ASPENplus学习经验分谈

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1、1原油常压蒸馏装置优化改造设计杨基和乐毅邹立群顾行为朱德华江苏石油化工学院化工系常州213016盐城市石油液化气厂摘要利用ASPENPLUS软件和|窄点技术|对原油常压蒸馏系统进行了提量改造,在常压塔和常压炉主体不变的情况下,设备利旧率达95%,原油处理量提高了 50%关键词原油常压蒸馏系统改造第10章 单元操作模型RadFrac物流设置进料物流规则（见帮助）ABOVE-ST AGE:从进料物流来的气体进入进料板上一层塔板，液体进入进料板位置ON-STAGE:来自进料的气体和液体都进入进料板位置RadFrac的收敛问题如果RadFrac没收敛，做以下工作会有帮助：1. 检查正确地规定了有关物性

2、方面的问题（物性方法的选择、参数可用性.）。2. 确保塔操作条件是可行的。3. 如果塔的err/tol 是一直减少的，在RadFrac Con verge nee Basic页上增加 最大迭代次数。4. 在RadFrac Estimates Temperature页上提供塔中一些塔板的温度估值（对吸收塔来说是有用的）.5. 在 RadFrac Estimates Liquid Compositionand Vapor Composition页上提供塔中一些塔板的组成估值（对于高度非理想系统是有用的）.6. 在RadFrac Setup Con figuration页上尝试不同的收敛方法当一个塔

3、不收敛时，做了改变后重新初始化通常是有好处的。第14章给工艺流程作注解重要信息PFD类型的图与图形化的模拟流程是完全分开的如果你想要对模拟流程进行修改必须返回到模拟方式把对象连接到流程你可以把流股表永久组以及 OLE对象链接与嵌入对象与流程模块或流股IDs标识符连接起来例如对于与一个模块相连接的文本注解不管你在图画中把该模块移到什么位置它都会保持与该模块的相对位置要把一个对象与一个流程连接起来方法如下：1. 单击该对象选上它2. 在该对象上单击鼠标右键3. 在出现的弹出菜单上单击 Attach 鼠标变为连接指示器形状4. 单击要与该对象相连接的模块或流股5. 将该对象移到你所希望的位置即它与父

4、模块或流股 ID 标识符的相对位置你选择一个已 连接的对象后会出现一个小框指示它的父模块或流股要取消一个对象的连接方法如下在该对象的弹出菜单上取消选定 Attach第16章 定制ASPEN PLUS境配置选项将影响使用ASPEN PLUS勺缺省设置例如配置选项可以让你指定网格和标尺的设置缺省勺应用模板文件使用哪个二进制数据库作为缺省这一章将阐述选择当前运行勺设置选择所有运行勺设置规定缺省选项定制应用模板文件从 Tools 工具菜单中单击 Options 选项然后单击 General 常规常规标签是规定 与运行模拟程序保存ASPEN PLUSfc档在ASPEN PLUS1行和其它应用之间建立 O

5、LE 链接相关勺常用选项。总是创建备份格式勺拷贝文件 Always createbackup copy总是创建备份格式的拷贝文件，当选择这个选项 ASPEN PLUS保存一个文档 文件*.apw时总要创建一个ASPEN PLUS&份格式*.bkp文件它作为附加的备份 保护机制文档文件 *.apw 使用二进制格式可让你快速地启动先前保存的模拟程 序备份文件 *.bkp 使用简练的 ASCII 文件格式保存相同的运行信息保存 ASPEN PLUSt档 Save ASPEN PLUS documents as规定保存文档的缺省方法将文档保存为文档文件 *.apw 使用二进制格式可 样你快速地启动先前

6、保存的模拟程序保存为备份文件 *.bkp 可用压缩的 ASCII 文件格式保存相同的运行信息拷贝回归和估值结果 你可以恢复回归或估值参数的结果并将它们显示在参数表格中操作如下在Comp onents Data组分数据标签中选择将回归和估值结果拷贝到参数表 的复选框这些参数将被用于以后所有的运行当清除这个复选框时使用下拉列表 这个参数可用于相应的物性参数表格中但不显示在表格中这些参数不用于以后 的运行更改生成输入语言的缺省设置 你可使用组分数据标签来选择使用组分名称还是组分别名来生成输入语言。在Compo nen tsSpecificatio ns Selectio n 组分规定选择页上用分子式

7、列最多 12 个字符或组分名称列最多32个字符生成ASPEN PLUS俞入文件中的COMPONENTS 段第17章收敛本章包含了下列关于收敛的内容流程再循环和设计规定收敛选项规定撕裂流股用户定义的收敛模块收敛方法用户定义的收敛顺序规定计算次序最初的估测流程排序检查结果 控制面板信息 用于流程收敛的策略收敛方法该部分描述了在ASPEN PLUS中可用的收敛方法，用于每种方法的参数可在 Con verge nee Co nvOptio ns Methods（收敛收敛选项方法）表中 和用于Convergence（收敛）模块的表中找到WEGSTEIN 方法传统的有限Wegstein方法通常是用于撕裂流

8、股收敛的最快和最可靠的方法 是一种直接迭代循环的外推变量间的相互作用被忽略因此当变量之间的联系特 别强时该方法不是很有效。Wegstein方法可以仅用于撕裂流股是用于ASPEN PLUS敛的缺省方法可同 时把它应用于任意数目的撕裂流股你可以控制Wegstein的上下限和加速的频率DIRECT 方法对于直接迭代撕裂流股变量的新值是由以前的流程计算循环公式导出来的值Xk+1 = G （Xk）其中 X=撕裂流股变量的估值G （Xk）=计算出来的变量结果值k=循环数 使用直接迭代这种方法收敛较慢但肯定会收，它对于其它方法不稳定的那些罕见情况是有效的。直接迭代还可以使辨别收敛题目（例如系统内含的组分）更

9、容易直接迭代法等效于WEGSTEIN法中上下限都等于零的情况。正割法正割是切割线性近似方法，有较高级增益，你可以选择一个定界/二等分间隔选项。无论函数何时不连续，非单调或在一区域内很平缓就选择该选项。 如果可能划定界限会删去平缓区 域并切换回正割法你可以将正割法用于单个设计规定。正割是用于设计规定收敛的缺省方法，并且被推荐用于用户生成的收敛模块，你可以通过规定下列各项控制正割法BROYDEN 方法Broyden方法是对Broyden的准Newton方法的修正，Broyden方法和Newwton方法相似， 但它使用了线性近似的方法，该近似法使Broyde n更快，但是偶尔不象牛顿法那样可靠。使用

10、Broyden收敛撕裂流股两个或两个以上的设计规定，或同时收敛撕裂流股和设计规定。Broyden用于多重撕裂流股和/或设计规定，相互高度相关的撕裂变量或者用于彼此间相 互关联以致不能实现嵌套的循环回路和设计规定。 当撕裂流股和设计规定都收敛时你可以规 定撕裂流股被收敛或先部分收敛然后接下来就是撕裂流股和设计规定同时收敛。NEWTON 方法NEWTO是对用于联立非线性方程的修正牛顿法的补充，导数仅在收敛速率不令人满意时计算，该NEWTOK法补充允许变量边界值并且包括改善的稳定性直线搜索NEWTC在循环回路和/ 或设计规定高度相关时有用，但使用 Broyden 时不能实现收敛， 数值导数被频繁计算

11、， 仅在组分数很小或不能通过其它方法实现收敛时对撕裂流股使用NEWTON当正在收敛撕裂流股和设计规定时可以规定撕裂流股首先收敛或首先部分收敛然后是撕裂流股和设计规定同 时收敛。当你使用Newton或Broyden方法收敛设计规定，并且一个或更多的操作变量已经达到了 它们的下限或上限时， 就会找到一个使设计规定和撕裂流股误差的平方和除以它们的容差后 的值的最小解。循环在成比例的操作变量的改变量的均方根小于 X 容差时停止。 ASPENPLUS 通过除以下限和上限中较大值的绝对值来度量操作变量。COMPLEX 方法你可以使用 Complex 方法来收敛带有操作变量界限和不平衡约束的优化题目，COM

12、PLEX是一个直接搜索方法，它不需要数值导数，它可用于没有循环回路或平衡约束（设计规定 ）的简单题目。SQP 方法你可以将具有目前工艺水平的连续二次程序设计（SQP）方法用于对具有约束条件（平衡或不平衡）和/或撕裂流股的优题目的同时收敛问题进行流程优化，该算法一般沿着一个不可行的 路径（约束条件和撕裂流股随着优化题目同时收敛）进行求解， 但是你可以调整它沿着一个可行的路径 （在对优化每次循环时收敛撕裂流股）进行求解， SQP 被用于系统生成的优化收敛模块对于用户生成的收敛模块推荐使用SQP。SQP-Biegler是由Carnegie-Mellon大学的教授L Biegler和他的学生开发的一个

13、 SQP执行程 序。从“使用初始估测”至本章末尾 还未看第 18章 访问流程变量当使用下列功能时你得访问或操作流程变量设计规定Fortran 模块优化题目Data-Fit（ 数据拟合 ）题目灵敏度模块工况研究本章描述了访问流程变量 可访问的流程变量类型 选择输入变量和参数变量 矢变量类型的布置 （或结构 ） 被访问的变量在 Fortran 语句中使用示例重新初始化模块和物流缺省情况下 ASPEN PLUS 用上一行的结果来开始计算新的一行结果对于某些行如果模块或 循环回路不能收敛你可以指定每行重新初始化计算重新初始化模块若重新初始化模块1. 在 Sensitivity Input 灵敏度分析输

14、入表上选择 Optional 可选项标签2. 在 Block To Be Reinitialized 要重新初始化的模块字段中选择 Include Specified Blocks 包 括指定的模块或 Reinitialize All Blocks 重新初始化所有模块3. 如果你选择了 Include Specified Blocks 包括指定的模块则选择要重新初始化的 单元操作模块和 / 或收敛模块重新初始化物流若重新初始化物流1. 在 Sensitivity Input 灵敏度分析输入表上选择 Optional 可选项标签2. 在 Stream To Be Reinitialized 要重

15、新初始化的物流字段中选择 Include Specified Streams 包括指定的物流或 Reinitialize All Streams 重新初始化所有物流3. 如果你选择了 Include Specified Streams 包括指定的物流则选择要重新初始化的物流输入第 23章 模拟模型的数据拟合你可以用 Data-Fit 数据拟合功能将 ASPEN PLUS 模拟模型与装置或实验数据拟合 你为一个模拟模型的输入和结果变量提供一套或多套测量数据 Data-Fit 数据拟合调整 或估算输入参数以便使模型与数据最吻合如果你要 Data-Fit 数据拟合整和输入变 量的测量数据而匹配被拟合

16、的模型也可同时做这个工作Data-Fit 数据拟合将测量数据和模型预测数据之差的加权平方和最小化按统计学说法 Data-Fit 数据拟合进行了普通最小平方或最大值似然变量误差估算本章介绍Data-Fit 数据拟合应用的类型定义一个 Data-Fit 数据拟合问题建立 Point-Data 点数据集建立 Profile-Data 分布数据数据集定义 Data-Fit 数据拟合回归工况确认定义完备的 Data-Fit 数据拟合问题 分析收敛问题检验结果并且给出了两个综合示例第29章 分析物性（可以画相图等）TooIst Analysis 宀 Property Binary当完成物性规定后应该分析通

17、过 模型预测的物性以确保结果正确 ，可以使用 ASPEN PLUSProperty Analysis 物性分析来实现 Property Analysis 可产生物性数值表并可根据这些数值作 图以更好地理解通过物性规定预测的物性。通过下列方法可进入 Property Analysis 物性分析 通过访问工具菜单的交互方法可以快速容易地生成许多图表 另一种方法是从 Data Browser 数据浏览菜单中的 Property Analysis 物性分析 文件夹生成 Property Analysis 这种方法最灵活本章讨论了使用 Property Analysis 物性分析特性的每种方法并包含几个

18、示例 主题包括关于物性分析交互生成物性分析纯组分物性 二元系统物性 三元共沸曲线图 物流物性 使用窗口生成物性分析 纯组分 通用 二元系统PT 封闭曲线三元共沸曲线 用于物性分析的方法规定 检验分析结果 至29 6 页第31章 物性数据回归 你可以用实验物性数据来确定 ASPEN PLUS 模拟计算所需的物性模型参数 ASPEN PLUS 数据回归系统将物性模型参数与纯组分或多组分系统测量数据相拟合 你可以输入任何实验物性数据如汽液平衡液液平衡密度热容活度系数可以用数据回归系统回归 ASPEN PLUS 中的所有物性模型包括电解质和用户模型 本章含有关于物性回归系统的如下信息回归系统的设定 输入纯组分数据相平衡数据和混合数据 将实验数据绘制成曲线图用方程表示回归工况 估算已知模型参数的精度 检查并将回归结果绘制成曲线图 比较几个工况的回归结果 多特蒙德数据库 DDB 界面的应用 数据回归示例