《Aspen Plus化工套用實例教程》是2019年化學工業出版社出版的圖書，作者是（阿聯）凱瑪力·M.爾力·瑪萊（Kamal I.M.Al-Malah）。
基本介紹
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
《Aspen Plus化工套用實例教程》以化學工業中閃蒸、精餾、液-液萃取和化學反應等典型操作單元為主線，重點闡述Aspen Plus在化工過程中的套用實踐，同時拓展介紹電解質系統、高分子聚合物和製藥行業的套用案例，在此基礎上展示最佳化工具、動態與控制、安全與經濟評價等方面內容。本書共18章內容，第1~3章主要介紹Aspen Plus流程模擬特點和基本操作，第4~8章分別介紹閃蒸和精餾、液-液萃取、動力學反應器和壓力輸送等基本單元操作，第9章介紹最佳化工具使用，第10~14章分別介紹換熱器設計、電解質系統、聚合物工藝、藥品分子表征和固體處理過程，第15~17章分別介紹Aspen Plus? Dynamics、Safety Analysis和Aspen Process Economic Analyzer的套用，第18章介紹綜合案例套用。
本書內容全面，難度適中，可作為高等院校化工、安全、環境、製藥等相關專業本科生和研究生的教學參考書，也可供從事化工過程開發與設計的工程技術人員參考。
作者簡介
Kamal I.M.Al-Malah（凱瑪力·M.爾力·瑪萊），化學工程專業教授，畢業於俄勒岡州立大學，現任職於阿拉伯聯合酋長國阿布達比高等技術學院，是一名基於Windows的軟體開發人員(Screen Capture、Curve_It、U_Integrate、BMI、ODE_Solver括弧中內容為譯者添加——譯者注。)，並著有MATLAB?k一書(MATLAB Numerical Methods with Chemical Engineering Applications?M)。 陳贊柳，上海柳駿信息科技有限公司（馬後炮化工網），總經理，作者本人為馬後炮創始人，旗下擁有一支強大的翻譯團隊，包括大學教授、企業工程師等。這個團隊已經擁有較強的翻譯能力，已經翻譯出版了多本wiley的化工專業書籍。馬後炮化工網(bbs.mahoupao.net)是一家專注於化工行業技術交流和信息共享的互動新媒體，是目前國內在化工工程設計以及工藝流程模擬計算領域較為專業的交流網站。自2009年建立以來馬後炮化工技術論壇便以其“專業、專注、專心”的服務態度和開放、包容的特色，獲得了大量化工同行的青睞。六年內一躍而成為行業內名列前茅的技術交流平台。作為化工行業的專業技術網站，馬後炮化工技術論壇匯聚了一批出色的化工行業人才，包括化工設計院、工程公司、化工高校以及化工生產企業等專業人士，實時從多方面，多角度關注化工行業動態和技術發展趨勢。
目錄
第1章Aspen Plus簡介 1
1.1ASPEN代表的意義 2
1.2Aspen Plus中流程模擬模型的建立 2
1.3啟動Aspen Plus V8.83
1.4創建一個過程模擬 4
1.5組分輸入 12
1.6設定物性方法 14
1.7如何提高物性方法的計算精確度 21
1.8檔案保存操作 33
1.9流程模擬的良好習慣 35
1.10Aspen Plus的幫助系統 35
1.11其他有用的信息 35
習題1.1繪製Pxy圖 36
習題1.2ΔGMIX 36
習題1.3相似相溶 36
習題1.4混合規則 39
第2章Aspen Plus流程模擬特點（1） 43
2.1問題描述 44
2.2組分的輸入與命名 44
2.3二元互動作用參數 45
2.4“Simulation”環境：激活主控面板 46
2.5從模型庫中選擇模組和物流 47
2.6模組與物流的操作 48
2.7數值輸入、項目名稱與報告選項 49
2.8運行模擬計算 51
2.9推薦的各種物性方法的差別 54
2.10NIST/TDE實驗數據 55
習題2.1水-醇體系 57
習題2.2水-丙酮-EIPK體系且有NIST/DTE數據 58
習題2.3水-丙酮-EIPK體系且沒有NIST/DTE數據 60
第3章Aspen Plus流程模擬特點（2） 63
3.1問題描述：繼續討論第2章中所敘述的問題 64
3.2清除參數步驟 64
3.3模擬結果收斂 66
3.4添加流股表 68
3.5物性集 69
3.6添加流股條件 73
3.7Aspen Plus列印功能 74
3.8查看輸入摘要 75
3.9生成報告 75
3.10流股屬性 77
3.11添加閃蒸分離單元 78
3.12“FLASH3”型分離器的輸入參數 79
3.13運行模擬並檢查結果 80
習題3.1輸入數據和結果的輸出 81
習題3.2輸入數據和結果的輸出 81
習題3.3輸入數據和結果的輸出 82
習題3.4溶質的分配係數 82
第4章閃蒸與精餾 87
4.1問題描述 88
4.2添加第二台混合器和閃蒸罐 88
4.3設計規定 89
4.4Aspen Plus精餾模型 93
4.5“DSTWU”精餾模型 94
4.6“DISTL”精餾模型 98
4.7“RadFrac”精餾模型099習題4.1水-己醇體系 14
習題4.2水-丙酮-乙基異丙基酮體系/利用NIST/DTE數據 18
習題4.3水-丙酮-乙基異丙基酮體系/不利用NIST/DTE數據 110
習題4.4洗滌塔110第5章液-液萃取 113
5.1問題描述 114
5.2萃取過程的熱力學方法 114
5.3定義新的物性集 117
5.4使用靈敏度分析對物性方法進行驗證和實驗數據 118
5.5多級萃取塔 123
5.6三角相圖127參考文獻 129
習題5.1正辛醇與MEK的分離 129
習題5.2利用正辛烷分離MEK/水 130
習題5.3使用IPBE分離水/乙酸 130
習題5.4使用三氯乙烷分離水/丙酮 131
習題5.5使用MEK分離水/丙酸 131
第6章伴有簡單眼應動力學的反應器 133
6.1問題描述 134
6.2在Aspen Plus中定義反應速率常數 134
6.3輸入組分和物性方法 135
6.4平推流反應器（RPLUG）的嚴格模型 137
6.5RPlug（PFR）反應器及反應條件設定 138
6.6壓縮機（CMPRSSR）和RADFRAC精餾塔（RECTIF） 144
6.7運行模擬計算（PFR+CMPRSSR+RECTIF） 146
6.8RadFrac精餾塔（DSTL） 147
6.9運行模擬計算PFR+CMPRSSR+RECTIF+DSTL 149
6.10RCSTR反應器及反應設定 150
6.11運行模擬計算PFR+CMPRSSR+RECTIF+DSTL+RCSTR 153
6.12靈敏度分析：反應器的最佳操作條件154參考文獻 160
習題6.1過氧化氫自分解 160
習題6.2酯化過程 163
習題6.3正丁烷異構化 165
第7章伴有複雜（非常規）反應動力學的反應器 167
7.1問題描述 168
7.2非常規反應動力學：LHHW型反應 170
7.3Aspen Plus中設定LHHW型反應的通用表達式 170
7.3.1不可逆反應的推動力 171
7.3.2可逆反應的推動力 171
7.3.3吸附表達式 172
7.4物性方法：SRK 172
7.5甲醇生產的RPLUG流程圖 173
7.6輸入已知參數 173
7.7定義甲醇生成反應為LHHW類型 175
7.8靈敏度分析：溫度和壓力對選擇性的影響 185
參考文獻 188
習題7.1氯仿的氣相氧化反應 188
習題7.2乙苯製備苯乙烯 190
習題7.3甲烷在Pt-Pd催化劑上的燃燒反應 192
第8章壓降、摩擦係數、有效汽蝕餘量（ANPSH）和汽蝕 195
8.1問題描述 196
8.2物性方法：“STEAMNBS” 196
8.3流程圖 196
8.4輸入管道、泵和管件規格參數 197
8.5模擬結果：摩擦阻力降、泵軸功率、閥門阻塞流、有效汽蝕餘量（ANPSH）和必需汽蝕餘量（RNPSH） 22
8.6模型分析工具：汽蝕或阻塞流條件 25
參考文獻 29
習題8.1戊烷輸送 210
習題8.2丙三醇輸送 210
習題8.3空氣壓縮 211
第9章最佳化工具 213
9.1問題描述：定義目標函式 214
9.2物性方法：“STEAMNBS” 215
9.3工藝流程 215
9.4輸入物流、泵和管道的規格參數 215
9.5模型分析工具：最佳化工具（Optimization） 217
9.6模型分析工具：靈敏度分析（Sensitivity） 221
9.7小結223參考文獻 223
習題9.1Swamee-Jain方程 223
習題9.2簡化管徑最佳化 224
習題9.3黏性流動的最最佳化管徑 224
習題9.4平行反應的選擇性 225
第10章換熱器（H.E.）設計 227
10.1問題描述 228
10.2Aspen Plus中換熱模型的類型 228
10.3簡單換熱器模型（“HEATER”） 230
10.4嚴格換熱器模型（“HEATX”） 232
10.5嚴格換熱器設計和校核程式（EDR） 236
10.5.1EDR換熱器可行性面板 236
10.5.2“HeatX”的嚴格模型 249
10.6EDR換熱器的一般附註 249
參考文獻 251
習題10.1相變換熱器 251
習題10.2高熱負荷換熱器 252
習題10.3設計特定換熱器 252
第11章電解質系統 255
11.1問題描述：酸水汽提 256
11.2什麼是電解質？ 256
11.3電解質物性方法 256
11.4電解質嚮導 256
11.5酸水汽提工藝流程 263
11.6輸入進料和汽提塔的參數 264
參考文獻 267
習題11.1污泥酸鹼中和 267
習題11.2天然氣脫碳 268
習題11.3鹽溶液的pH值 271
附錄11.4“ELECNRTL”模型的開發 274
第12章聚合物工藝 275
12.1理論背景 276
12.1.1聚合反應 276
12.1.2催化劑類型 277
12.1.3乙烯工藝類型 277
12.1.4反應動力學方案 277
12.1.5反應步驟 277
12.1.6催化劑狀態 278
12.2高密度聚乙烯（HDPE）高溫加工工藝 279
12.2.1問題描述 279
12.2.2工藝條件 280
12.3Aspen Plus中新建HDPE工藝流程 280
12.4改善收斂過程 286
12.5聚合物物性分配簡介 287
參考文獻 290
習題12.1最大化HDPE聚合度 291
習題12.2苯乙烯丙烯腈（SAN）聚合 292
附錄12.A Aspen Plus中聚合模型的主要特點和前提假設 296
附錄12.A.1聚合反應機理 296
附錄12.A.2共聚反應機理 297
附錄12.A.3反應速率表達式 297
附錄12.A.4反應速率常數 297
附錄12.A.5催化劑預活化 297
附錄12.A.6催化劑活性中心活化 297
附錄12.A.7活性中心活化反應 298
附錄12.A.8鏈引發 298
附錄12.A.9鏈增長 298
附錄12.A.10小分子的鏈轉移 298
附錄12.A.11向單體的鏈轉移反應 299
附錄12.A.12活性中心失活 299
附錄12.A.13活性中心抑制 299
附錄12.A.14助催化劑中毒 299
附錄12.A.15終端雙鍵聚合反應 299
附錄12.A.16相平衡 30
附錄12.A.17速率計算 30
附錄12.A.18計算聚合物性質 30
附錄12.B數均分子量（MWN）和重均分子量（MWN） 31
第13章Aspen Properties在製藥行業的套用（物性估算） 35
13.1引言 36
13.2問題描述 36
13.3創建Aspen Plus Pharmaceutical模板 37
13.3.1輸入常規組分：自定義組分苯甲醯胺（BNZMD-UD） 37
13.3.2設定物性估算 38
13.4定義BNZMD-UD的分子結構 38
13.5輸入物性數據 313
13.6自定義組分BNZMD-UD與資料庫組分BNZMD-DB的比較 316
參考文獻 317
習題13.1香草醛 318
習題13.2布洛芬 318
第14章固體處理（粉體加工） 321
14.1引言 322
14.2例題1：破碎機 322
14.3創建Aspen Plus流程 322
14.3.1輸入組分 323
14.3.2添加流程對象 323
14.3.3定義粒度分布（PSD） 324
14.3.4出口PSD的計算 326
習題14.1根據粉碎功率確定破碎機出口粒度分布 327
習題14.2規定破碎機出口粒度分布 327
14.4#2問題描述：氧化鋁脫水的流化床 328
14.5創建Aspen Plus流程 328
14.5.1輸入組分信息 328
14.5.2添加流程對象 328
14.5.3輸入已知數據 330
14.5.4結果 332
習題14.3重新收斂輸入變化的方案 332
參考文獻 332
習題14.1氯化鉀乾燥 333
習題14.2氯化鉀結晶 335
附錄14.A單元操作固體模型 339
附錄14.A.1固體單元操作模型 339
附錄14.A.2固體分離器模型 340
附錄14.A.3固體處理模型 340
附錄14.B固體分類 340
附錄14.C預定義的物流類 341
附錄14.D子物流類 342
附錄14.E粒度分布（PSD） 342
附錄14.F流化床 343
第15章Aspen Plus?k Dynamics 347
15.1引言 348
15.2問題描述 348
15.3Aspen Plus穩態模擬 349
15.4Aspen Puls穩態模擬向動態模擬的轉換 353
15.4.1動態模式下CSTR反應器的傳熱選項 353
15.4.2創建壓力驅動動態檔案 357
15.5打開一個動態模擬檔案 359
15.6“Simulation Messages”視窗 359
15.7運行模式：Initialization 360
15.8添加溫度控制器 360
15.9狀態存儲管理（Snapshots Management） 363
15.10控制器面板 364
15.11用於更新/呈現結果的通訊時間 366
15.12閉環自動整定測試和開環整定測試 367
15.13液位控制器的開環整定（手動模式） 368
15.14液位擾動的閉環動態回響 373
15.15液位控制設定值擾動的閉環動態回響 378
15.16動態過程中的死區和滯後時間 378
15.17溫度控制器的閉環ATV測試（自動模式） 379
15.18閉環動態回響：“TC”對溫度擾動的回響 385
15.19液位控制單元“LC”和溫度控制單元“TC”間的相互作用 387
15.20無控制過程的穩定性 389
15.21串級控制 391
15.22作為時間函式的變數監控 392
15.23APD中虛擬過程控制的最後說明 395
參考文獻 40
習題15.1水加熱器的串級控制 40
習題15.2帶有對數平均溫差熱傳遞選項的CSTR反應器控制 43
習題15.3乙苯生產的PFR反應器控制 44
第16章化工過程的安全與能量分析 47
16.1引言 48
16.2問題描述 48
16.3安全分析（SAFETY ANALYSIS） 48
16.4添加安全泄壓閥（PSV） 410
16.5添加爆破片（RD） 415
16.6編制安全閥規格書 419
16.7在“ENERGY ANALYSYS”（能量分析）環境繪製工藝流程圖 420
16.8“ENERGY ANALYSIS”激活面板 423
16.9“ENERGY ANALYSIS”運行環境 427
16.10Aspen Energy Analyzer 429
習題16.1對一台儲罐添加保護裝置 431
習題16.2C2/C3/C4烴類混合物的分離 434
第17章Aspen Process Economic Analyzer (APEA) 439
17.1以最佳化後的乙酸酐生產流程為例 440
17.2Aspen Plus費用估算選項 442
17.2.1Aspen流程經濟性分析（APEA）估算模板 442
17.2.2原料和產品的價格 443
17.2.3與流程模組相關的公用工程設定 444
17.3化工過程費用估算的第一種方法 447
17.4化工過程費用估算的第二種方法 448
17.4.1項目屬性 448
17.4.2載入模擬數據 448
17.4.3映射和設計 451
17.4.4項目評估 456
17.4.5解決與設備選型相關的錯誤信息 458
17.4.6計算摘要 462
17.4.7固定投資報告 462
17.4.8投資分析 462
習題17.1原料/產品單價對流程盈利能力的影響 466
習題17.2使用歐洲經濟分析模板 467
習題17.3丙酮溶劑回收項目的盈利能力 467
附錄17.A 470
附錄17.A.1項目的淨現值（NPV） 470
附錄17.A.2貼現投資回收期（DPP） 470
附錄17.A.3盈利指數 471
附錄17.A.4內部收益率（IRR） 472
附錄17.A.5修正內部收益率（MIRR） 472
第18章案例研究 475
18.1異丙醇脫氫生產丙酮 476
18.2甲醇制甲醛[靈敏度分析（Sensitivity Analysis）] 479
18.3二甲醚生產（技術經濟和過程控制） 480
18.3.1經濟分析 480
18.3.2過程動態和控制 481
18.4乙烯部分氧化生產乙酸 483
18.5苯的熱裂解 484
18.6溶劑回收 484
18.7固體處理：硫酸鈉製備硫酸鉀 485
18.8固體處理：一種通用的CaCO3基附聚體添加劑的製備 486
18.9固體處理：磷酸二氫銨和硝酸鉀複合肥的生產 486
18.10天然氣脫硫脫碳工藝（計算器模組，Calculator） 487
18.11丙烯直接水合法制異丙醇（IPA） 490
18.12聚醋酸乙烯酯（PVAC）的生產 493
18.13苯乙烯和丁二烯乳液聚合生產丁苯橡膠 495
18.14甲基丙烯酸甲酯生產聚甲基丙烯酸甲酯 496
18.15環己酮制環己酮肟 498
