AspenPlus软件在化工原理教学中的应用第16卷第9期2021年9月江苏技术师范学院JOURNALOF激ANGSUTEACHERSUNIVERS1TYOFTECHNOLOGYSep.,2021AspenPlus软件在化工原理教学中的应用张春勇,郑纯智,汪斌,张国华,文颖频,张纪霞(江苏技术师范学院化学与环境工程学院,江苏常州213001)摘要:化工原理是-I'-I内容广,实践性强的课程.为了培养学生的工程实践能力,将AspenPlus软件应用于化工原理教学.介绍了AspenPlus软件在化工原理教学中的应用,论述了将AspenPlus软件强大的参数化建模功能应用于教学过程.将AspenPlus引入到化工原理教学中,有助于学生对化工原理的理解,有助于学生学习兴趣的提高.关键词:AspenPlus;应用;化工原理:G642文献标识码:A:1674—8522(2021)09—0078—04O引言"PrinciplesofChemicalEngineering"的新课,1923年,wHWalker等人编着并出版了世界第一部关于化工单元操作的着作?化工原~))(PrincipIesofChemicalEngineering)[卜.].AspenPlus是美国麻省理工学院于20Plus自身附带有较完整的物性参数和各种模型(如反响模型,精馏模型等),能根据工艺的特点,精确计算,广泛适用于精馏,吸收,反响等化工生产过程【5'6J.当工艺参数发生变化时,只要输入改变的参数,As—penPlus就可以模拟,重新计算方便.化工原理概念多,理论性强,计算复杂,与工程实际联系密切.利用AspenPlus的工程设计能力,使化工原理的教学理论联系实际,对化工原理的教学有很好的促进作用.在教学的过程中先把问题提出来,让两种能力,为解决工业实际问题打下良好的根底.1在流体流动和输送机械中的应用AspenPlus可以对流体流动进行计算.例如将25oC,1.1atm,800m3/h的低浓度酒精(乙醇的质量含量为30%,水的质量含量为70%)与35℃,1.8atm,700m/h的高浓度酒精(乙醇的质量含量为95%,水的质拟,工艺流程如图1所示.翻开模型MIXERS的规定框,输入模拟方法和设计任务相对应的参数,点击工具栏中运行按钮进行℃,体积流量为1489.18m/h,压力为1.1atm.收稿日期:2021—4～27;修回日期:2021—5—11作者简介:张春勇(1978一),男,江苏东台人,讲师,硕士.第9期张春勇郑纯智汪斌等:AspenPlus软件在化工原理教学中的应用79确定,泵参数的计算和泵的核算等.在使用AspenPlus教学过程中,先用AspenPlus软件画出流程图,输入必要的参数,再进行模拟.AspenPlus可以计算出泵出口压力,也可以计算出出El压力,流量,有效汽蚀余量,轴功率等重要数据[71.例如可以提出这样一个问题:一台离心泵将40%,2bar的苯加压到5bar,苯的流量为80m3/h,离心泵的效率为70.05%,电机的效率为85.98%,求泵提供应流体的功率,泵所需要的轴功率,以及电机消耗的电功率.2在传热中的应用AspenPlus软件提供了7种换热器模型,它们分别是Heater,HeatX,MHeatX,Hetran,Aerotran,HXFlux和HTRIXIST.设计换热器的过程是先依据经验初步估计总传热系数,计算传热面积,确定换热器的结构尺寸,然后计算压降,最后核算.在设计过程中,要先使用AspenPlus模拟软件中的AspenPinch来选择管长,流体流径,管子尺寸与排布,管束与壳体的直径,折流板的结构与尺寸等.例如可以提出这样一个问题:用20%,1.0MPa,60000kg/h的水冷却200%,0.4MPa,10O00kg/h的混合物(苯的质量含量为50%,苯乙烯的质量cal/sec,换热器面积为20.22m.图1混合器工艺流程3在精馏中的应用图2热交换器工艺流程性的不同实现混合物的别离.在进行设计前,需要知道物质的T—X—库查询,文献查询,实验测取和理论计算等.AspenPlus自带有约1773种有机物,2450种无机物,3314种固体物,900种水溶电解质的根本物性参数的物性数据库,还有丰富的状态方程和活度系数方法可以—x—Y图等数据可以通过查找AspenPlus物性数据库,物性数据库中没有的还可以通过AspenPlus软件提供的物性估算功能进行理论计算『8】.使用AspenPlus模拟软件,对液体混合物进行模拟计算,可以得出精馏塔的塔板数,回流比,进料位置等主要操作参数及工况条件.以混合二异丙苯精馏别离为例进行模拟,料液处理能力lkg/s,问二异丙塔顶为全凝器,问二异丙苯的回收率99.83%,对二异丙苯的回收率0.17%,冷凝器1atm,再沸器1.3atm,8O江苏技术师范学院第16卷用活度系数模型NRTL—RK来计算汽液相平衡.用AspenDsTwu(简捷法精馏设计)塔模型来计算...