12化工过程数值模拟及软件表2.1AspenPlus主窗口的主要内容说明窗口部件显示运行标识，Simulation1是缺省的标识Titlebar（标题条）给出可用菜单的名字Menubar（菜单）单击其中按钮时执行某些常用命令Toolbar（工具条）用AspenPlus专家系统，指导用户完成模拟所必须经历的各个步骤NextButton（Next按钮）Status Area（状态域）显示有关当前运行的状态信息SelectModebutton（模式选择按钮）关闭插入对象的插入模式，并返回到选择模式在该窗口中用户可以建立工艺流程ProcessFlowsheetWindow（流程窗）Model Library（模型库）在主窗口的底部的区域列出可用的单元操作模型2.2.2.4数据浏览器（DataBrowser）数据浏览器（DataBrowser）是一个页面和表页查看器，它用于相关参数的输入和定义（见图2.8）。在Toolbar（工具条）上单击DataBrowser按钮或从Datamenu菜单栏单击DataBrowser就可以打开，当用户打开任何一个表时DataBrowser也会随之出现。UpOneLevelUnitsInput/Results ViewMenuFolderListGoBackGoForwardPreviousSheet前一表页输入/结果浏览菜单到上一级文件夹列表单位向后向前1口区ent:Specificctions Dats Brow尚EENGDPEKA国SpecicationsMSetupPetoleum Norconventional VDatabankStatusS状态按钮1SpecficatoDetinecomponenttssauHenCorrponentIDTypeComponentnameFormulaPetroCharacten.HYDROGENF2CommentsPseudocomponentsNITROGENN3注释按钮Attr-CompeNHenryCompsMETHANECH4CUNIFACGIOupSCGH6BENZENEafComp-GroupeCYCLOHEXANEC6H12-1APolymNextSheet3Propertiet下一表页EBlocksV--CorvergenctUsetDefinoeFindEiecWaardReorde2fnouModel Analysis ToolsResutsSummMeNDAAanter eithercomngorFotmulaSeeHelonoutComolettMenutreePrompt areaStatusbar菜单树状态区提示区图2.8数据浏览器（DataBrowser）窗口使用数据浏览器可实现下列功能。（1）显示表和页面，编辑定义流程模拟的输入使用DataBrowser可以浏览和编辑表和页，这些表和页为流程模拟定义输入并显示模拟结果，每一个表是多个页的集合。用户可以通过在显示的表中点击页面标签来浏览任意页面。图2.9为CompomentsSpecificationsSelection（组分规定选择）表，具体的数据输入的方式参见2.3节
13第2章流程模拟技术Selection PetroleumNonconventional VDatabanksDefine camponentComponentIDTypeComponent niameFormilaH20ConventionalWATERH20METHANOLCH40METHANOLConventionalDIMETHYLDIMETHYL-ETHERC2H60-1ConventionalA图2.9CompomentsSpecificationsSelection（组分规定选择）表（2）检查运行的状态和内容，查看结果是否可用在建立数据的过程中，数据浏览菜单树前面的状态指示符会随着用户输入的进行不断变化，显示整个模拟以及各个表和页的完成状态。通过状态指示符的变化，用户可以方便地知道需要补充输入的参数，检查输出的结果是否有和输入相矛盾的地方以及是否有不合理之处。表2.2列出了状态指示符及符号的含义。表2.2状态指示符及符号的含义符号内容含义符号内容含义U输入表要求的输入完成输入文件夹没有输入的数据O输入表要求的输入没有完成输入文件夹要求的输入没有完成0输入表没有数据输入输入文件夹要求的输入已经完成a混合表输入和输出结果文件夹没有结果存在口结果表M没有结果计算还没有运行结果文件夹结果有效Ad结果表结果文件夹没有错误和警告，结果有效带警告的有效结果口卤结果表带警告的有效结果结果文件夹带错误的有效结果四结果文件夹区与当前输入（改变输入）相矛盾的结果表带错误的有效结果结果回结果表与当前输入（改变输入）相矛盾的结果2.2.2.5Next按钮的使用Next按钮位于主窗口的DataBrowser工具条上和DataBrowser的工具条上。在AspenPlus的任一位置，单击此按钮就可以调用AspenPlus专家系统，借助显示信息指导用户对一个运行进行必须和可选的输入，进行下一步操作，当用户改变已经输入的选择项和规定时，也确保用户不会做出不完整的或不一致的规定。在其指导下，用户可以安全、方便地完成模拟所必须经历的各个步骤。当用户完成某一步骤时，单击Next按钮系统会自动带用户到下一步需完成的步骤中。比如，在进行参数输入时，若所在的表是没有完成的，单击此按钮，系统会显示一个用户完成表必须提供的输入信息清单；若用户所在的表是完成的，则会带用户到当前对象的下一个必须的输入页面。当用户建立或改变输入时，使用专家系统能够在用户前后的规定不一致或未完成时发出提示，并指导用户做相应的改变。例如，当用户使用RadFrac去模拟一个精馏塔并且规定没有再沸器操作时，规定字段之一将变成未激活的，因为在塔规定中只有一个自由度。如
14化工过程数值模拟及软件果用户改变Reboiler再沸器字段，其他操作规定区域将变为激活的。如果用户改变某个选项或规定，使得其他输入项与之不一致，AspenPlus显示一个对话框提示是否想临时跳过错误，如果不想纠正错误而继续则单击Yes，系统会进入受影响的字段并将其与新的规定一致。当用户协调完规定后，受影响的表才标记为完成，专家系统指导用户进入没完成的步骤。2.2.2.6AspenPlus帮助系统的调用AspenPlus有一个在线Help，即提示和专家系统信息，当用户使用程序时可以随时给用户提供信息帮助。在AspenPlus中可以有几种方法调用帮助。对一个特定专题，可以在下拉菜单的Help项中单击HelpTopics。从出现的HelpTopics对话框中单击Index键，寻找所需要的专题进行浏览对于一个表或字段，可以在AspenPlus工具条上单击What'sThis按钮，然后单击字段或表即可调用。对于出现的对话框，可以直接在对话框上单击Help按钮。在运行过程中的任意对象，可将光标和鼠标指在该对象上，按F1键。至于AspenPlus帮助系统的使用，和Windows下其他软件的帮助系统使用是一样的。如果在运行过程中，想保持Help窗口始终在任何其他被打开窗口的上面，可以在Help窗口中单击Options按钮或菜单进行设置，也可以将鼠标指向KeepHelpOnTop然后单击OnTop。如果在程序运行过程中有疑问或者在帮助系统中无法找到需要的答案，用户也可以直接和AspenTech公司或软件代理商进行联系得到答复。2.2.2.7AspenPlus常用快捷键表2.3列出了AspenPlus中一般较为常用的快捷键，利用它们可以快速调用所需的选项。AspenPlus的用户指南提供了更多更为详尽的快捷键列表。表2.3AspenPlus常用快捷键选项选项快捷键快捷键Closeactivewindow（关闭活动窗口）Alt+F4ZoomIn（放大）Ctrl+上箭头ContextHelp（上下文帮助）F1ZoomOut（缩小）Ctrl+下箭头What'sThisHelp（这个帮助是什么）Shif+FIPan（全景浏览）Ctrl+F3Copy（拷贝）Ctrl+CPrint（打印）Ctrl+PCut（剪切）Ctrl+XCheckResults（检查结果）Ctrl+F8Paste（粘贴）Ctrl+VMoveTo（移动至）Ctul+F9Print（打印）Ctrl+PReinitialize（重新初始化）Shif+FSRedo（重复）Ctrl+YRun（运行）F5Save（存储）Ctrl+sSettings（设置）Ctrl+F7SelectAll（全选）Ctrl+AStep（步长）Ctrl+F5Undo（撤销）Ctrl+ZStopPoints（停止点）F92.2.3AspenPlus的单元操作模块在了解了AspenPlus安装及运行环境之后，就可以利用AspenPlus进一步进行流程模拟了。单元操作是构成工艺流程的基本单元，每一个化工流程都是由单元操作构成的。AspenPlus提供了多种单元操作的模型。可以按照其用途，分为混合器/分流器（Mixers/Splitters）
15第2章流程模拟技术分离器（Separators）、换热器（HeatExchangers）、塔（Columns）、反应器（Reactors）、压力变送设备（PressureChangers）、控制器（Manipulators）、固体（Solids）、用户模型（UserModels）及泄压（Pres-Relief）这样几类，下面对每一类进行具体介绍。2.2.3.1混合器/分流器（Mixers/Splitters）混合器/分流器中又分为Mixer（物流混合器）、Fsplit（分流器）和Ssplit（子物流分流器）几个模块。（1）Mixer（物流混合器）操作单元模块使用Mixer可以将多股物流（物料流、热流或功流，可以在MaterialStreams中根据需要选择HeatQ和WorkW）汇合成一股。主要有混合三通、物流混合操作增加热流、增加功流等操作模型。但是要注意，一个单一的Mixer模块不能混合不同类型的物流（物料流、热流和功流）。图2.10绘出了Mixer（物流混合器）的流程连接状况。Material物Material物料流料流>2股Water（Optional）水（可选项）Heat (or Work)Heat (or Work)热流（或功流）热流（或功流）>2股图2.10Mixer流程连接示意在物流流程连接好后，就可以利用数据浏览器进行相关参数的设置了。当混合热流或功流时，Mixer不需要任何规定，当混合物料流时，可以规定出口压力或压降（2）Fsplit（分流器）操作单元模块Fsplit的作用是将相同类型的物流（物料流、热流或功流）混合并把结果物流分成两股或更多相同类型的物流，主要有分流器Bleed（排气）、阀等单元操作模型。所有出口物流具有与混合后的入口物流相同的组成和条件，但是Fsplit同样不能将一股物料流分成不同类型的物流。要模拟每个出口物流的每个子物流，要使用Ssplit模块；要模拟出口物流的组成和性质不同的分流，则可以选择使用Sep模型或Sep2模型。图2.11则给出了Fsplit（分流器）的流程连接示意。Matrials(orHeatorWork)Matrials(or Heat or Work)物流（或热流或功流）物流（或热流或功流）>2股图2.11Fsplit流程连接示意当Fsplit（分流器）用于分流物料流时，除一个出口物流外，对每个出口物流都必须给定下述条件之一：①混合后的入口物流的分率；②摩尔流率；③质量流率：④标准液体体积流率；③实际体积流率；③在所有其他规定已满足后剩余的分率。系统会将剩余物流的流率作为未规定的出口物流的流率以满足物料平衡。用户可以给出整个物流的流率，也可以定义物流内关键组分子集的相关流率，可以在InputKeyCompoments页面定义关键组分
16化工过程数值模拟及软件Fsplit出口压力的缺省值为入口物流中的最低压力值。（3）Ssplit（子物流分流器）操作单元模块Ssplit（子物流分流器）的作用是混合物料流并把结果物料流分成两股或多股物流（注意不包括热流和功流），主要有分流器、流体固体分离器等操作模型。Ssplit出口物流中的子物流都与入口中的混合物流具有相同的组成温度和压力，只有流率不同。如果要模拟出口物流中组成和性质不同的子物流，则要选择使用Sep模块或Sep2模块。Ssplit（子物流分流器）的流程连接和参数输入的规定与Fsplit（分流器）是类似的，在此就不再赞述。2.2.3.2分离器（Separators）分离器中又分为Flash（闪蒸罐）、Decanter（液-液分离器）和Sep（组分分离器）。（1）Flash（闪蒸罐）操作单元模块AspenPlus中的Flash（闪蒸罐）又分为Flash2（两股出口流的闪蒸罐）和Flash3（三股出口流的闪蒸罐）两种模块。Flash2.用来模拟闪蒸罐、蒸发器、分液罐和其他的单级分离器。用严格汽-液或汽-液-液平衡把进料分成两股出口物流，完成汽-液或汽-液-液平衡计算。Flash3是用来模拟闪蒸罐、蒸发器、分液罐、倾析器和其他的在产品中有两液相出口物流的单级分离器Flash3。用严格汽-液-液平衡把进料分成三股出口物流，完成汽-液-液平衡计算。两者的操作基本是类似的。图2.12给出了闪蒸罐的流程连接。Vapor(蒸气)Vapor(蒸气)Heat (Optional)Heat (Optional)热（可选项）热（可选项）MatrialsMatrials物流物流IstLiquidWater (Optional)第一液相物流Heat (Optional)Heat (Optional);水（可选项）热（可选项）热（可选项）2nd LiquidLiquid（液相物流）第二液相物流（a）Flash2的流程连接示意（b）Flash3的流程连接示意图2.12闪蒸罐（Flash）的流程连接示意如果用户在参数输入的InputSpecificationSheet上只给出温度或压力中的一个条件，系统用入口热流总和作为负荷规定；否则只使用入口热流来计算净热负荷，用户可以使用一个可选的出口热流作为净热负荷。输入时Hcurves窗口定义想要输出的加热或冷却曲线。Flash（闪蒸罐）可以模拟含有固体子物流或电解质化学性质计算。模拟中所有相态都处于热力学平衡状态，固体和流体相态相同保持相同的温度。模拟含有固体子物流时，固体子物流中的物料流不参与相平衡计算。而用于电解质化学性质计算时，固体盐参与液-固相平衡和热力学平衡计算。用户需在PropertiesSpecificationsGlobal（全局的性质规定）或BlockOptionsProperties（模块选项性质）中输入相关的电解质化学性质。（2）Decanter（液-液倾析器）操作单元模块Decanter（液-液倾析器）用于模拟倾析器和其他无气相的单级分离器。它可以完成液-液平衡计算和液-游离水计算，但是不能处理有