1 Aspen Plus概述及其在化工设计中发挥的作用

MIT最早于1970年后期研发了Aspen Plus系统(Advanced System for Process Engineering)，之后经过不断的发展日益完善，在软件供应商艾斯本技术有限公司推动下，将其作为一种产品投入市场。作为一种大型流程模拟软件，其功能非常强大，应用范围极广，具有多方面功能，不仅可以进行诊断工艺、工艺计算和化工设计工作，还能发挥化工模拟及管控经济效益的作用，在两大适用性极强的数据库的支持下，能够对多种技术进行整合，是当前世界范围内地位较高的一种流程模拟软件，发展前景十分广阔[1]。Aspen Plus软件系统在多个化工设计领域中均占据极高的比重，利用该软件进行化工分离工程、化工反应原理及热力学等计算分析时，大大改善了设计质量。现代化工领域需求专业工程设计能力高的综合性素质人才，在化工设计过程中，必须要利用Aspen Plus软件系统，将理论知识同实践应用结合起来，在充分理解化工设计基础知识的前提下，通过模拟软件来提升设计能力。

在化工设计方面，进行物料衡算时需要借助Aspen Plus软件，依托建立在计算机技术基础上的流程模拟方式，便于设计人员理解，为设计人员调整化工设计方案提供了坚实的技术基础，优化化工设计方案，更好的指导化工生产的进行。

2 Aspen Plus在化工设计物料衡算中的应用分析

如果应用传统的手工方式完成化工设计物料衡算，计算过程繁琐，同时还涉及到电力反应的发生，增大了计算难度，在进行过程物料衡算时，可以采取混合过程的方式，使过程更加简化。在研究Aspen Plus软件系统在化工设计物料衡算的应用过程中，应将盐工段模拟工艺设计同设计概算、施工图预算、施工预算这三项基础内容结合起来，进行Aspen Plus软件实战练习，依据计算电解质的方式衡算化盐工序，使化工设计人员充分的掌握物料衡算知识和实践化工设计技术[2]。

选取化工过程中物料衡算中的例子，以此为依据说明在物料衡算中Aspen Plus软件的实际应用。如：反应的条件为足量空气、催化剂（银）；反应原料为乙烯，生成物为环氧乙烷；反映类型为氧化反应；化学反应原理可以通过以下两种公式体现出来：C2H4+3O2→2CO2+2H2O 及2C2H4+O2→2C2H4O，其中前者为部分副反应，大部分为生成环氧乙烷的反应。参考以上反应状况，将反应原料的流量设置成1000mol/h，乙烯物质的量与化学容器内总物质的量比为10%，以乙烯为标准下的反映转化率是25%，选择性是80%，应用Aspen Plus过程模拟软件，分析和算出反应完全后的生成物的构成及流量大小。

基于以上分析，进行化工过程设计物料衡算计算时，首先要完成反应物料的编号工作，确定计算总体框架，写出物料平衡的平衡关系式，标明每种反应物料的组分摩尔分数之和必须等于1，结合实际反应工艺设备特点，应用变量的方法对反应中所有物料组分进行分析，对可变量进行相应的设定，计算方程可得最终生成物的流量。物料衡算的计算步骤较多，涵盖许多数学计算方法。具体应用到Aspen Plus过程模拟软件中时，在进入操作界面后，选取反应器单元的仿真设计，模拟反应器中发生的化学反应，结合已知反应条件，对反应物料的种类、流量进行设置，完成进料组分定义操作，并分别设定操作条件及反应方程式[3]。软件工作后得出的生成物的构成及流量大小同传统计算方法相同，表明Aspen Plus软件具有较高的准确性。

3 结语

由于化工行业的特殊性，其对设计人员的实践能力有着严格的要求，设计人员必须要具备良好的工程设计能力。在化工工程设计过程中，要充分发挥现代先进软件技术的优势，应用Aspen Plus系统来提高设计人员的工程实践水平。通过分析As?pen Plus在化工设计物料衡算中的应用，发现该软件大大简化了计算过程，运行速度极快，化工设计效果明显改善，可以取得良好的物料衡算效率，成为设计人员的首选的化工设计软件。

文章来源：《化工设计通讯》 网址: http://www.hgsjtxzz.cn/qikandaodu/2021/0417/692.html