Aspen Plus在超臨界流體技術(shù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

李萌萌，姜召，李璐，方濤

（西安交通大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，陜西 西安710049）

超臨界流體是指高于流體臨界點(diǎn)，以單相形式存在的流體，具有許多特殊的性質(zhì)，如對(duì)低揮發(fā)性物質(zhì)及溶脹聚合物有很強(qiáng)的溶解能力、擴(kuò)散系數(shù)大、表面張力為零、黏度小、物理化學(xué)性質(zhì)隨溫度和壓力的變化十分敏感等。因此，其性質(zhì)可以通過(guò)改變溫度和壓力進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，尤其是在臨界點(diǎn)附近，溫度和壓力的微小改變都可導(dǎo)致超臨界流體上述性質(zhì)的顯著變化[1-3]。超臨界流體技術(shù)綠色環(huán)保、易于調(diào)節(jié)、能耗低，使得該技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)分離方法，在萃取分離、化學(xué)反應(yīng)工程、材料科學(xué)、食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景[4-7]。目前，大多數(shù)的超臨界流體技術(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室的層面上，只有少數(shù)應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程，且集中于食品加工領(lǐng)域。其主要原因在于工業(yè)過(guò)程設(shè)計(jì)及優(yōu)化所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及理論模型的極度匾乏，如相平衡數(shù)據(jù)、擴(kuò)散系數(shù)、黏度、傳熱系數(shù)、比熱容、表面張力、相關(guān)速率常數(shù)、反應(yīng)熱及其模型等[8-9]。Aspen Plus具有強(qiáng)大的單元操作模型、優(yōu)化設(shè)計(jì)能力以及齊全的物性數(shù)據(jù)庫(kù)和熱力學(xué)方法，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于化工過(guò)程的研究開(kāi)發(fā)、裝置設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程控制、工藝優(yōu)化及技術(shù)改造等方面，可顯著提高化工工藝流程等方面的設(shè)計(jì)效率和水平[10-14]。因此，將Aspen Plus軟件應(yīng)用于超臨界流體技術(shù)，能更好地解決基礎(chǔ)理論研究及工程設(shè)計(jì)優(yōu)化中的難題，為超臨界流體技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用實(shí)踐提供理論基礎(chǔ)，對(duì)超臨界流體技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用起著重要的指導(dǎo)作用。

1 Aspen Plus簡(jiǎn)介

1.1 Aspen Plus的發(fā)展

Aspen （advanced system for process engineering，簡(jiǎn)稱ASPEN）Plus化工模擬系統(tǒng)是美國(guó)麻省理工學(xué)院研制開(kāi)發(fā)的集化工設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)模擬等計(jì)算與一體的大型化工模擬軟件，目前最新版本是集成了Aspen系列的Aspen ONE V 7.2[18]，其廣泛應(yīng)用于新工藝開(kāi)發(fā)、裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化以及脫瓶頸分析與改造。此穩(wěn)態(tài)模擬軟件具有豐富的物性數(shù)據(jù)庫(kù)，以及一系列拓展的單元模型庫(kù)，可以處理非理想、極性高的復(fù)雜物系；所用的結(jié)算方法為聯(lián)立方程法和序貫?zāi)K法相結(jié)合。此外還具有靈敏度分析、自動(dòng)排序、多種收斂方法以及報(bào)告輸出等功能，成為舉世公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)大型流程模擬軟件[15]。

1.2 Aspen Plus的主要功能

Aspen Plus橫跨整個(gè)工藝生命周期，其主要功能如下所述。

（1）具有豐富的物性數(shù)據(jù)和完備的物性模型。其中包括多種純組分的物性數(shù)據(jù)、估算物性所需的各種參數(shù)。Aspen Plus是唯一獲準(zhǔn)與DECHEMA數(shù)據(jù)庫(kù)接口的軟件。該數(shù)據(jù)庫(kù)收集了世界上最完備的氣液平衡和液液平衡數(shù)據(jù)，共計(jì)25萬(wàn)多套數(shù)據(jù)[16]。

（2）擁有一套完整的單元操作模型，用于模擬各種操作過(guò)程，易于組建化工流程[17]。主要的單元操作模塊包括：換熱器、閃蒸器、各種反應(yīng)器以及多級(jí)平衡計(jì)算，包括用于精餾、萃取、間歇蒸餾和石油精煉過(guò)程的平衡計(jì)算填料塔、板式塔的塔內(nèi)流體力學(xué)計(jì)算。

（3）提供流程模擬所需的多種功能、快速而可靠的收斂流程，便于快速準(zhǔn)確地進(jìn)行流程優(yōu)化計(jì)算[18]；能夠進(jìn)行收斂分析、靈敏度分析，將工藝模型與真實(shí)的裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確保精確、有效的真實(shí)裝置模型。

（4）能夠估算基建費(fèi)用和操作費(fèi)用，進(jìn)行過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)可以應(yīng)用于任何階段，從工藝過(guò)程的研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、工廠建設(shè)以及工廠操作過(guò)程等。其中包括Aspen Plus利用詳細(xì)的設(shè)備模型進(jìn)行工藝過(guò)程嚴(yán)格的能量和質(zhì)量平衡計(jì)算；預(yù)測(cè)物流的流率、組成和性質(zhì)；預(yù)測(cè)操作條件、設(shè)備尺寸；減少裝置的設(shè)計(jì)時(shí)間并進(jìn)行各種裝置的設(shè)計(jì)方案比較；在線優(yōu)化完整的工藝裝置以及回歸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

Aspen Plus根據(jù)模型的復(fù)雜程度支持規(guī)模工作流，可以從簡(jiǎn)單的、單一的裝置流程到巨大的、多個(gè)工程師開(kāi)發(fā)和維護(hù)的整廠流程。分級(jí)模塊和模板功能使模型的開(kāi)發(fā)和維護(hù)變得更加簡(jiǎn)單。

2 Aspen Plus在超臨界流體技術(shù)中的應(yīng)用

2.1 Aspen Plus用于基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和使用

Aspen Plus的數(shù)據(jù)庫(kù)功能十分強(qiáng)大。使用Aspen Plus軟件獲取基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)的方法主要有3種：物性分析 （property analysis）、物性估算（property estimation）、 物 性 數(shù) 據(jù) 回 歸 （data regression）[19]。物性分析主要是根據(jù)自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)，生成簡(jiǎn)單的物性圖表，提供純組分、二元物系和三元物系的相圖以及熱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)和傳遞學(xué)性質(zhì)參數(shù)等物性參數(shù)；物性估算主要以基團(tuán)貢獻(xiàn)法為基礎(chǔ)，可估算純組分的物性常數(shù)和與溫度相關(guān)的模型參數(shù)。使用此功能時(shí)需要提供必要的基本物性數(shù)據(jù)如分子量、分子結(jié)構(gòu)、各種實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物性等[20]。戚一文等[22]利用此功能估算了2-甲基-1，3-二 烷 （2MD）[21]的物性并預(yù)測(cè)了水-2，3-丁二醇汽液相平衡數(shù)據(jù)；物性數(shù)據(jù)回歸則基于最大似然估計(jì)的思想，利用原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算物性模型中的參數(shù)，可以擬合多種純組分的物性數(shù)據(jù)[23]。

Smejkal等[24]對(duì)丙烷在超臨界CO2流體中發(fā)生部分氧化所得的反應(yīng)物與生成物的相行為進(jìn)行了研究。利用濁點(diǎn)法測(cè)得反應(yīng)物及產(chǎn)物的臨界參數(shù)并用Aspen Plus的各種狀態(tài)方程進(jìn)行模擬，通過(guò)實(shí)驗(yàn)值與模擬值的比較，研究了不同組分對(duì)混合物體系相行為的影響，討論了各種狀態(tài)方程的準(zhǔn)確性。研究表明，用熱力學(xué)模型Peng-Robinson EOS模擬的結(jié)果與測(cè)量值吻合。實(shí)驗(yàn)值與模擬值的比較如圖1、圖2所示。

Gracia等[25]根據(jù)傳統(tǒng)的立方型狀態(tài)方程，利用 Aspen Plus計(jì)算了 CO2-oleic acid（OA）-triolein（TO）相平衡數(shù)據(jù)，結(jié)果表明模擬值與實(shí)驗(yàn)值相吻合，這種方法可用于預(yù)測(cè)植物油的溶解度、酸值和分餾。圖3表示在313.15K時(shí)模擬值與實(shí)際值的比較。

李武東等[26]用Aspen Plus軟件里面的萃取模塊，模擬研究了幾種基于RKS和PR方程的熱力學(xué)方法對(duì)丙烷溶劑脫瀝青過(guò)程抽提段的影響，通過(guò)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)選用PSRK熱力學(xué)方法計(jì)算模擬更準(zhǔn)確，在此基礎(chǔ)上分析優(yōu)化了減壓渣油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)的組成。

Weber等[27]用 Aspen Plus中 RK-Aspen EOS熱力學(xué)模型估算CO2-甘油三油酸酯體系在溫度60～80℃、壓力在10～50MPa范圍內(nèi)的臨界溫度、臨界壓力以及偏心因子，得到：臨界溫度Tc=673.9℃，臨界壓力Pc=0.468MPa，偏心因子ω=1.68623。

Sandra等[28]用Aspen Plus軟件中不同的熱力學(xué)模型及混合規(guī)則模擬了葵花油-甲醇二元體系在溫度473～503K、壓力1～5.6MPa的相平衡，模擬結(jié)果表明，用RK-Aspen狀態(tài)方程和Vander Waals混合規(guī)則模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值最接近。并用這種方法模擬了非催化劑合成的生物柴油在不同溫度壓力下的相的分布，結(jié)果表明，相平衡對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有很大的影響。

物性方法的選擇是決定模擬結(jié)果收斂及準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟，精確、可靠地模擬依賴于正確的物性方法和可靠的物性參數(shù)。通過(guò)以上實(shí)例可以看出，對(duì)于超臨界流體的模擬過(guò)程，根據(jù)體系的極性判斷，一般采用PR或RK狀態(tài)方程作為熱力學(xué)模型。并且所得的模擬值與實(shí)驗(yàn)值較為吻合。

2.2 Aspen Plus在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用

在超臨界條件下，所有流體都會(huì)表現(xiàn)出與常溫常壓下截然不同的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，如體系的密度有所增大、分子間相互作用增強(qiáng)、非理想性特別顯著等。在實(shí)際應(yīng)用中，超臨界流體往往控制在其臨界點(diǎn)附近，而臨界點(diǎn)附近的相行為較一般高壓相行為更為復(fù)雜，且對(duì)壓力和溫度非常敏感，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量帶來(lái)一定的困難。此外，超臨界流體技術(shù)所涉及體系的不對(duì)稱性、高度可壓縮性、數(shù)學(xué)上臨界點(diǎn)的奇點(diǎn)特性，對(duì)相平衡的模型關(guān)聯(lián)及預(yù)測(cè)也帶來(lái)一定的困難[29]。因此超臨界流體技術(shù)的理論研究及實(shí)際應(yīng)用中一直是個(gè)熱點(diǎn)。其中，超臨界流體體系的相平衡問(wèn)題是理論研究的基礎(chǔ)部分。將Aspen Plus與超臨界流體相平衡的研究相結(jié)合，對(duì)超臨界流體技術(shù)實(shí)際應(yīng)用起著重要的指導(dǎo)作用。

Sandra等[30]借助于 Aspen Plus軟件中 RKAspen EOS熱力學(xué)模型，研究了甘油三酯在壓力1.1～28MPa、溫度150～270℃醇解過(guò)程中相的轉(zhuǎn)變，并將模擬值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比。圖4表示了醇解過(guò)程中相態(tài)在不同條件下的分布。

Zamudio等[31]利用Aspen Plus模擬了二元混合物的相行為，確定了超臨界流體技術(shù)可以應(yīng)用于分離特定的洗滌劑及表面活性劑產(chǎn)品中窄沸點(diǎn)的烷烴和醇類同分異構(gòu)體的混合物。利用二元組分的極性參數(shù)和二元交互因子的回歸值，預(yù)測(cè)了多元組分的相行為，并且將預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值相比較。

Lim等[32]基于Aspen Plus平臺(tái)，成功模擬了棕櫚油在超臨界CO2萃取過(guò)程中的相行為。該研究表明，模擬獲得的棕櫚油分配系數(shù)和溶解度與文獻(xiàn) [33-35]中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合。該模擬為涉及棕櫚油—超臨界CO2二元組分體系的超臨界流體萃取過(guò)程的初步設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供了一個(gè)可行有效的，高成本效益的方法。此外，Manan等[36]針對(duì)棕櫚油的萃取工藝用Aspen軟件進(jìn)行了模擬，根據(jù)研究結(jié)果，基于超臨界流體技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一條新的棕櫚油精煉工藝，該工藝可使精煉過(guò)程大大簡(jiǎn)化，克服現(xiàn)有技術(shù)的局限。

李璐等[37]將Aspen Plus模擬相平衡應(yīng)用于靜電紡絲技術(shù)，通過(guò)溶劑和超臨界流體相平衡的模擬，得到了有機(jī)溶劑在高壓二氧化碳中的臨界壓力和臨界溫度，解釋了為什么在高壓二氧化碳中有多孔或中空纖維存在，而在高壓氮?dú)庵胁淮嬖诘脑颉?/p>

超臨界流體相行為的研究，為實(shí)驗(yàn)研究提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。由以上實(shí)例表明，利用Aspen Plus模擬超臨界流體相行為可使實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷化。根據(jù)模擬所得的相態(tài)分布，可以更直觀準(zhǔn)確地確定實(shí)驗(yàn)方案。

2.3 Aspen Plus模擬在工程化設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用

在工程化設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分利用Aspen的強(qiáng)大分析研究功能，在穩(wěn)態(tài)模擬的基礎(chǔ)上有選擇性地開(kāi)展動(dòng)態(tài)研究，從而達(dá)到逐步完善流程的工藝控制策略和方案的目標(biāo)，并可有效地指導(dǎo)工藝的工程化工作。在化工生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用Aspen Plus軟件不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)，而且還可以對(duì)某設(shè)備和整套生產(chǎn)裝置的操作參數(shù)進(jìn)行模擬分析，提高生產(chǎn)裝置技術(shù)管理水平，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益[38]。

Marulanda[39]基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用 Aspen Plus模擬超臨界甲醇酯交換的方法生產(chǎn)生物柴油的工藝過(guò)程，并估算了不同實(shí)驗(yàn)條件下各工藝的潛在環(huán)境影響 （傳統(tǒng)工藝與超臨界甲醇工藝），以便確定最優(yōu)的環(huán)保節(jié)能的工藝條件。模擬結(jié)果表明，當(dāng)生物柴油的生產(chǎn)規(guī)模設(shè)定為10000t／a，這種工藝過(guò)程（連續(xù)反應(yīng)器反應(yīng)條件為溫度400℃，甲醇與甘油三酯的摩爾比為9∶1）的總能耗為573kW，比之前報(bào)道的反應(yīng)條件為溫度300℃，甲醇與甘油三酯的摩爾比為42∶1的工藝 （2407kW）能耗低，比傳統(tǒng)催化工藝 （2326kW）也低，對(duì)環(huán)境的潛在影響也最小。其工藝流程圖如圖5所示，工藝的能耗值如表1所示。

表1 工藝裝置的能量消耗[39]

Sandra等[40]也用Aspen Plus模擬了連續(xù)的超臨界甲醇醇解的工藝過(guò)程及甘油三酯轉(zhuǎn)化率對(duì)整體能耗的影響，比較了均相堿催化醇解與超臨界甲醇醇解的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了每一步工藝的能耗及缺點(diǎn)，并提出了可行的解決方案。

Morais等[41]利 用 Aspen Plus及 Life Cycle Assessment（LCA）模擬并比較了廢棄植物油生產(chǎn)生物柴油的3種設(shè)計(jì)方案：傳統(tǒng)的堿催化工藝、酸催化工藝和以丙烷為共溶劑的超臨界甲醇工藝過(guò)程。研究表明超臨界甲醇工藝是最環(huán)保可行的方案。這種工藝蒸汽消耗量較少，對(duì)環(huán)境的潛在影響小。其中3種工藝的潛在環(huán)境影響評(píng)估如圖6所示。

清華大學(xué)鄭傳彬[42]利用Aspen軟件對(duì)固定化脂肪酶催化油脂甲醇解制備生物柴油進(jìn)行全過(guò)程的模擬，對(duì)建立的工藝過(guò)程進(jìn)行比較分析，系統(tǒng)地考察過(guò)程中重要的步驟和設(shè)備，通過(guò)模擬結(jié)果選出工藝過(guò)程優(yōu)選結(jié)果；并利用模擬得到過(guò)程的物料衡算、能量衡算，研究整個(gè)過(guò)程的設(shè)備能耗、原料成本，得出優(yōu)化后的設(shè)備操作條件；分析比較固定化酶催化法與化學(xué)催化法和超臨界法的成本，探討固定化酶法的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)。

Chang等[43]針對(duì)超臨界汽油中低溫煤焦油加氫裂解工業(yè)化工藝，基于中試試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用Aspen Plus模擬了煤焦油在超臨界溶劑中的加氫過(guò)程，獲得了整個(gè)工藝運(yùn)行的基本參數(shù)。模擬結(jié)果表明：模型預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值基本一致，表明該模型能較好地反映超臨界汽油中低溫煤焦油加氫裂解工藝過(guò)程。此外還利用該模型對(duì)年處理15萬(wàn)噸的超臨界汽油中煤焦油加氫裂解工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了工藝的基本參數(shù)和能耗，為超臨界汽油中低溫煤焦油加氫裂解工藝工業(yè)化提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

綜上所述，利用Aspen Plus可以快速地模擬超臨界流體技術(shù)的工藝流程，通過(guò)對(duì)所有的工藝路線的比較，獲得最優(yōu)的工藝參數(shù)及工藝路線，優(yōu)化指導(dǎo)了工程化設(shè)計(jì)。

2.4 Aspen Plus模擬在工程物料和能量衡算中的應(yīng)用

超臨界反應(yīng)是在高溫、高壓的條件下進(jìn)行，在反應(yīng)過(guò)程中需要消耗大量的能量，所需要的反應(yīng)物、處理復(fù)雜物系時(shí)所需要的特殊反應(yīng)器等都會(huì)使成本增大，因此，如何降低運(yùn)行成本、有效地利用反應(yīng)放出的熱量是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化必須解決的問(wèn)題。其中對(duì)于超臨界水氧化反應(yīng) （SCWO）來(lái)說(shuō)，高溫、高壓反應(yīng)條件所導(dǎo)致的高操作費(fèi)用是當(dāng)前阻礙其工業(yè)化發(fā)展的瓶頸問(wèn)題之一[44-46]。而SCWO是放熱反應(yīng)，在一定的條件下，反應(yīng)放出來(lái)的熱量可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的熱平衡，從而實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的能量自補(bǔ)償。所以建立SCWO工藝流程模型，應(yīng)用Aspen Plus軟件對(duì)SCWO反應(yīng)熱進(jìn)行理論分析和計(jì)算，探索一種合理利用該反應(yīng)熱的途徑，可以為降低SCWO工藝的操作費(fèi)用、推動(dòng)其工業(yè)化發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

詹世平等[47]基于超臨界熱力學(xué)條件，應(yīng)用Aspen Plus模擬軟件建立模型對(duì)超臨界水氧化過(guò)程進(jìn)行模擬，采用布雷頓封閉循環(huán) （CBC）系統(tǒng)（如圖7所示），力求實(shí)現(xiàn)能量的自補(bǔ)償過(guò)程。計(jì)算結(jié)果表明：SCWO能量自補(bǔ)償過(guò)程損失的能量要遠(yuǎn)小于產(chǎn)生的能量 （QR-QH＞p），超臨界水氧化CBC系統(tǒng)的能量自補(bǔ)償過(guò)程是可以實(shí)現(xiàn)的。詹世平等[48]從超臨界水氧化反應(yīng)熱和能量消耗平衡出發(fā)，分析實(shí)現(xiàn)能量自補(bǔ)償式超臨界水氧化過(guò)程的條件，又應(yīng)用有機(jī)朗肯循環(huán) （如圖8所示）對(duì)該反應(yīng)熱進(jìn)行深度回收，以探索降低其操作費(fèi)用的途徑。

Cocero等[49]研究了用超臨界水氧化方法（SCWO）處理PET生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的廢水的可行性，并用Aspen模擬了工藝放大。結(jié)果表明，SCWO用于處理PET生產(chǎn)過(guò)程中的廢水是一個(gè)極佳的方法，Aspen模擬表明采用能量集成工藝，反應(yīng)過(guò)程所需的能量可以在生產(chǎn)過(guò)程中得到補(bǔ)償。此外，Cocero等[50]還用Aspen Plus模擬廢水中正己烷和乙酸的SCWO過(guò)程，根據(jù)廢水中C、H、O的含量提出了一個(gè)計(jì)算反應(yīng)熱的經(jīng)驗(yàn)公式，通過(guò)熱量計(jì)算和流程優(yōu)化氧化過(guò)程中釋放的能量，實(shí)現(xiàn)了熱量的綜合利用。Lavric等[53]利用該軟件也對(duì)SCWO處理工業(yè)廢水工藝過(guò)程做了類似的模擬，討論了模擬流程所需的合適模型及動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，根據(jù)熱量守恒，模擬了該流程中能量的熱集成狀況。

Aspen Plus應(yīng)用于工程物料和能量的衡算，對(duì)于工藝的節(jié)能環(huán)保起到了重要的作用。尤其是對(duì)于SCWO處理工業(yè)廢水過(guò)程，既可以解決工業(yè)廢水的整治問(wèn)題，又可以充分利用廢水中有機(jī)物氧化過(guò)程釋放的能量，實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的能量自補(bǔ)償，達(dá)到節(jié)能的目的，節(jié)省了工藝的操作費(fèi)用。

3 結(jié) 語(yǔ)

Aspen Plus是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的過(guò)程模擬軟件。它附帶了完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，幾乎內(nèi)建了所有化工過(guò)程所涉及的原理公式；囊括了所有需要在化工手冊(cè)上查找的數(shù)據(jù)；擁有強(qiáng)大的分析工具。因此，可以簡(jiǎn)捷地計(jì)算出工藝復(fù)雜的流程。將Aspen Plus軟件應(yīng)用于超臨界流體技術(shù)，在科研開(kāi)發(fā)上可以解決超臨界流體技術(shù)在工業(yè)過(guò)程設(shè)計(jì)及優(yōu)化所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及理論模型極度匾乏等基礎(chǔ)問(wèn)題，可以減少中試層次及實(shí)驗(yàn)次數(shù)，縮短工業(yè)化周期；在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用該軟件可以快速篩選出流程方案，分析比較各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，迅速確定物料及能量衡算；在生產(chǎn)中使用它可為設(shè)備維護(hù)及操作參數(shù)調(diào)整提供理論依據(jù)，同時(shí)在模擬結(jié)果的理論指導(dǎo)下優(yōu)化工藝參數(shù)，并指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，減少了憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整參數(shù)帶來(lái)的操作波動(dòng)?？傊?，Aspen Plus在超臨界流體技術(shù)中的應(yīng)用將大大提高傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)效率，降低研發(fā)成本，將理論與實(shí)際相結(jié)合，促進(jìn)超臨界流體技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)展。

但是，Aspen Plus的計(jì)算模型是 “黑箱”的，因此當(dāng)應(yīng)用Aspen Plus求解問(wèn)題時(shí)，可以不必關(guān)心過(guò)程的機(jī)理模型，便可以求解問(wèn)題，而對(duì)于想有更深研究的人，卻無(wú)從知道過(guò)程的機(jī)理，這也是Aspen Plus的缺點(diǎn)。對(duì)此可以嘗試尋求與其他軟件相結(jié)合來(lái)解決這個(gè)弱點(diǎn)。這也需要各學(xué)科的科研工作者們共同努力，將Aspen Plus軟件的優(yōu)勢(shì)最大限度地發(fā)揮出來(lái)并且合理地應(yīng)用到超臨界萃取、反應(yīng)等復(fù)雜體系模擬中去。

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