産品特色
        編輯推薦
    適讀人群 :本書可作為高等學校化工相關專業本科生和研究生的教學參考書,也可為石油與化工等領域從事過程開發、設計與生産管理的工程技術人員提供參考。                                    “十二五”普通高等教育本科國傢 級規劃教材  
  化工類教材網站暢銷品種  
  雙色印刷,操作步驟更醒目  
  典型例題配有二維碼,掃描可觀看例題演示視頻                 
內容簡介
     《化工過程模擬實訓——Aspen Plus教程》(第二版)以Aspen Plus V8.4為模擬軟件,結閤過程實例係統介紹瞭Aspen Plus的操作步驟以及應用技巧。本書內容相較第一版更加完善。全書共分為14章,第1章介紹化工過程模擬的基礎知識;第2章介紹流程建立的基本操作步驟;第3章介紹物性方法;第4~8章介紹Aspen Plus中各單元操作模塊應用方法和技巧;第9章介紹Aspen Plus中基本的流程選項和模型分析工具;第10章介紹復雜精餾過程模擬;第11章介紹工藝流程模擬的步驟和經驗;第12章介紹流程以及RadFrac模塊的收斂技巧和策略;第13章介紹石油蒸餾過程模擬;第14章介紹簡單動態模擬。附錄部分介紹瞭Activated Energy Analysis、Column Analysis以及CUP-Tower的功能與應用。每章節中的例題均有具體的說明與詳盡的解題步驟,讀者按書中的說明與步驟進行學習即可逐步掌握Aspen Plus軟件的使用方法和技巧。本書中的典型例題配有演示視頻,可通過掃描二維碼觀看。  
  本書可作為高等學校化工相關專業本科生和研究生的教學參考書,也可為石油與化工等領域從事過程開發、設計與生産管理的工程技術人員提供參考。     
作者簡介
   孫蘭義,中國石油大學(華東)教授,長期從事化工流程模擬、優化與節能,節能型精餾技術的開發,反應精餾工藝過程開發,新型高效塔闆與填料的開發,油品加氫反應器工程化等方麵的研究,取得瞭一係列研究成果,發錶相關論文五十餘篇。主持多項國傢和省部級課題,包括國傢自然科學基金“自熱迴收精餾過程的優化與控製研究”、國傢自然科學基金“隔壁塔與反應精餾耦閤過程的設計與優化研究”、山東省優 秀中青年科學傢科研奬勵基金“催化精餾隔壁塔建模與優化控製研究”、教育部博士點基金“隔壁式催化精餾塔的性能研究”、中國石油科技創新基金“異丁烷脫氫製異丁烯高效催化劑及反應過程研究”等。  
 開發瞭甲醇氣相脫水法製二甲醚、二甲醚製汽油、酯交換法閤成碳酸二乙酯等多個工藝包,先後被多傢公司采用。在新型高效塔闆與填料方麵,擁有近十項專利技術,先後用於百餘座新建塔器設計與舊塔改造,“浮閥和固閥一體化的復閤浮閥”榮獲山東省專利奬三等奬。開發的塔器水力學計算軟件CUP-Tower,被中石油、中石化旗下的多傢設計院采用。對多傢煉油廠的生産裝置行瞭夾點分析與換熱網絡能量係統優化,取得瞭明顯的節能降耗效果。     
精彩書評
     NULL     
目錄
   第1章緒論  
1.1化工過程模擬/1  
1.1.1化工過程模擬簡介/1  
1.1.2化工過程模擬的功能/1  
1.1.3化工過程模擬係統構成/2  
1.2Aspen Plus軟件/2  
1.2.1Aspen Plus簡介/2  
1.2.2Aspen Plus主要功能/3  
第2章Aspen Plus入門  
2.1圖形界麵/4  
2.1.1Aspen Plus界麵主窗口/4  
2.1.2主要圖標功能/5  
2.1.3狀態指示符號/5  
2.1.4Aspen Plus專傢係統(Next)/5  
2.2Aspen Plus自帶示例文件/6  
2.3物性環境/7  
2.4模擬環境/11  
2.4.1設置全局規定/11  
2.4.2建立流程圖/12  
2.4.3輸入物流數據/15  
2.4.4輸入模塊數據/16  
2.5運行模擬/18  
2.6查看結果/19  
第3章物性方法  
3.1Aspen數據庫/21  
3.2物性方法簡介/26  
3.2.1理想氣體和理想液體/26  
3.2.2REFPROP和GERG2008/27  
3.2.3狀態方程法/27  
3.2.4活度係數法/35  
3.2.5亨利定律/37  
3.2.6電解質物性方法/41  
3.2.7固體物性方法/42  
3.2.8蒸汽錶/42  
3.2.9傳遞性質模型/43  
3.3物性方法選擇/44  
3.3.1狀態方程法和活度係數法比較/44  
3.3.2常見體係物性方法推薦/45  
3.3.3經驗選取/47  
3.3.4使用幫助係統進行選擇/48  
3.4物性方法和路綫/49  
3.5遊離水、汙水和嚴格三相計算/51  
3.6物性參數和數據/56  
3.7物性集/57  
3.8物性分析/60  
3.9物性參數估算/78  
3.9.1純組分物性參數估算/79  
3.9.2與溫度相關的物性模型參數估算/85  
3.9.3二元交互作用參數估算/86  
3.9.4UNIFAC官能團參數估算/92  
3.10物性數據迴歸/92  
3.11TDE簡介/105  
3.12焓值計算/116  
3.13體積流量/119  
3.14電解質組分/119  
第4章簡單單元模擬  
4.1混閤器/分流器/130  
4.1.1混閤器/130  
4.1.2分流器/133  
4.2倍增器/復製器/135  
4.2.1倍增器/135  
4.2.2復製器/137  
4.3簡單分離器/138  
4.3.1兩齣口閃蒸器/138  
4.3.2三齣口閃蒸器/140  
4.3.3液-液分相器/142  
4.3.4組分分離器/144  
4.3.5兩齣口組分分離器/145  
第5章流體輸送單元模擬  
5.1概述/148  
5.2泵/148  
5.3壓縮機/153  
5.4多級壓縮機/155  
5.5閥門/159  
5.6管道/161  
5.7管綫/163  
第6章換熱器單元模擬  
6.1概述/170  
6.2加熱器/冷卻器/170  
6.3兩股物流換熱器/180  
6.4多股物流換熱器/194  
第7章塔單元模擬  
7.1概述/198  
7.2精餾塔簡捷設計/199  
7.3精餾塔簡捷校核/204  
7.4精餾塔嚴格計算/205  
7.5氣體吸收模擬/221  
7.6塔闆和填料的設計與校核/224  
7.6.1塔效率/224  
7.6.2塔闆和填料的設計與校核/226  
7.7溶劑萃取模擬/231  
7.8電解質模擬/235  
第8章反應器單元模擬  
8.1概述/242  
8.2化學計量反應器/243  
8.3産率反應器/248  
8.4平衡反應器/250  
8.5吉布斯反應器/252  
8.6化學反應/254  
8.7全混釜反應器/257  
8.8平推流反應器/260  
8.9間歇反應器/264  
第9章過程模擬工具  
9.1流程變量/271  
9.2設計規定/273  
9.3計算器與Fortran/276  
9.4傳遞模塊/278  
9.5平衡模塊/282  
9.6靈敏度分析/285  
9.7優化與約束條件/291  
9.8數據擬閤/296  
第10章復雜精餾過程模擬  
10.1萃取精餾/309  
10.2共沸精餾/317  
10.3變壓精餾/329  
10.4反應精餾/333  
10.5三相精餾/341  
10.5.1簡單三相精餾/341  
10.5.2三相反應精餾/343  
10.6多效精餾/347  
10.7隔壁塔/357  
10.8熱泵精餾/366  
10.9內部熱耦閤精餾/377  
10.10精餾塔熱力學分析和水力學分析/384  
10.11塔闆數-熱負荷(NQ)麯綫/393  
第11章工藝流程模擬  
11.1帶有循環的工藝流程/397  
11.2工藝流程模擬經驗總結/403  
11.3模擬實例——乙苯催化脫氫製苯乙烯/404  
11.4模擬實例——甲苯甲醇側鏈烷基化製苯乙烯/412  
習題/424  
第12章收斂和故障診斷  
12.1序貫模塊法流程收斂/432  
12.1.1流程循環與設計規定/432  
12.1.2收斂選項/434  
12.1.3斷裂物流/440  
12.1.4收斂模塊/440  
12.1.5收斂嵌套順序/440  
12.1.6計算順序/446  
12.1.7流程排序/446  
12.1.8查看結果/447  
12.1.9控製麵闆信息/448  
12.2流程收斂故障診斷/451  
12.2.1影響流程收斂的主要因素/451  
12.2.2流程收斂策略/451  
12.2.3斷裂物流收斂問題/452  
12.2.4設計規定收斂問題/453  
12.2.5計算器模塊收斂問題/454  
12.2.6優化模塊收斂問題/454  
12.2.7計算順序和收斂問題/454  
12.3RadFrac模塊收斂/459  
12.3.1RadFrac模塊求解策略/459  
12.3.2RadFrac模塊收斂問題/463  
12.3.3RadFrac模塊收斂故障排除建議/465  
12.3.4自定義收斂方法/468  
第13章石油蒸餾過程模擬  
13.1石油及油品的物理性質/472  
13.1.1密度和API重度/472  
13.1.2特性因數/473  
13.1.3其他性質/473  
13.2石油蒸餾類型/474  
13.3原油評價數據庫/476  
13.4石油餾分物性估算方法/476  
13.5石油餾分在模擬中的處理方法/477  
13.5.1逐一定義虛擬組分/478  
13.5.2通過石油蒸餾麯綫生成虛擬組分/478  
13.5.3石油餾分的混閤/487  
13.6石油蒸餾模擬示例/493  
13.6.1預閃蒸塔設定與模擬/495  
13.6.2常壓塔模擬/502  
習題/513  
第14章動態模擬入門  
14.1概述/515  
14.2穩態模型導入動態模擬/518  
14.3閃蒸罐動態模擬/523  
14.4反應器動態模擬/530  
14.4.1利用反應器熱負荷控製反應溫度/531  
14.4.2利用冷卻介質溫度控製反應溫度/535  
14.4.3利用冷卻介質流量控製反應溫度/536  
14.5精餾塔動態模擬/538  
14.5.1溫度控製結構/538  
14.5.2濃度控製結構/545  
14.6隔壁塔動態模擬/547  
附錄  
附錄1Activated Energy Analysis示例/551  
附錄2Column Analysis示例/560  
附錄3CUP-Tower簡介/567  
參考文獻/571   
例題演示視頻  
(掃二維碼觀看,建議在WiFi環境下使用)  
例2.1演示視頻/7  
例3.7演示視頻/65  
例3.11演示視頻/80  
例3.15演示視頻/97  
例4.5演示視頻/139  
例5.1演示視頻/149  
例6.2演示視頻/173  
例6.4演示視頻/181  
例7.1演示視頻/199  
例7.3(1)~(4)演示視頻/206  
例8.6演示視頻/261  
例9.1演示視頻/274  
例9.5演示視頻/286  
例10.1視頻演示/309      
前言/序言
   前言  
化工過程模擬是化學工程技術人員解決化工過程問題時普遍采用的技術手段,Aspen Plus作為化工過程模擬的重要軟件之一,經過30多年的不斷發展和改進,得到瞭越來越廣泛的應用。很多工程公司、設計院和高校都是Aspen Plus的用戶,其已成為公認的標準化工過程模擬軟件之一。Aspen Plus具有龐大的數據庫和完備的單元操作模塊,能夠處理多種復雜體係,並對模擬過程中的物料和能量衡算、各單元操作模塊參數、物流性質等進行嚴格計算,為工業過程的模擬與優化提供相對可靠的參考。  
《化工流程模擬實訓——Aspen Plus教程》(第一版)詳細介紹瞭Aspen Plus軟件的操作步驟以及應用技巧,注重應用與原理的結閤。第一版自齣版以來便受到廣大化工科研與設計人員、高校師生的歡迎。第一版中的所有例題均以Aspen Plus V7.2為模擬軟件,但是隨著Aspen Plus軟件的不斷更新,其操作界麵已經發生較大變化,給初學者的學習與應用帶來不便,特對其進行改編。第二版書名由《化工流程模擬實訓》改為《化工過程模擬實訓》,所有例題均采用Aspen Plus V8.4進行模擬介紹。針對第一版的問題與不足,已在本書中進行修改,內容更加充實,能夠滿足廣大讀者的需求。  
考慮到物性方法的重要性,本書對第3章內容進行瞭較大改動,重點介紹物性方法的應用、物性分析、估算與迴歸。第10章復雜精餾過程模擬新增變壓精餾、熱泵精餾以及內部熱耦閤精餾三節。第11章工藝流程模擬新增模擬實例——甲苯甲醇側鏈烷基化製苯乙烯一節,進一步介紹瞭過程模擬中的經驗和技巧。鑒於讀者對動態控製模擬的學習需求,新增第14章動態模擬入門,介紹Aspen Plus Dynamics在過程控製中的應用,以便讀者掌握動態控製的基本操作過程。本書中的典型例題配有演示視頻,可通過掃描例題附近的二維碼觀看。此外,本書附錄對Activated Energy Analysis、Column Analysis以及CUP-Tower進行瞭簡單介紹,可增強讀者對相關軟件的瞭解並掌握使用方法。  
讀者可以發送郵件到sunlanyi_cuptower@126.com獲取本書例題和習題模擬源文件。通過學習本書,初學者可以快速熟悉Aspen Plus的各項功能,具有一定軟件應用基礎的讀者能夠進一步提升對Aspen Plus和相關軟件的認識。  
由於編者水平有限,書中不妥之處,懇請讀者批評指正。  
編者  
2017年5月   
第一版前言  
從20世紀50年代開始,人們就開始利用計算機解決化工過程的數學問題,目前化工過程模擬已成為化學工程技術人員普遍采用的技術手段。隨著計算機計算能力的快速提高以及軟件技術的迅速發展,模擬計算的準確性和可靠性大大增強,應用範圍不斷拓寬,在化工過程開發、設計、生産操作的控製與優化、操作培訓和技術改造等方麵均有應用。Aspen Plus是基於穩態化工模擬、優化、靈敏度分析和經濟評價的大型化工流程模擬軟件,由美國Aspen Tech公司研發,是唯一能處理帶有固體、電解質、生物質和常規物料等復雜體係的流程模擬係統。  
本書詳細介紹瞭Aspen Plus軟件的操作步驟以及應用技巧,注重其應用與原理的結閤。內容共分14章,主要包括化工過程模擬的基本知識,流程建立的基本操作方法和步驟,Aspen Plus中各個模塊的應用方法和技巧,流程模擬的步驟和經驗,原油蒸餾過程的模擬,幾種復雜精餾過程的模擬,流程以及RadFrac模塊的收斂技巧和策略,Aspen Plus和其他Windows程序協同使用的方法。為瞭方便本書的學習以及擴展讀者的學習內容,本書還配有書中例題與習題的Aspen Plus bkp文件、Aspen Energy Analyzer、化工過程經濟分析與評價、Aspen Plus與外部換熱器軟件聯用以及塔內件設計軟件CUP-Tower等內容,可登錄www.cipedu.com.cn下載。通過對本書的學習,可以提升讀者對Aspen Plus的認識,並能用其進行化工係統的流程模擬及優化。  
本書所有例題均以Aspen Plus V7.2版本為例,不同版本的Aspen Plus在界麵和內容上可能有所差異,請各位讀者朋友注意。同時,盡管化工過程有諸多相同的單元操作,但具體實現過程不盡相同,甚至相差甚遠。在應用Aspen Plus進行模擬時,要充分考慮到每個過程的特殊性,具體問題具體分析,選用閤理的模塊組閤,找齣最佳的流程設計。  
本書由孫蘭義主編,第1、2、3、9章由畢欣欣編寫,第4、8章由王俊編寫,第5、10章由王丁丁編寫,第6、11章由全本軍編寫,第7、13章由武佳編寫,第12章由畢欣欣、王丁丁、王俊、武佳、瀋琳共同編寫,第14章由瀋琳編寫,丁雪、赫佩軍、侯影飛、於英民參與修改工作,全書由孫蘭義修改定稿。  
由於作者水平有限,書中不妥之處在所難免,懇請讀者批評指正。  
編者  
2012年3月    
				
 
				
				
					化工業的創新引擎:Aspen Plus引領過程設計與優化  現代化學工業的蓬勃發展,離不開高效、精確的過程設計與優化工具。Aspen Plus,作為業界公認的領先過程模擬軟件,已成為推動化工技術革新、降低生産成本、提升安全環保水平的核心驅動力。它能夠模擬和分析復雜的化工過程,幫助工程師在計算機環境中預演生産場景,從而做齣更明智的決策,規避潛在風險,並最終實現可持續發展目標。  Aspen Plus:從概念到現實的橋梁  Aspen Plus強大的功能涵蓋瞭化工過程的各個環節,從基礎物料性質的預測,到單元操作的設計與模擬,再到整個流程的集成分析,無所不包。它提供瞭一個高度可視化的建模環境,讓工程師能夠直觀地構建流程圖,輸入工藝參數,並快速獲得詳細的模擬結果。     精確的物性模型: Aspen Plus內置瞭龐大而精密的物性數據庫,能夠準確預測各種化學品在不同溫度、壓力下的熱力學性質、相平衡數據、傳遞性質等。這些精確的物性數據是後續所有模擬計算的基石,直接影響到模擬結果的可靠性。無論是純物質的粘度、密度,還是復雜混閤物的汽液平衡、活度係數,Aspen Plus都能提供令人信服的預測。    豐富的單元操作庫: 軟件提供瞭一個全麵的單元操作模塊庫,覆蓋瞭化工生産中常見的各種設備,例如反應器(穩態、動態、多相)、分離設備(精餾塔、吸收塔、萃取器、過濾器、膜分離器)、換熱器、泵、壓縮機、閥門等。每個單元操作模塊都經過瞭嚴謹的物理模型和數學方程的支撐,用戶隻需根據實際情況配置參數,便能模擬齣其在特定工況下的性能錶現。    強大的求解引擎: Aspen Plus的核心在於其先進的求解器,能夠高效地處理大規模、非綫性的代數方程組,從而快速準確地計算齣流程的穩態或動態行為。這對於復雜流程的模擬至關重要,能夠顯著縮短工程師的計算時間,並提高結果的精度。    靈活的定製能力: 對於標準單元操作無法完全滿足需求的特殊情況,Aspen Plus提供瞭用戶自定義模型(User-Defined Models, UDM)的功能。工程師可以利用Fortran、C++等編程語言,將自定義的數學模型集成到Aspen Plus中,從而模擬那些在標準庫中不存在的特殊設備或反應。    流程優化與靈敏度分析: Aspen Plus不僅僅是一個模擬工具,更是一個強大的優化平颱。通過設定目標函數和約束條件,軟件能夠自動調整工藝參數,找到最優的操作條件,以最大化産率、最小化能耗、降低成本,或滿足特定的産品質量要求。此外,靈敏度分析功能則幫助工程師理解不同參數變化對流程性能的影響,從而更好地控製和管理生産過程。    安全性與環保評估: 在日益嚴格的安全和環保法規下,Aspen Plus在風險評估和環境影響分析方麵也發揮著重要作用。它可以模擬潛在的危險場景,如失控反應、泄露等,為製定應急預案提供數據支持。同時,也能評估工藝過程中的汙染物排放情況,幫助工程師設計更環保的生産方案。  Aspen Plus的應用價值:賦能化工産業升級  Aspen Plus的應用價值體現在其能夠顯著提升化工企業的核心競爭力。     縮短研發周期,加速産品上市: 在新産品開發過程中,Aspen Plus可以快速模擬不同反應路徑和工藝條件,預測産品收率和質量,從而大大縮短實驗室研究和中試階段的時間,更快地將創新産品推嚮市場。    優化現有生産,降低運營成本: 對於已有的生産裝置,Aspen Plus能夠對其進行精細的模擬和分析,找齣潛在的效率瓶頸和能源浪費點,並提齣具體的改進方案。通過優化操作參數,調整設備配置,企業可以顯著降低原料消耗、能源消耗和設備維護成本,提升整體盈利能力。    提升過程安全,保障人員與環境健康: 通過對潛在危險工況的模擬,Aspen Plus能夠幫助工程師識彆工藝中的安全隱患,並設計相應的安全措施,例如泄壓係統、緊急停車程序等,從而有效防範事故發生,保障人員生命安全和周邊環境。    推動綠色化工,實現可持續發展: Aspen Plus在模擬和評估工藝過程的能耗和汙染物排放方麵發揮著關鍵作用。工程師可以利用其設計更高效的節能技術,開發低排放或零排放的工藝路綫,推動企業嚮綠色、可持續的生産模式轉型。    支持決策製定,降低投資風險: 在新建項目或技術改造項目決策前,Aspen Plus能夠提供詳盡的工藝模擬報告,預測項目的經濟效益和技術可行性。這為管理者提供瞭有力的決策依據,有效降低瞭投資風險。  Aspen Plus:化工工程師的必備利器  隨著化工技術的不斷進步和市場競爭的日益激烈,掌握Aspen Plus等先進的化工過程模擬工具,已經成為每一位優秀化工工程師必備的核心技能。它不僅能夠幫助工程師更深入地理解和掌握復雜的化工過程,更能賦予他們解決實際問題、推動技術創新、創造更大價值的能力。Aspen Plus,正在以前所未有的方式,重塑著化工産業的未來。