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AspenPlus在化工过程模拟中的应用
目 录
第1章 流股的混合与分割过程模拟 第2章第3章第4章第5章第6章压力变送过程模拟 分离设备模拟 传热设备模拟 塔设备模拟 反应器模拟
第一章 流股的混合与分割过程模拟
学习目的：
1、练习用Aspen Plus 进行流程仿真的基本步骤； 2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的用法。 内容：
课堂练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型：
已知：将100m3/hr 的低浓酒精（乙醇20%w，水80%w，400C，1 atm）与200m3/hr的高浓酒精（乙醇90%w，水10%w，300C，2atm）混合，混合后物流平均分为三股，一股直接输出，第二股与100 kg/hr 的甲醇水溶液混合后（甲醇95%w，水5%w，450C，1.5 bar）输出，第三股与80 kg/hr 的乙酸水溶液混合后（乙酸90%w，水10%w，350C，1.2 bar）输出。
求：三股输出物流的组成（摩尔分率与质量分率）和流量（摩尔流量及体积流量）分别是多少？
课后练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise-3.2)：
1）将4000C，3 bar 下的1000m3/hr 水蒸气、1000 m3/hr 二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。
2）将4000C，30 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。
3）将4000C，300 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr甲醇等压混合，求混合气体的温度和体积流量。
在物性方法及模型（Property methods & models）设定中分别选用理想气体状态方程（Ideal）、Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling 状态方程（BWR-LS）、Peng-Robinson状态方程（Peng-Rob）、Redlik-Kwong-Soave 状态方程（RK-Soave）作为基本方法（Basemethod）进行以上计算，比较各方法所得的结果有何不同，将结果汇总编辑为MS-Word 文档。
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第二章 压力变送过程模拟
学习目的：
掌握各压力变送模块的用法，主要包括压缩机和泵。 内容：
课堂练习：建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型：
1、 将100m3/hr 的水（250C，1.5 atm）用泵进行输送，泵效为0.68，轴效率为
0.96，要求泵出口压力为6bar。试确定泵的功率。
2、 将100m3/hr 的乙烯（250C，1 atm）用压缩机进行等熵压缩至10atm后输送，
等熵效率为0.9，机械效率为0.72。试确定压缩机功率和出口气体温度。
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第三章 分离设备模拟
学习目的：
掌握各分离设备模块的用法，包括闪蒸、蒸发、萃取和简单分离设备。 内容：
课堂练习：建立以下系统的Aspen Plus 仿真模型
1、 流量为1000 kg/hr、压力为0.11 MPa、含乙醇70%w、水30%w的饱和蒸汽在蒸
汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比（摩尔）=1/3。求离开冷凝器的汽、液两相的温度和组成。
2、 流量为1000kg/hr、压力为0.5MPa 温度为120℃、含乙醇70%w、水30%w的物
料绝热闪蒸到0.15MPa。求离开闪蒸器的汽、液两相的温度、流量和组成。 3、 流量为1000kg/hr、压力为0.2MPa 温度为20℃、含丙酮30%w、水70 %w的物
料进行部分蒸发回收丙酮，求丙酮回收率为90%时的蒸发器温度和热负荷以及汽、液两相的流量和组成。
4、 流量为1000kg/hr、压力为0.11MPa、含乙醇30%w、正己烷30%、水40%w的
饱和蒸汽在蒸汽冷凝器中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比（摩尔）=1/9。求离开冷凝器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组成。
5、 F=500kg/hr、P=0.8MPa、T=100℃含乙醇70%w、水30%w的物流与F=500 kg/hr、
P=0.8MPa、T=70℃含正己烷60%、乙醇40 %w的物流在闪蒸器中混合并绝热闪蒸到P=0.11MPa，求离开闪蒸器的汽、液、液三相的温度、质量流量和组成。
6、 在课堂练习6中分别设置乙醇和己烷为关键组份，观察输出结果有什么变化。 7、 用水（P= 0.2 MPa、T=20℃、F=500 kg/hr）从含乙醇40 %w、正己烷60%w
的混合液（F=500 kg/hr、P= 0.2 MPa、T=20 ℃）中萃取乙醇，求：乙醇的萃取率，以及萃取相和萃余相的组成。
8、 第8例中乙醇的萃取效率为90％时的需要的水流量，以及萃取相和萃余相的组
成。
9、 把F=500 kg/hr、P= 0.15 MPa、T=20 ℃含乙醇30 %w、正丙醇20%w、正丁醇
10%w、水40 %w的物流分成四股输出物流，各组份在输出物流中的分配比例为：
乙醇 0.96 : 0.02 : 0.01 : 0.01 正丙醇 0.01 : 0.95 : 0.02 : 0.02
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