化工过程分析与合成——基于ASPEN PLUS的应用

化工过程分析与合成是化工及相关专业的重要核心，是“化工系统工程”的主要组成部分，ASPEN PLUS作为一款大型通用性较强的化工流程模拟软件，在化工过程分析与合成中得到了越来越广泛的应用。ASPEN PLUS模拟软件是一款集物料物理化学性质数据库、工艺流程模拟、经济性分析于一体，包含多种工艺模型的非常实用的一款模拟软件，在物料数据查询、工艺流程模拟优化、经济性评估方面发挥着重要的作用。本书可以作为化学化工类专业高校本科生的化工计算、化工过程模拟或相近课程的教材，也可作为化工课程设计、化工设计竞赛培训等的参考用书，对从事化工过程开发与设计的工程技术人员也有一定的参考价值。

   本书以ASPEN PLUSV10.0版本为例，介绍了化工过程设计和过程模拟的基本原理及ASPEN PLUS使用基本步骤；对ASPEN PLUS组分数据库及物性数据库的应用、组分单级分离过程和多组分多级分离塔的简捷计算和严格计算、换热器的设计与模拟、反应器的模拟与分析，以及灵敏度分析、设计规定和优化问题等进行了详细描述；并列举了萃取精馏、变压精馏、热泵精馏等实例具体介绍。
本书可以作为化学化工类专业高校本科生的化工计算、化工过程模报或相近课程的教材，也可作为化工课程设计、化工设计竞赛培训等的参考用书，对从事化工过程开发与设计的工程技术人员也有一定的参考价值。

1绪论
1.1化工过程
1.1.1化学反应过程
1.1.2分离过程
1.1.3流体输送过程
1.1.4换热过程
1.2化工过程设计
1.2.1评定原始问题
1.2.2文献调查
1.2.3过程建立
1.2.4基础设计开发
1.2.5使用计算方行详细的过程合成
1.2.6全厂控制评价
1.2.7详细过程设计、设备尺、费用估计、收益分析和优化
1.2.8撰写过程设计报告和口头简报
1.2.9终设计、开车和r/>1.3计算机在化工过程设计中的角色
1.3.1电子表格
1.3.2数学软
1.3.3过程模拟器
1.3.4补充说明
1.3.5过程设计中常用的计算机软件
1.4化工过程分析与合成
1.4.1化工过程分析
1.4.2化工过程合成
1.5化工过程模拟系统
1.5.1发展历程
1.5.2流程模拟软件的用途
1.5.3流程模拟软件的分类
1.5.4流程模拟软件的组成
1.6过程模拟的基本原理
1.6.1过程流程图和模拟流程图
1.6.2单元子程序
1.6.3计算次序
1.6.4循环
1.6.5循环收敛方法
1.7典型商业过程模拟系统简介
1.7.1主要商业过程模拟系统提供商
1.7.2商业过程模拟系统的特点
2ASPENPLUS入门
2.1ASPENPLUS的窗口用户界面
2.1.1ASPENPLUS面口
2.1.2Propenies界面
2.1.3工具栏
2.1.4工艺流程窗口
2.1.5模型库
2.1.6数据浏览器
2.1.7在数据浏览器中显示表和页
2.1.8状态指示符
2.1.9按钮使用
2.1.10使用对象管理器
2.1.11专家系统
2.2ASPENPLUS使用基本步骤
2.2.1基本设定
2.2.2定义模拟流程
2.2.3定义化学组分
2.2.4选择热力学模型
2.3ASPENPLUS使用入门示例
3ASPENPLUS的物性数据库及其应用
3.1ASPENPLUS的组分数据库
3.2ASPENPLUS的物性方法和模型
3.2.1热力衡计算模型的状态方程法
3.2.2液体活度系数性质方法
3.3ASPENPLUS物性数据集
3.3.1方法
3.3.2路线的概念
3.3.3模型
3.3.4性质方法
3.4ASPENPLUS物性数据库的应用
3.4.1ASPENPLUS的物性能
3.4.2ASPENPLUS的参数估值与数据回归
3.4.3ASPENPLUS的物性估算
4多组衡级分离过程计算
4.1多组分单级分离过程
4.1.1理论模型
4.1.2ASPENPLUS中的衡级过程模型
4.1.3ASPENPLUS的闪蒸计算示例
4.2多组分多级分离塔的简捷计算
4.2.1多组分精馏的FUG简捷计算法
4.2.2ASPENPLUS中的简捷法精馏塔设计模型
4.2.3ASPENPLUS的简捷法精馏塔设计示例
4.3多组分多级分离塔的严格计算
4.3.1衡级的理论模型
4.3.2严格法精馏塔计算模型——RadFrac
4.3.3ASPENPLUS的严格法精馏塔计算示例
4.3.4ASPENPLUS精馏塔内件（塔板和填料）的设计与核算
4.3.5塔板和填料的设计与核算示例
5换热器设计与模拟
5.1Heater加热器/冷却器
5.1.1Heater流程连接
5.1.2规定Heater
5.2HeatX——两股物流的换热器
5.2.1HeatX流程连接
5.2.2规定HeatX
5.2.3简捷法核算与严格法核算比较
5.2.4对均温差校正因子计算
5.2.5传热系数计算
5.2.6膜系数计算
5.2.7压降计算
5.2.8换热器结构
5.2.9折流挡板的几何尺
5.2.10管子的几何尺
5.2.11管嘴的几何尺
5.2.12物性
5.3换热器设计计算示例
5.3.1ASPENPLUS设计无相变换热器
5.3.2ASPENPLUS设计再沸器（有相变化的换热器）
6反应器模拟与分析
6.1ASPENPLUS的反应器模型
6.1.1RStoic——化学计量反应器
6.1.2RYield——收率反应器
6.1.3REquil—衡反应器
6.1.4RGihbs—衡反应器（Cibbs自由能）
6.1.5RCSTR——连续搅拌釜式反应器
6.1.6RPlug——活塞流反应器
6.2ASPENPLUS中动力学方程的表达形式
6.2.1衡级反应模型
6.2.2速率控制模型
6.2.3LHHW模型
6.3ASPENPLUS的简捷法精馏塔设计示例
6.3.1RStoic计算示例
6.3.2RCSTR计算示例
6.3.3RPlug计算示例
7模型能
7.1灵敏度分析
7.1.1关于灵敏度分析
7.1.2定义敏感性分析
7.1.3关于敏感性分析的计算示例
7.2设计规定
7.2.1关于设计规定
7.2.2定义设计规定
7.2.3关于设计规定的计算示例
7.3优化
7.3.1关于优化
7.3.2定义一个优化问题
7.3.3定义约束条件
7.3.4优化问题的求解
7.3.5关于优化的计算示例
8综合实例分析
8.1萃取精馏
8.2变压精馏
8.3反应器与精馏塔组合
8.4热泵精馏
8.5冷热流体换热
8.6多效精馏
8.7热耦精馏
8.8中段换热精馏
参考文献