《化工計算與Aspen Plus應用》共分為6章，第1章介紹化工過程的基本特點、過程技術開發(fā)的基本步驟和內容，以及合成氨和苯乙烯生產(chǎn)工藝流程和Aspen Plus軟件(Aspen Plus 10.1)的基本操作；第2章介紹化工數(shù)據(jù)的估算方法與計算機模擬；第3、4章介紹過程單元的物料衡算與能量衡算；第5章介紹過程單元物料衡算與能量衡算的聯(lián)解；第6章介紹過程單元系統(tǒng)物料衡算與能量衡算。圍繞各章節(jié)中物料衡算與能量衡算的算例，介紹了Aspen Plus 10.1基本單元模塊的功能以及基本的操作方法，并將Aspen Plus計算結果與各章節(jié)中的手工計算或編程計算結果進行對比。本教材從簡單的過程單元到復雜的過程單元系統(tǒng)，從單獨的物料衡算或能量衡算到物料衡算和能量衡算的聯(lián)立求解，從基礎的手工計算或編程計算到采用Aspen Plus軟件計算，不僅體現(xiàn)了化工計算技術的發(fā)展過程，也有助于學生對所學知識的理解和掌握。
《化工計算與Aspen Plus應用》可作為化工類相關專業(yè)本科生“化工計算”課程的教學用書，也可作為化工生產(chǎn)管理與工藝設計人員的參考書。
第1章緒論1
1.1化工過程的基本特點與構成1
1.1.1化工過程的基本特點1
1.1.2過程單元與過程單元系統(tǒng)2
1.2化工過程的技術開發(fā)4
1.2.1化工技術經(jīng)濟4
1.2.2化工過程技術開發(fā)案例——氯乙烯生產(chǎn)過程的開發(fā)5
1.3化工工藝過程簡介9
1.3.1合成氨生產(chǎn)工藝簡介9
1.3.2乙苯脫氫制苯乙烯工藝簡介17
1.4Aspen Plus流程模擬簡介19
1.4.1Aspen Plus簡介19
1.4.2圖形界面及流程建立20
1.4.3運行模擬及結果查看28
習題33
第2章化工數(shù)據(jù)估算方法與計算機模擬34
2.1流體的基礎物性及方程34
2.1.1流體的沸點及臨界參數(shù)估算34
2.1.2流體的狀態(tài)方程36
2.1.3活度系數(shù)模型36
2.2相平衡數(shù)據(jù)的計算與計算機模擬36
2.2.1相平衡條件40
2.2.2相平衡數(shù)據(jù)計算40
2.2.3相平衡的計算機模擬42
2.2.4相平衡數(shù)據(jù)回歸的模擬計算44
2.3熱力學與傳遞物性數(shù)據(jù)估算50
2.3.1熱力學物性估算50
2.3.2傳遞性質的估算53
2.4物性的計算機模擬55
2.4.1純物質的物性模擬55
2.4.2混合物的物性估算模擬59
習題62
第3章過程單元物料衡算與計算機模擬63
3.1物理過程單元的物料衡算63
3.1.1物料衡算方程63
3.1.2物料衡算基準65
3.1.3物料衡算的分析方法與步驟65
3.2物理過程單元物料衡算舉例66
3.2.1無相平衡過程物料衡算66
3.2.2兩相閃蒸與分凝過程物料衡算72
3.2.3三相閃蒸與分凝過程物料衡算75
3.2.4液-液萃取過程物料衡算80
3.3物理過程單元物料衡算的計算機模擬81
3.3.1混合器和分流器81
3.3.2簡單分離器86
3.4化學反應器物料衡算96
3.4.1化學反應過程物料平衡的特點和基本概念97
3.4.2直接計算法103
3.4.3利用反應速率進行計算104
3.4.4利用原子守恒原理進行計算107
3.4.5可逆反應的物料衡算111
3.4.6平衡轉化率與實際轉化率114
3.4.7連續(xù)攪拌槽式反應器的簡化計算120
3.5反應器物料衡算的計算機模擬124
3.5.1反應器模型概述124
3.5.2化學計量反應器124
3.5.3平衡反應器129
3.5.4吉布斯反應器135
習題136
第4章過程單元能量衡算與計算機模擬144
4.1能量衡算基本方程144
4.1.1能量平衡方程144
4.1.2焓值方程147
4.2物理過程單元能量衡算148
4.2.1物理過程的焓差計算148
4.2.2物理過程單元能量衡算舉例148
4.3反應過程單元能量衡算153
4.3.1反應過程的焓差計算153
4.3.2反應過程單元能量衡算舉例154
4.4過程單元能量衡算的計算機模擬159
4.4.1單流股換熱器159
4.4.2多流股換熱器162
4.4.3閃蒸與化學反應過程能量衡算舉例166
習題172
第5章過程單元物料衡算與能量衡算聯(lián)解174
5.1概述174
5.1.1物料平衡方程的復習174
5.1.2能量平衡方程的復習175
5.1.3物料平衡與能量平衡的系統(tǒng)分析175
5.2閃蒸與泡露點計算176
5.3絕熱燃燒過程185
5.4精餾塔的逐級計算199
5.5物料與能量衡算聯(lián)解問題的計算機模擬213
5.5.1絕熱閃蒸過程計算213
5.5.2絕熱燃燒過程計算216
5.5.3精餾塔的嚴格計算218
習題227
第6章過程單元系統(tǒng)物料衡算與能量衡算229
6.1過程單元系統(tǒng)物料衡算與能量衡算的一般求解步驟230
6.2不含循環(huán)物流過程單元系統(tǒng)的物料衡算231
6.3循環(huán)物流237
6.4排放241
6.5單元模塊法244
6.6哈伯法合成氨過程的物料衡算248
6.7工藝流程的計算機模擬258
6.7.1帶循環(huán)物流的序貫模塊法258
6.7.2哈伯法生產(chǎn)合成氨過程模擬259
6.7.3乙苯催化脫氫制苯乙烯簡化過程模擬269
習題281
附錄286
附錄1求解非線性方程的Newton迭代法286
附錄2求解非線性方程組的Newton-Raphson迭代法286
附錄3求解非線性方程組的優(yōu)先排序法288
附錄4剝離變量法291
附錄5某些物質的相對分子質量、正常沸點、潛熱(SI單位和英制單位)291
附錄6理想氣體比定壓熱容293
附錄7液體比定壓熱容294
附錄8純組分蒸氣壓的安托因公式296
附錄9氣體臨界參數(shù)298
附錄1025℃下化合物的生成熱和燃燒熱299
附錄1125℃下無機化合物的生成熱、溶解熱和積分稀釋熱303
參考文獻305
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