initialization. 417 15.8 添加温度控制器... 418 15.9 状态存储管理（Snapshots Management）... 421 15.10 控制器面板... 422 15.11 用于更新/呈现结果的通讯时间... 425 15.12 闭环自动整定测试和开环整定测试... 425 15.13 液位控制器的开环整定（手动模式）... 427 15.14 液位扰动的闭环动态响应... 432 15.15 液位控制设定值扰动的闭环动态响应... 438 15.16 动态过程中的死区和滞后时间... 439 15.17 温度控制器的闭环ATV测试（自动模式）... 440 15.18 闭环动态响应：“TC”对温度扰动的响应... 446 15.19 液位控制单元“LC”和温度控制单元“TC”间的相互作用... 449 15.20 无控制过程的稳定性... 451 15.21 串级控制... 453 15.22 作为时间函数的变量监控... 455 15.23 APD中虚拟过程控制的最后说明... 458 参考文献... 463 习题15.1 水加热器的串级控制... 464 习题15.2 带有对数平均温差热传递选项的CSTR反应器控制... 467 习题15.3 乙苯生产的PFR反应器控制... 469 第16章 化工过程的安全与能量分析... 471 16.1 引言... 471 16.2 问题描述... 471 16.3 “安全分析 SAFETY ANALYSIS”. 472 16.4 添加安全泄压阀（PSV）... 474 16.5 添加爆破片（RD）... 481 16.6 安全相关文档的编制... 485 16.7 在“ENERGY ANALYSYS能量分析”环境绘制工艺流程图... 486 16.8 “ENERGYANALYSIS”激活... 491 16.9 “ENERGYANALYSIS”运行环境... 496 16.10 AspenEnergy Analyzer 499 习题16.1 (对一台储罐添加保护装置) 500 习题16.2 （C2/C3/C4烃类混合物的分离）... 505 17 Aspen Process EconomicAnalyzer (APEA) 510 17.1 以优化后的乙酸酐生产流程为例... 510 17.2 AspenPlus费用估算选项... 512 17.2.1Aspen流程经济性分析（APEA）估算模板... 513 17.2.2 原料和产品的价格... 515 17.2.3 与流程模块相关的公用工程设置... 516 17.3 化工过程费用估算的第一种方法... 519 17.4 化工过程费用估算的第二种方法... 520 17.4.1 项目属性... 521 17.4.2 加载模拟数据... 523 17.4.3 映射和设计... 525 17.4.4 项目评估... 532 17.4.5 解决与设备选型相关的错误信息... 533 17.4.6 计算摘要... 537 17.4.7 固定投资报告... 538 17.4.8 投资分析... 539 习题17.1 原料/产品单价对流程盈利能力的影响... 543 习题17.2 使用欧洲经济分析模板... 544 习题17.3 丙酮溶剂回收项目的盈利能力... 544 附录17.A.. 548 附录17.A.1 项目的净现值（NPV）... 548 附录17.A.2 贴现投资回收期（DPP）... 548 例17.1 均衡现金流量... 549 例17.2 非均衡现金流量... 549 附录17.A.3 盈利指数... 549 例题17.3. 550 附录17.A.4 内部收益率（IRR）... 550 附录17.A.5 修正内部收益率（MIRR）... 551 例题17.4. 552 第18章 案例研究... 553 18.1 异丙醇脱氢生产丙酮... 553 18.2 甲醇制甲醛（灵敏度分析，Sensitivity Analysis）... 557 18.3 二甲醚生产（技术经济和过程控制）... 558 18.3.1 经济分析... 558 18.3.2 过程动态和控制... 559 18.4 乙烯部分氧化生产乙酸... 561 18.5 苯的热裂解... 562 18.6 溶剂回收... 563 18.7 固体处理：硫酸钠制备硫酸钾... 564 18.8 固体处理：一种通用的CaCO3基附聚体添加剂的制备... 565 18.9 固体处理：磷酸二氢铵和硝酸钾复合肥的生产... 565 18.10 天然气脱硫脱碳工艺（计算器模块，Calculator）... 566 18.11 丙烯直接水合法制异丙醇（IPA）... 570 18.12 聚醋酸乙烯酯（PVAC）的生产... 574 18.13 苯乙烯和丁二烯乳液聚合生产丁苯橡胶... 577 18.14 甲基丙烯酸甲酯生产聚甲基丙烯酸甲酯... 579 18.15 环己酮制环己酮肟... 581
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