計算機輔助化工設(shè)計案例分析

第1章Aspen Plus運用分析1

1.1關(guān)于Aspen Plus軟件的單元操作模型1

1.2關(guān)于Aspen Plus軟件的工具3

1.2.1Design Spec3

1.2.2Optimization3

1.2.3Sensitivity3

1.2.4Case Study3

1.3關(guān)于Aspen Plus軟件的界面及其操作4

1.3.1基本操作過程4

1.3.2模擬文件的類型8

1.3.3設(shè)計規(guī)定工具的操作過程8

1.3.4計算器工具的操作過程9

1.3.5靈敏度分析工具的操作過程10

1.3.6優(yōu)化工具的操作過程10

1.3.7工況分析工具的操作過程10

1.4關(guān)于計算方法11

1.4.1物性方法11

1.4.2收斂算法12

1.4.3過程模擬的解法12



第2章Aspen物性數(shù)據(jù)估算案例分析14

2.1關(guān)于物性數(shù)據(jù)計算15

2.2關(guān)于相平衡數(shù)據(jù)15

2.3案例分析16



第3章Aspen Plus單元操作計算案例分析22

3.1關(guān)于精餾塔22

3.2精餾塔相關(guān)案例分析26

3.3關(guān)于反應(yīng)器43

3.4反應(yīng)器相關(guān)案例分析46

3.5關(guān)于泵送裝置47

3.6泵送裝置相關(guān)案例分析48

3.7關(guān)于混合器49

3.8關(guān)于液液分相器49

3.9關(guān)于閃蒸裝置50

3.10閃蒸裝置相關(guān)案例分析50

3.11關(guān)于列管式換熱器54

3.12列管式換熱器相關(guān)案例分析55



第4章Aspen Plus流程模擬案例分析59

4.1Aspen Plus軟件建立的典型流程59

4.1.1多級逆流萃取59

4.1.2萃取精餾分離甲基環(huán)己烷和甲苯60

4.1.3二氧化碳捕集60

4.1.4二氯二氫硅反歧化60

4.2案例分析61

4.3流程模擬用于估算溶解度81

4.3.1Mixer RGibbs的方法81

4.3.2Mixer Heater的方法82



第5章管道儀表流程圖的繪制84

5.1設(shè)備的表示方法85

5.2管道的表示方法88

5.2.1調(diào)節(jié)閥的管道等級分界89

5.2.2安全閥的管道等級分界89

5.3閥門、管件和管道附件的表示方法90

5.4儀表控制系統(tǒng)及分析取樣點的表示方法91

5.4.1監(jiān)控儀表的圖形符號92

5.4.2檢測點和儀表連接線的圖形符號93

5.4.3執(zhí)行器的圖形符號93

5.4.4儀表的功能標(biāo)志94

5.4.5儀表位號的表示方法94

5.4.6儀表控制點的表示方法95

5.4.7分析取樣點的表示方法95

5.5設(shè)備的標(biāo)注95

5.6管道的標(biāo)注96

5.7特殊管件和特殊閥門的標(biāo)注98

5.8尺寸標(biāo)注99

5.9基于AutoCAD的管道儀表流程圖的繪制99

5.9.1圖紙要求99

5.9.2繪圖過程100

5.9.3圖層和線型的定義101

5.9.4文字的定義102

5.9.5圖形單位的設(shè)置103

5.9.6反復(fù)使用、參數(shù)值變化的圖形的繪制103

5.9.7標(biāo)題欄的繪制過程106

5.9.8基于VBA的流程圖形、設(shè)備一覽表自動生成107



第6章基于軟件的化工工藝流程危險與可操作性分析110

6.1危害事件發(fā)生的可能性評價112

6.2危害及影響后果的嚴重性評價113

6.3風(fēng)險矩陣113

6.4風(fēng)險等級114

6.5分析記錄表的建立過程114

6.6軟件分析前的說明117

6.7項目準備119

6.8節(jié)點劃分128

6.9開始分析129

6.10輸出項目分析報告130



第7章過程工廠三維模型設(shè)計軟件分析131

7.1關(guān)于SP 3D軟件132

7.1.1與SmartPlant系列軟件的數(shù)據(jù)集成132

7.1.2過濾器134

7.1.3工作空間結(jié)構(gòu)瀏覽器135

7.1.4碰撞檢查135

7.1.5模塊化設(shè)計135

7.1.6關(guān)于設(shè)備模型137

7.2關(guān)于PDMS軟件138

7.3關(guān)于二次開發(fā)138



第8章基于CADWorx的設(shè)備和鋼結(jié)構(gòu)的三維建模141

8.1運行CADWorx Equipment的方式141

8.1.1直接運行的方式141

8.1.2第二種方法是間接運行141

8.1.3兩種啟動方式的對比142

8.2設(shè)備三維建模的思想143

8.3泵類設(shè)備的建模143

8.4塔類設(shè)備的建模146

8.5臥式換熱器的建模148

8.6基于CADWorx Plant Steel的鋼結(jié)構(gòu)建模151

8.6.1框架的創(chuàng)建151

8.6.2編輯鋼結(jié)構(gòu)細節(jié)153

8.6.3添加平板153

8.6.4添加底板154

8.6.5添加樓梯154

8.6.6生成欄桿154



第9章基于CADWorx Plant的裝置布置156

9.1裝置布置的一般要求156

9.2布置條件157

9.3塔設(shè)備的布置157

9.3.1塔設(shè)備的布置原則及要求157

9.3.2塔設(shè)備的布置158

9.4泵的布置159

9.4.1泵的布置原則及要求159

9.4.2泵的布置159

9.5分離器的布置160

9.5.1臥式容器的布置原則及要求160

9.5.2氣液分離器和碘分離器的布置160

9.6換熱器的布置161

9.6.1換熱器的布置原則及要求161

9.6.2換熱器的布置161

9.7鋼結(jié)構(gòu)的布置162

9.8在使用CADWorx Plant進行管道布置之前的設(shè)置164

9.8.1當(dāng)前圖紙設(shè)置165

9.8.2配置設(shè)置165

9.8.3等級/尺寸設(shè)置165

9.8.4管道設(shè)計規(guī)則165

9.8.5管線號的設(shè)置167

9.9離心泵的進出口附近的管件和閥門的布置過程167

9.10設(shè)備布置小結(jié)169



第10章CADWorx軟件應(yīng)用案例分析170

10.1關(guān)于CADWorx的組件170

10.2關(guān)于元件庫和等級庫170

10.3關(guān)于軟件操作前的準備171

10.4關(guān)于三維建模172

10.5關(guān)于設(shè)計成果的輸出173

10.6關(guān)于與CEASAR的數(shù)據(jù)庫共享178



第11章PDMS軟件應(yīng)用案例分析179

11.1關(guān)于工程項目的建立181

11.2關(guān)于PDMS數(shù)據(jù)庫的建立181

11.3關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次與命名183

11.4關(guān)于管道布置185

11.5關(guān)于暖通空調(diào)194

11.6關(guān)于照明199

11.7關(guān)于成套裝置三維設(shè)計201

11.8關(guān)于設(shè)計校核209

11.9關(guān)于設(shè)計文件的生成209



第12章SmartPlant P&ID軟件應(yīng)用分析211

12.1軟件的模塊211

12.2繪圖過程214

12.3生成報表216

12.4關(guān)于SmartPlant P&ID軟件的二次開發(fā)218



第13章SmartPlant 3D軟件應(yīng)用案例分析224

13.1關(guān)于軸線設(shè)置225

13.2關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計226

13.3關(guān)于設(shè)備的創(chuàng)建226

13.4關(guān)于管道模型的建立230

13.5關(guān)于管道平面布置圖的生成及軸測圖的抽取235

13.6關(guān)于材料統(tǒng)計237

13.7關(guān)于電纜敷設(shè)240

13.7.1數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入240

13.7.2電纜批量建模241

13.7.3電纜敷設(shè)241

13.7.4電纜敷設(shè)效果242

13.8關(guān)于電纜橋架設(shè)計243

13.8.1建立橋架數(shù)據(jù)庫243

13.8.2橋架設(shè)計244

13.8.3碰撞檢查244

13.8.4橋架材料統(tǒng)計245

13.9關(guān)于二次開發(fā)插件246

13.9.1多功能搜索插件246

13.9.2命令工具集247

13.9.3自動備份工具248



第14章基于CAESAR Ⅱ軟件的管道設(shè)計優(yōu)化249

14.1軟件的輸入輸出249

14.2被計算的管道251

14.3單位設(shè)置251

14.4具體運算過程257

14.5計算結(jié)果分析259

14.6輸出云圖263

14.7進一步的優(yōu)化264



第15章CAESARⅡ軟件應(yīng)用案例分析266

15.1建立模型時266

15.2分析計算時267

15.3輸出結(jié)果及安全評定時268

15.4關(guān)于大口徑、厚壁管271

15.5關(guān)于土壤約束272

15.6關(guān)于地震載荷275

15.7關(guān)于彈簧支吊架277

15.8關(guān)于π型彎優(yōu)化280

15.9關(guān)于管道柔性282



附圖286

附圖1化工工藝方案流程圖的圖例286

附圖2反應(yīng)工段的方案流程圖288

附圖3精餾及脫碘工段方案流程圖290

附圖4吸收工段的方案流程圖292

附圖5化工工藝管道儀表流程圖的圖例294

附圖6反應(yīng)工段的管道儀表流程圖296

附圖7精餾及脫碘工段的管道儀表流程圖(1)298

附圖8精餾及脫碘工段的管道儀表流程圖(2)300

附圖9吸收工段的管道儀表流程圖302



參考文獻304