茅慧(南京英凱工程設計有限公司，江蘇 南京 210009)

1 Aspen Plus概述及其在化工設計中發(fā)揮的作用

MIT最早于1970年后期研發(fā)了Aspen Plus系統(tǒng)(Advanced System for Process Engineering)，之后經(jīng)過不斷的發(fā)展日益完善，在軟件供應商艾斯本技術有限公司推動下，將其作為一種產品投入市場。作為一種大型流程模擬軟件，其功能非常強大，應用范圍極廣，具有多方面功能，不僅可以進行診斷工藝、工藝計算和化工設計工作，還能發(fā)揮化工模擬及管控經(jīng)濟效益的作用，在兩大適用性極強的數(shù)據(jù)庫的支持下，能夠對多種技術進行整合，是當前世界范圍內地位較高的一種流程模擬軟件，發(fā)展前景十分廣闊[1]。Aspen Plus軟件系統(tǒng)在多個化工設計領域中均占據(jù)極高的比重，利用該軟件進行化工分離工程、化工反應原理及熱力學等計算分析時，大大改善了設計質量?，F(xiàn)代化工領域需求專業(yè)工程設計能力高的綜合性素質人才，在化工設計過程中，必須要利用Aspen Plus軟件系統(tǒng)，將理論知識同實踐應用結合起來，在充分理解化工設計基礎知識的前提下，通過模擬軟件來提升設計能力。

在化工設計方面，進行物料衡算時需要借助Aspen Plus軟件，依托建立在計算機技術基礎上的流程模擬方式，便于設計人員理解，為設計人員調整化工設計方案提供了堅實的技術基礎，優(yōu)化化工設計方案，更好的指導化工生產的進行。

2 Aspen Plus在化工設計物料衡算中的應用分析

如果應用傳統(tǒng)的手工方式完成化工設計物料衡算，計算過程繁瑣，同時還涉及到電力反應的發(fā)生，增大了計算難度，在進行過程物料衡算時，可以采取混合過程的方式，使過程更加簡化。在研究Aspen Plus軟件系統(tǒng)在化工設計物料衡算的應用過程中，應將鹽工段模擬工藝設計同設計概算、施工圖預算、施工預算這三項基礎內容結合起來，進行Aspen Plus軟件實戰(zhàn)練習，依據(jù)計算電解質的方式衡算化鹽工序，使化工設計人員充分的掌握物料衡算知識和實踐化工設計技術[2]。

選取化工過程中物料衡算中的例子，以此為依據(jù)說明在物料衡算中Aspen Plus軟件的實際應用。如：反應的條件為足量空氣、催化劑（銀）；反應原料為乙烯，生成物為環(huán)氧乙烷；反映類型為氧化反應；化學反應原理可以通過以下兩種公式體現(xiàn)出來：C2H4+3O2→2CO2+2H2O 及2C2H4+O2→2C2H4O，其中前者為部分副反應，大部分為生成環(huán)氧乙烷的反應。參考以上反應狀況，將反應原料的流量設置成1000mol/h，乙烯物質的量與化學容器內總物質的量比為10%，以乙烯為標準下的反映轉化率是25%，選擇性是80%，應用Aspen Plus過程模擬軟件，分析和算出反應完全后的生成物的構成及流量大小。

基于以上分析，進行化工過程設計物料衡算計算時，首先要完成反應物料的編號工作，確定計算總體框架，寫出物料平衡的平衡關系式，標明每種反應物料的組分摩爾分數(shù)之和必須等于1，結合實際反應工藝設備特點，應用變量的方法對反應中所有物料組分進行分析，對可變量進行相應的設定，計算方程可得最終生成物的流量。物料衡算的計算步驟較多，涵蓋許多數(shù)學計算方法。具體應用到Aspen Plus過程模擬軟件中時，在進入操作界面后，選取反應器單元的仿真設計，模擬反應器中發(fā)生的化學反應，結合已知反應條件，對反應物料的種類、流量進行設置，完成進料組分定義操作，并分別設定操作條件及反應方程式[3]。軟件工作后得出的生成物的構成及流量大小同傳統(tǒng)計算方法相同，表明Aspen Plus軟件具有較高的準確性。

3 結語

由于化工行業(yè)的特殊性，其對設計人員的實踐能力有著嚴格的要求，設計人員必須要具備良好的工程設計能力。在化工工程設計過程中，要充分發(fā)揮現(xiàn)代先進軟件技術的優(yōu)勢，應用Aspen Plus系統(tǒng)來提高設計人員的工程實踐水平。通過分析As?pen Plus在化工設計物料衡算中的應用，發(fā)現(xiàn)該軟件大大簡化了計算過程，運行速度極快，化工設計效果明顯改善，可以取得良好的物料衡算效率，成為設計人員的首選的化工設計軟件。

[1]劉保柱，于鳳文，朱菊香.Aspen Plus應用于化工原理課程設計的實踐［J］.化工高等教育，2007，24(2):23-25.

[2]路華清.Aspen one v7在分離工程教學中的應用［J］.廣州化工，2011，38(11):230-231.

[3]韋曉燕，譚軍，胡萬鵬，等.Aspen Plus軟件在化工原理教學中的應用探索［J］.化工時刊，2012，26(6):69-70.