化工過程分析與合成：基于ASPEN PLUS的應用

1緒論（1）11化工過程（1）111化學反應過程（1）112分離過程（1）113流體輸送過程（2）114換熱過程（2）12化工過程設計（2）121評定原始問題（3）122文獻調查（3）123過程建立（6）124基礎設計開發(fā)（6）125使用計算方法進行詳細的過程合成（6）126全廠控制評價（7）127詳細過程設計、設備尺寸、費用估計、收益分析和優(yōu)化（7）128撰寫過程設計報告和口頭簡報（7）129最終設計、開車和操作（7）13計算機在化工過程設計中的角色（7）131電子表格（8）132數(shù)學軟件包（8）133過程模擬器（8）134補充說明（9）135過程設計中常用的計算機軟件（9）14化工過程分析與合成（11）141化工過程分析（11）142化工過程合成（11）15化工過程模擬系統(tǒng)（12）151發(fā)展歷程（12）152流程模擬軟件的用途（13）153流程模擬軟件的分類（14）154流程模擬軟件的組成（14）16過程模擬的基本原理（16）161過程流程圖和模擬流程圖（16）162單元子程序（18）163計算次序（18）164循環(huán)（20）165循環(huán)收斂方法（21）17典型商業(yè)過程模擬系統(tǒng)簡介（22）171主要商業(yè)過程模擬系統(tǒng)提供商（22）172商業(yè)過程模擬系統(tǒng)的特點（23）2ASPEN PLUS入門（28）21ASPEN PLUS的窗口用戶界面（28）211ASPEN PLUS窗口（28）212Properties界面（29）213工具欄（30）214工藝流程窗口（31）215模型庫（31）216數(shù)據(jù)瀏覽器（33）217在數(shù)據(jù)瀏覽器中顯示表和頁（34）218狀態(tài)指示符（35）219按鈕使用（36）2110使用對象管理器（37）2111專家系統(tǒng)（38）22ASPEN PLUS使用基本步驟（38）221基本設定（39）222定義模擬流程（40）223定義化學組分（42）224選擇熱力學模型（45）23ASPEN PLUS使用入門示例（46）3ASPEN PLUS的物性數(shù)據(jù)庫及其應用（56）31ASPEN PLUS的組分數(shù)據(jù)庫（56）32ASPEN PLUS的物性方法和模型（59）321熱力學平衡計算模型的狀態(tài)方程法（59）322液體活度系數(shù)性質方法（65）33ASPEN PLUS物性數(shù)據(jù)集（68）331方法（69）332路線的概念（70）333模型（70）334性質方法（71）34ASPEN PLUS物性數(shù)據(jù)庫的應用（74）341ASPEN PLUS的物性分析功能（74）342ASPEN PLUS的參數(shù)估值與數(shù)據(jù)回歸（81）343ASPEN PLUS的物性估算（87）4多組分平衡級分離過程計算（93）41多組分單級分離過程（93）411理論模型（93）412ASPEN PLUS中的單平衡級過程模型（95）413ASPEN PLUS的閃蒸計算示例（96）42多組分多級分離塔的簡捷計算（101）421多組分精餾的FUG簡捷計算法（101）422ASPEN PLUS中的簡捷法精餾塔設計模型（103）423ASPEN PLUS的簡捷法精餾塔設計示例（105）43多組分多級分離塔的嚴格計算（110）431平衡級的理論模型（110）432嚴格法精餾塔計算模型——RadFrac（114）433ASPEN PLUS的嚴格法精餾塔計算示例（124）434ASPEN PLUS精餾塔內件（塔板和填料）的設計與核算（132）435塔板和填料的設計與核算示例（138）5換熱器設計與模擬（145）51Heater——加熱器/冷卻器（146）511Heater流程連接（146）512規(guī)定Heater（147）52HeatX——兩股物流的換熱器（147）521HeatX流程連接（148）522規(guī)定HeatX（148）523簡捷法核算與嚴格法核算比較（149）524對數(shù)平均溫差校正因子計算（150）525傳熱系數(shù)計算（150）526膜系數(shù)計算（151）527壓降計算（151）528換熱器結構（151）529折流擋板的幾何尺寸（153）5210管子的幾何尺寸（153）5211管嘴的幾何尺寸（154）5212物性（154）53換熱器設計計算示例（154）531ASPEN PLUS設計無相變換熱器（154）532ASPEN PLUS設計再沸器（有相變化的換熱器）（170）６反應器模擬與分析（180）61ASPEN PLUS的反應器模型（180）611RStoic——化學計量反應器（180）612RYield——收率反應器（183）613REquil——平衡反應器（184）614RGibbs——平衡反應器（Gibbs自由能最小）（185）615RCSTR——連續(xù)攪拌釜式反應器（188）616RPlug——活塞流反應器（191）62ASPEN PLUS中動力學方程的表達形式（194）621平衡級反應模型（194）622速率控制模型（195）623LHHW模型（196）63ASPEN PLUS的簡捷法精餾塔設計示例（197）631RStoic計算示例（197）632RCSTR計算示例（202）633RPlug計算示例（207）7模型分析功能（214）71靈敏度分析（214）711關于靈敏度分析（214）712定義敏感性分析（214）713關于敏感性分析的計算示例（217）72設計規(guī)定（229）721關于設計規(guī)定（229）722定義設計規(guī)定（230）723關于設計規(guī)定的計算示例（232）73優(yōu)化（236）731關于優(yōu)化（236）732定義一個優(yōu)化問題（236）733定義約束條件（238）734優(yōu)化問題的求解（240）735關于優(yōu)化的計算示例（241）8綜合實例分析（255）81萃取精餾（255）82變壓精餾（260）83反應器與精餾塔組合（268）84熱泵精餾（271）85冷熱流體換熱（283）86多效精餾（286）87熱耦精餾（293）88中段換熱精餾（300）參考文獻（306）