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1、2007年第2期(总第94期)23AspenPlus应用于化工原理课程设计的实践刘保柱,于凤文,朱菊香(浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310032)[摘要]软件的Next导航按钮和特制演示视频,可以使学生较快地掌握了软件的使用。利用DSTWU捷算模块获得不同塔板数下对应的回流比,将数据导入Excel进行费用计算能得到最优回流比。用Rad2Frac模块进行严格计算,得到完整的工艺数据,再利用自编软件即可完成塔板和换热器设计。软件的应用增强了学生的兴趣,提高了设计效率和质量,同时拓宽了教师的选题范围,使课程设计更接近工程实际,获得了良好的教学效果。[关键词]化工原理;课程设计;
2、AspenPlus;精馏塔一、概述penPlus是其中使用较多的过程模拟软件,它由化工原理是化工类专业最重要的专业基础美国AspenTech公司于上世纪80年代初推向市课,课程设计是教学中的一个重要环节。目前课场,经过多年的发展完善,目前的版本配有完备的程设计尤其是工艺过程计算中主要还是手工计物性模型和全面的单元操作模型,并且具有方便算,大量的手工计算会耗费学生过多的时间,使学直观的数据输入输出接口,可广泛用于各种流程生对化工设计产生畏难心理;同时需要的一些数的模拟计算。据难以从文献中获得,教师在选题时受到限制,难2001年,我校购买了用于教学的AspenPlus以反映化工发展的实际
3、,降低了学生对课题的兴软件。为了给学生提供学习先进设计工具的机会趣。并扩大课程设计选题范围,我们在2002年7月的我校化工原理教研室在气液传质过程及设备课程设计中尝试引入该软件用于最优回流比和精方面做了大量工作,依托这一优势,课程设计中经馏塔的工艺计算,经过几年试用,效果良好。常选择精馏装置设计作为课题。设计中要求学生二、软件使用学习首先根据给定的数据确定精馏塔的最优回流比,AspenPlus是一个功能强大的通用过程软然后按最优回流比进行工艺计算得到精馏塔工艺件,尽管它具有友好的用户界面和丰富的帮助系数据,接着进行塔板设计,最后完成设备设计。为统,学习使用该软件仍旧有相当难度。为了使
4、学了提高设计效率,我校教师开发出塔板设计软件、生能在给定时间内掌握软件基本用法并利用它完换热器设计软件。而在工艺计算方面虽开发了乙成设计任务,我们采取了以下两条措施:醇2水系统的回流比优化程序,但对于更多物系的1.充分利用Aspenplus的Next导航按钮工艺计算还没有很好的办法。输入主要数据。AspenPlus用户界面如图1所通用化工软件已经在现代化工设计中得到广示,一个项目的完成需要创建流程图和输入数据泛应用,极大地提高了设计的效率和质量。As2两个阶段。流程图的生成采用图形方式,输入数[作者简介]刘保柱(19712),男,讲师,硕士。24AspenPlus应用于化工原理课程设
5、计的实践据则采用表格形式,可分为必需数据和可选数据(一)在回流比优化中的应用两类,其中必需数据是完成一个计算项目的最低最优回流比求解中最困难的是计算不同回流要求,可选数据则是为了强化功能或者为了特殊比下的精馏塔数据。很多物系难以从资料中获取要求而输入的数据。图1中鼠标指示即为Next气液平衡数据,根本无法进行计算。常见物系的导航按钮,在数据输入阶段它能指示用户在完成数据相对容易获取,但是手工进行很多组计算的一个数据输入后自动跳转到下一个必需数据而跳工作量难以承受。AsepnPlus的捷算方法则可过可选数据的输入。这样就使学生避开了干扰,以帮助我们解决这一问题。首先利用Columns从
6、而能够顺利输入自己需要的数据。必需数据输组的DSTWU捷算模块(图1被选中模块)建立入完成后,学生根据教师要求修改某些可选数据精馏流程图,然后利用Next导航按钮,依次输入以满足要求。组分、热力学方法、塔板数、轻重关键组分及回收率等参数。以上数据输入完成后就可以运算,但为了输出我们要求的塔板数和回流比的多组数据还需要进行输出格式的设置,在精馏塔的Calcu2lationOptions中设置需要输出的起始塔板数及间隔,完成后就可以得到设定塔板数下的回流比以及再沸器和冷凝器热负荷,同时还能获取达到同样分离要求的塔板数)))回流比组合。将AspenPlus输出的数据导入Excel软件,首先
7、根据设定塔板数下的冷热负荷和回流比推算出其他塔板数下的换热器及换热介质费用,然后根据塔板数和回流比推算塔高塔径等参数并计算设备费用。将设备费和运行费累计并分摊到每一年,利用Excel的图表功能对数据作图,可直观地显示出总费用对回流比的敏感程度并得到最优回流比。图2是某例题的计算结果,待处理物料为30e3000kg/h含苯50%的苯)甲苯二元混合物,要求分离得到99.8%的苯产品和99.8%的甲图1AspenPlus用户界面苯产品,再沸器和冷凝器分别使用0.
