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『簡體書』Aspen Plus化工应用实例教程

書城自編碼: 3343174
分類: 簡體書→大陸圖書→計算機/網絡移動開發
作 者: [阿联酋]凯玛力·M.尔力·玛莱[Kamal,I.M.Al-
國際書號(ISBN): 9787122336019
出版社: 化学工业出版社
出版日期: 2019-04-1


釘裝: 精

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內容簡介:
《Aspen Plus化工应用实例教程》以化学工业中闪蒸、精馏、液-液萃取和化学反应等典型操作单元为主线,重点阐述Aspen Plus在化工过程中的应用实践,同时拓展介绍电解质系统、高分子聚合物和制药行业的应用案例,在此基础上展示优化工具、动态与控制、安全与经济评价等方面内容。本书共18章内容,第1~3章主要介绍Aspen Plus流程模拟特点和基本操作,第4~8章分别介绍闪蒸和精馏、液-液萃取、动力学反应器和压力输送等基本单元操作,第9章介绍优化工具使用,第10~14章分别介绍换热器设计、电解质系统、聚合物工艺、药品分子表征和固体处理过程,第15~17章分别介绍Aspen Plus? Dynamics、Safety Analysis和Aspen Process Economic Analyzer的应用,第18章介绍综合案例应用。本书内容全面,难度适中,可作为高等院校化工、安全、环境、制药等相关专业本科生和研究生的教学参考书,也可供从事化工过程开发与设计的工程技术人员参考。
關於作者:
Kamal I.M.Al-Malah(凯玛力·M.尔力·玛莱),化学工程专业教授,毕业于俄勒冈州立大学,现任职于阿拉伯联合酋长国阿布扎比高等技术学院,是一名基于Windows的软件开发人员Screen Capture、Curve_It、U_Integrate、BMI、ODE_Solver括号中内容为译者添加——译者注。,并著有MATLAB?k一书MATLAB Numerical Methods with Chemical Engineering Applications?M。
陈赞柳,上海柳骏信息科技有限公司(马后炮化工网),总经理,作者本人为马后炮创始人,旗下拥有一支强大的翻译团队,包括大学教授、企业工程师等。这个团队已经拥有较强的翻译能力,已经翻译出版了多本wiley的化工专业书籍。马后炮化工网bbs.mahoupao.net是一家专注于化工行业技术交流和信息共享的互动新媒体,是目前国内在化工工程设计以及工艺流程模拟计算领域较为专业的交流网站。自2009年建立以来马后炮化工技术论坛便以其“专业、专注、专心”的服务态度和开放、包容的特色,获得了大量化工同行的青睐。六年内一跃而成为行业内名列前茅的技术交流平台。作为化工行业的专业技术网站,马后炮化工技术论坛汇聚了一批出色的化工行业人才,包括化工设计院、工程公司、化工高校以及化工生产企业等专业人士,实时从多方面,多角度关注化工行业动态和技术发展趋势。
目錄
译者前言
前言
主题内容
关于作者
从本书中可以获得什么?
读者对象
教师笔记
致谢
关于配套网站
第1章Aspen Plus简介001
1.1ASPEN代表的意义002
1.2Aspen Plus中流程模拟模型的建立002
1.3启动Aspen Plus V8.8 003
1.4创建一个过程模拟004
1.5组分输入012
1.6设定物性方法014
1.7如何提高物性方法的计算精确度021
1.8文件保存操作033
1.9流程模拟的良好习惯035
1.10Aspen Plus的帮助系统035
1.11其他有用的信息035
习题1.1绘制Pxy图036
习题1.2ΔGMIX036
习题1.3相似相溶036
习题1.4混合规则039
第2章Aspen Plus流程模拟特点(1)043
2.1问题描述044
2.2组分的输入与命名044
2.3二元交互作用参数045
2.4“Simulation”环境:激活主控面板046
2.5从模型库中选择模块和物流047
2.6模块与物流的操作048
2.7数值输入、项目名称与报告选项049
2.8运行模拟计算051
2.9推荐的各种物性方法的差别054
2.10NISTTDE实验数据055
习题2.1水-醇体系057
习题2.2水-丙酮-EIPK体系且有NISTDTE数据058
习题2.3水-丙酮-EIPK体系且没有NISTDTE数据060
第3章Aspen Plus流程模拟特点(2)063
3.1问题描述:继续讨论第2章中所叙述的问题064
3.2清除参数步骤064
3.3模拟结果收敛066
3.4添加流股表068
3.5物性集069
3.6添加流股条件073
3.7Aspen Plus打印功能074
3.8查看输入摘要075
3.9生成报告075
3.10流股属性077
3.11添加闪蒸分离单元078
3.12“FLASH3”型分离器的输入参数079
3.13运行模拟并检查结果080
习题3.1输入数据和结果的输出081
习题3.2输入数据和结果的输出081
习题3.3输入数据和结果的输出082
习题3.4溶质的分配系数082
第4章闪蒸与精馏087
4.1问题描述088
4.2添加第二台混合器和闪蒸罐088
4.3设计规定089
4.4Aspen Plus精馏模型093
4.5“DSTWU”精馏模型094
4.6“DISTL”精馏模型098
4.7“RadFrac”精馏模型099
习题4.1水-己醇体系104
习题4.2水-丙酮-乙基异丙基酮体系利用NISTDTE数据108
习题4.3水-丙酮-乙基异丙基酮体系不利用NISTDTE数据110
习题4.4洗涤塔110
第5章液-液萃取113
5.1问题描述114
5.2萃取过程的热力学方法114
5.3定义新的物性集117
5.4使用灵敏度分析对物性方法进行验证和实验数据118
5.5多级萃取塔123
5.6三角相图127
参考文献129
习题5.1正辛醇与MEK的分离129
习题5.2利用正辛烷分离MEK水130
习题5.3使用IPBE分离水乙酸130
习题5.4使用三氯乙烷分离水丙酮131
习题5.5使用MEK分离水丙酸131
第6章伴有简单反应动力学的反应器133
6.1问题描述134
6.2在Aspen Plus中定义反应速率常数134
6.3输入组分和物性方法135
6.4平推流反应器(RPLUG)的严格模型137
6.5RPlug(PFR)反应器及反应条件设定138
6.6压缩机(CMPRSSR)和RADFRAC精馏塔(RECTIF)144
6.7运行模拟计算(PFR+CMPRSSR+RECTIF)146
6.8RadFrac精馏塔(DSTL)147
6.9运行模拟计算PFR+CMPRSSR+RECTIF+DSTL149
6.10RCSTR反应器及反应设定150
6.11运行模拟计算PFR+CMPRSSR+RECTIF+DSTL+RCSTR153
6.12灵敏度分析:反应器的最佳操作条件154
参考文献160
习题6.1过氧化氢自分解160
习题6.2酯化过程163
习题6.3正丁烷异构化165
第7章伴有复杂(非常规)反应动力学的反应器167
7.1问题描述168
7.2非常规反应动力学:LHHW型反应170
7.3Aspen Plus中设定LHHW型反应的通用表达式170
7.3.1不可逆反应的推动力171
7.3.2可逆反应的推动力171
7.3.3吸附表达式172
7.4物性方法:SRK172
7.5甲醇生产的RPLUG流程图173
7.6输入已知参数173
7.7定义甲醇生成反应为LHHW类型175
7.8灵敏度分析:温度和压力对选择性的影响185
参考文献188
习题7.1氯仿的气相氧化反应188
习题7.2乙苯制备苯乙烯190
习题7.3甲烷在Pt-Pd催化剂上的燃烧反应192
第8章压降、摩擦系数、有效汽蚀余量(ANPSH)和汽蚀195
8.1问题描述196
8.2物性方法:“STEAMNBS”196
8.3流程图196
8.4输入管道、泵和管件规格参数197
8.5模拟结果:摩擦阻力降、泵轴功率、阀门阻塞流、有效汽蚀余量(ANPSH)和必需汽蚀余量(RNPSH)202
8.6模型分析工具:汽蚀或阻塞流条件205
参考文献209
习题8.1戊烷输送210
习题8.2丙三醇输送210
习题8.3空气压缩211
第9章优化工具213
9.1问题描述:定义目标函数214
9.2物性方法:“STEAMNBS”215
9.3工艺流程215
9.4输入物流、泵和管道的规格参数215
9.5模型分析工具:优化工具(Optimization)217
9.6模型分析工具:灵敏度分析(Sensitivity)221
9.7小结223
参考文献223
习题9.1Swamee-Jain方程223
习题9.2简化管径优化224
习题9.3黏性流动的最优化管径224
习题9.4平行反应的选择性225
第10章换热器(H.E.)设计227
10.1问题描述228
10.2Aspen Plus中换热模型的类型228
10.3简单换热器模型(“HEATER”)230
10.4严格换热器模型(“HEATX”)232
10.5严格换热器设计和校核程序(EDR)236
10.5.1EDR换热器可行性面板236
10.5.2“HeatX”的严格模型249
10.6EDR换热器的一般附注249
参考文献251
习题10.1相变换热器251
习题10.2高热负荷换热器252
习题10.3设计特定换热器252
第11章电解质系统255
11.1问题描述:酸水汽提256
11.2什么是电解质?256
11.3电解质物性方法256
11.4电解质向导256
11.5酸水汽提工艺流程263
11.6输入进料和汽提塔的参数264
参考文献267
习题11.1污泥酸碱中和267
习题11.2天然气脱碳268
习题11.3盐溶液的pH值271
附录11.A“ELECNRTL”模型的开发274
第12章聚合物工艺275
12.1理论背景276
12.1.1聚合反应276
12.1.2催化剂类型277
12.1.3乙烯工艺类型277
12.1.4反应动力学方案277
12.1.5反应步骤277
12.1.6催化剂状态278
12.2高密度聚乙烯(HDPE)高温加工工艺279
12.2.1问题描述279
12.2.2工艺条件280
12.3Aspen Plus中新建HDPE工艺流程280
12.4改善收敛过程286
12.5聚合物物性分配简介287
参考文献290
习题12.1最大化HDPE聚合度291
习题12.2苯乙烯丙烯腈(SAN)聚合292
附录12.AAspen Plus中聚合模型的主要特点和前提假设296
附录12.A.1聚合反应机理296
附录12.A.2共聚反应机理297
附录12.A.3反应速率表达式297
附录12.A.4反应速率常数297
附录12.A.5催化剂预活化297
附录12.A.6催化剂活性中心活化297
附录12.A.7活性中心活化反应298
附录12.A.8链引发298
附录12.A.9链增长298
附录12.A.10小分子的链转移298
附录12.A.11向单体的链转移反应299
附录12.A.12活性中心失活299
附录12.A.13活性中心抑制299
附录12.A.14助催化剂中毒299
附录12.A.15终端双键聚合反应299
附录12.A.16相平衡300
附录12.A.17速率计算300
附录12.A.18计算聚合物性质300
附录12.B数均分子量(MWN)和重均分子量(MWN)301
第13章Aspen Properties在制药行业的应用(物性估算)305
13.1引言306
13.2问题描述306
13.3创建Aspen Plus Pharmaceutical模板307
13.3.1输入常规组分:自定义组分苯甲酰胺(BNZMD-UD)307
13.3.2设定物性估算308
13.4定义BNZMD-UD的分子结构308
13.5输入物性数据313
13.6自定义组分BNZMD-UD与数据库组分BNZMD-DB的比较316
参考文献317
习题13.1香草醛318
习题13.2布洛芬318
第14章固体处理(粉体加工)321
14.1引言322
14.2例题1:破碎机322
14.3创建Aspen Plus流程322
14.3.1输入组分323
14.3.2添加流程对象323
14.3.3定义粒度分布(PSD)324
14.3.4出口PSD的计算326
习题14.1根据粉碎功率确定破碎机出口粒度分布327
习题14.2规定破碎机出口粒度分布327
14.4#2问题描述:氧化铝脱水的流化床328
14.5创建Aspen Plus流程328
14.5.1输入组分信息328
14.5.2添加流程对象328
14.5.3输入已知数据330
14.5.4结果332
习题14.3重新收敛输入变化的方案332
参考文献332
习题14.1氯化钾干燥333
习题14.2氯化钾结晶335
附录14.A单元操作固体模型339
附录14.A.1固体单元操作模型339
附录14.A.2固体分离器模型340
附录14.A.3固体处理模型340
附录14.B固体分类340
附录14.C预定义的物流类341
附录14.D子物流类342
附录14.E粒度分布(PSD)342
附录14.F流化床343
第15章Aspen Plus?k Dynamics347
15.1引言348
15.2问题描述348
15.3Aspen Plus稳态模拟349
15.4Aspen Puls稳态模拟向动态模拟的转换353
15.4.1动态模式下CSTR反应器的传热选项353
15.4.2创建压力驱动动态文件357
15.5打开一个动态模拟文件359
15.6“Simulation Messages”窗口359
15.7运行模式:Initialization360
15.8添加温度控制器360
15.9状态存储管理(Snapshots Management)363
15.10控制器面板364
15.11用于更新呈现结果的通讯时间366
15.12闭环自动整定测试和开环整定测试367
15.13液位控制器的开环整定(手动模式)368
15.14液位扰动的闭环动态响应373
15.15液位控制设定值扰动的闭环动态响应378
15.16动态过程中的死区和滞后时间378
15.17温度控制器的闭环ATV测试(自动模式)379
15.18闭环动态响应:“TC”对温度扰动的响应385
15.19液位控制单元“LC”和温度控制单元“TC”间的相互作用387
15.20无控制过程的稳定性389
15.21串级控制391
15.22作为时间函数的变量监控392
15.23APD中虚拟过程控制的最后说明395
参考文献400
习题15.1水加热器的串级控制400
习题15.2带有对数平均温差热传递选项的CSTR反应器控制403
习题15.3乙苯生产的PFR反应器控制404
第16章化工过程的安全与能量分析407
16.1引言408
16.2问题描述408
16.3安全分析(SAFETY ANALYSIS)408
16.4添加安全泄压阀(PSV)410
16.5添加爆破片(RD)415
16.6编制安全阀规格书419
16.7在“ENERGY ANALYSYS”(能量分析)环境绘制工艺流程图420
16.8“ENERGY ANALYSIS”激活面板423
16.9“ENERGY ANALYSIS”运行环境427
16.10Aspen Energy Analyzer429
习题16.1对一台储罐添加保护装置431
习题16.2C2C3C4烃类混合物的分离434
第17章Aspen Process Economic Analyzer APEA439
17.1以优化后的乙酸酐生产流程为例440
17.2Aspen Plus费用估算选项442
17.2.1Aspen流程经济性分析(APEA)估算模板442
17.2.2原料和产品的价格443
17.2.3与流程模块相关的公用工程设置444
17.3化工过程费用估算的第一种方法447
17.4化工过程费用估算的第二种方法448
17.4.1项目属性448
17.4.2加载模拟数据448
17.4.3映射和设计451
17.4.4项目评估456
17.4.5解决与设备选型相关的错误信息458
17.4.6计算摘要462
17.4.7固定投资报告462
17.4.8投资分析462
习题17.1原料产品单价对流程盈利能力的影响466
习题17.2使用欧洲经济分析模板467
习题17.3丙酮溶剂回收项目的盈利能力467
附录17.A470
附录17.A.1项目的净现值(NPV)470
附录17.A.2贴现投资回收期(DPP)470
附录17.A.3盈利指数471
附录17.A.4内部收益率(IRR)472
附录17.A.5修正内部收益率(MIRR)472
第18章案例研究475
18.1异丙醇脱氢生产丙酮476
18.2甲醇制甲醛[灵敏度分析(Sensitivity Analysis)]479
18.3二甲醚生产(技术经济和过程控制)480
18.3.1经济分析480
18.3.2过程动态和控制481
18.4乙烯部分氧化生产乙酸483
18.5苯的热裂解484
18.6溶剂回收484
18.7固体处理:硫酸钠制备硫酸钾485
18.8固体处理:一种通用的CaCO3基附聚体添加剂的制备486
18.9固体处理:磷酸二氢铵和硝酸钾复合肥的生产486
18.10天然气脱硫脱碳工艺(计算器模块,Calculator)487
18.11丙烯直接水合法制异丙醇(IPA)490
18.12聚醋酸乙烯酯(PVAC)的生产493
18.13苯乙烯和丁二烯乳液聚合生产丁苯橡胶495
18.14甲基丙烯酸甲酯生产聚甲基丙烯酸甲酯496
18.15环己酮制环己酮肟498
內容試閱
译者前言
本书是马后炮化工翻译组翻译出版的第四本关于Aspen专业技术领域的译著,历时两年多的时间,我们这本书终于得以面世。马后炮化工团队将更多的目标投向化工工程技术学习的基础教程,引入国外优秀的专业书籍,给国内的化工同行提供更好的学习资料和交流环境,我们的宗旨是“让天下没有难学的化工技术”。
从2014年开始,这四年多的时间里,马后炮化工团队在翻译出版国外优秀的化工行业技术图书的路上步履蹒跚踟蹰前行。因为这不是一个盈利的行业,这是一个用情怀和热情在支撑的领域,我们的翻译者们无偿免费参与翻译和校审,投入了大量业余的时间和精力,没有任何的利益上的回报。我们希望帮助更多的化工同行回归阅读、回归技术的学习和分享。聚火成光,温暖一隅; 以梦为马,不负韶华。我们不只是现在的旁观者,还是未来的创造者,我们翻译出版的不仅仅只是一本本图书,还有我们化工人的梦想和情怀。
马后炮化工翻译组翻译出版的第一本译作《Aspen模拟软件在精馏设计和控制中的应用》在2015年出版后获得业内同行的一致好评。第二本《Aspen Plus热力学计算简明教程》在2016年出版并入选“十三五”国家重点图书经典化工高等教育译丛。第三本《Aspen软件在化工过程分析和模拟中的应用》在2018年年初出版,前两本书是侧重于单元模块和基础热力学理论,该书从稳态流程模拟到过程的动态分析,从热力学物性模型的选择到热集成和换热网络的设计,从基本的单元操作计算原理到反应器、塔器、固体处理等重要单元模型进行详细的案例讲解。
《Aspen Plus?k化工应用实例教程》是根据2016年英文版《Aspen Plus?k:Chemical Engineering Applications》翻译的。本书以化学工业中闪蒸、精馏、液-液萃取和化学反应等典型操作单元为主线,重点阐述Aspen Plus?k在化工过程中的应用实践,同时拓展介绍电解质系统、高分子聚合物和制药行业的应用案例,在此基础上展示优化工具、动态与控制、安全与经济评价等方面内容。本书共18章,第1~3章主要介绍Aspen Plus?k流程模拟特点和基本操作,第4~8章分别介绍闪蒸和精馏、液-液萃取、动力学反应器和压力输送等基本单元操作,第9章介绍优化工具使用,第10~14章分别介绍换热器设计、电解质系统、聚合物工艺、药品分子表征和固体处理过程,第15~17章分别介绍Aspen Plus?k Dynamics、Safety Analysis和Aspen Process Economic Analyzer的应用,第18章介绍综合案例应用。
本书内容全面,深度适中,可作为高等院校化工、安全、环境、制药等相关专业本科生和研究生的教学参考书,也可供从事化工过程开发与设计的工程技术人员参考。
本书各章节参与翻译和校审人员名单如下。汤磊、何顺德、马永刚、王广全老师对全书做统稿校审,谨致以最诚挚的感谢。
第1章:刘细本、汤磊;
第2章:杨婷婷、汤磊;
第3章:陈弋翀、何顺德;
第4章:付国垒、葛纪军;
第5章:马永刚、林月婕、汤磊;
第6章:张皓荐、何顺德;
第7章:王广全、汤磊;
第8章:方静、孙立军、汤磊;
第9章:何顺德、杨声;
第10章:蔡连国、何顺德;
第11章:王凯、汤磊;
第12章:胡松、陈英;
第13章:汤磊、何顺德;
第14章:王英龙、汤磊;
第15章:杜增智、汤磊;
第16章:周送粮、何顺德;
第17章:何顺德、麦子豪;
第18章:章思怡、刘慧、汤磊。
感谢所有参与本书翻译校审的马友们,感谢所有支持我们图书出版的马友们,感谢所有关注我们马后炮化工发展的朋友们。有了你们的支持和理解,未来的路我们携手前行,完成我们共同的一个目标:让天下没有难学的化工技术。
与此同时,我们还要向化学工业出版社的众位编辑表达最诚挚的感谢,感谢他们为我们出版过程中所提供的各种宝贵资料和信息,感谢他们为保证本书高质量出版所做出的一切努力。
本书译文中保留了与Aspen Plus?k模拟软件一致的标识,便于读者熟悉软件界面和操作内容,译作虽经多人反复修正校对,但限于我们知识的局限,误译、片面理解及其他疏漏仍难以避免。在此,恳请各方面专家和广大读者不吝指教。更多的本书线上技术交流敬请移步马后炮化工论坛:https:bbs.mahoupao.com,联系电子邮箱:book@mahoupao.com。
陈赞柳马后炮化工网创始人
2018年12月
前言
Aspen Plus?k是一款流程模拟软件,是用于化工厂定量模拟的计算机软件。通常来说,一个化工厂包括核心的反应器以及其他各种单元操作,主要是前处理和后处理环节。在这方面,Aspen Plus?k是一款非常强大的计算工具,可用于不同化工过程和单元操作的计算任务,包括建模、模拟、优化、数据回归、设计规定、灵敏度分析、固体处理、动态与控制、节能、安全规范和过程经济分析。
本书共18章。除最后一章外,每章都包含一个操作教程,主要涉及化

 

 

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