第5章 Hysys模拟换热过程

轻烃蒸汽转化制氢HYSYS软件全流程模拟张兴;袁飞【摘要】Hydrogen production technology of light hydrocarbon steam reforming as a mature technology is widely used at home and abroad. In this paper, the whole process of 20000 m3/h natural gas steam reforming hydrogen production unit in Yulin refinery was simulated using HYSYS software, the modeling process and method of the process flow were introduced in detail, the simulated raw materials were extended to light hydrocarbon mixtures as the refinery byproduct through optimizing the whole process simulation based on the actual parameters, so that the process simulation can be universally used in light hydrocarbon steam reforming process, and the reliable dynamic data for hydrogen production technology of light hydrocarbon steam reforming can be provided in starting and production stages.%轻烃蒸汽转化制氢作为目前国内外比较成熟的制氢技术之一使用很广泛,通过HYSYS软件对榆林炼油厂20000 m3/h天然气蒸汽转化制氢进行全流程模拟,详细介绍了装置各工序流程模拟过程中模块的建立过程及方法,并结合现场实际参数对全流程模拟进行优化设置,将全流程模拟的原料适用范围扩展至炼厂副产的轻烃类混合物,使得此流程模拟计算在以轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的设计过程中通用,并对使用轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的生产装置在开工和生产阶段提供可靠的动态参考数据.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)003【总页数】4页(P546-549)【关键词】烃类蒸汽转化;制氢;HYSYS模拟【作者】张兴;袁飞【作者单位】北京石油化工工程有限公司西安分公司, 陕西西安 710075;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳 110167【正文语种】中文【中图分类】TQ201以轻烃为原料制取工业氢，国内外均采用轻烃蒸汽转化工艺技术路线。

HYSYS对空分流程的模拟计算摘要：流程模拟软件的功效在于依托精确的模型、科学的计算方法对单元和系统进行计算和高效的优化设计。

在已经开发成功的模拟软件中，HYSYS软件是比较先进的，在对空分工艺流程的模拟中更展现了它的优势。

本文将概括介绍HYSYS软件的功能和对空分工艺流程的模拟计算方法。

关键词：HYSYS；流程模拟；空分流程1．软件功能简介HYSYS是一款功能强大的工艺模拟软件包，该软件的运行界面友好，能够建立准确的空分模型，使用严格科学的计算方法，进行空分单元设备和全过程的模拟计算，用以对现有的空分装置的优化操作和进行新建、改造装置的优化设计。

该软件拥有强大的物性数据库，,具有灵活且便于计算的单元操作模块；提供友好的图形化界面。

在整个HYSYS模拟流程中，除了可以处理物流外，还可以给模块设定功流和热流，既可以模拟质量平衡也可以确保整个系统的能量平衡。

并且通过物性分析，可以获得物流组分、温度、压力及热负荷参数，从而预测所选模型、物流类型、物性方法的正确性。

由于其方便的模块化流程和用户端的良好控制，HYSYS软件尤其适合对全系统的综合模拟、计算和分析；较为简单地即可完成流程的改变和模型变更，为系统提高总效率和经济性的优化改良提供了高效的途径。

2． HYSYS 结构、界面及基本设置（1）模拟基础管理器打开HYSYS软件，新建模拟工况，进入模拟基础管理器界面。

模拟基础管理器是在模拟中创建和操纵多个流体包或组分列表的属性窗口。

模拟基础管理器的开放式表页可以创建独立的组分列表，能与工况中的单个流体包相联结。

基础管理器的第一个表页用于管理工况中的组分列表。

有几个按钮如下：5. 当所有摩尔分数都输完后点击OK按钮，关闭物流属性窗口。

1．HYSYS 模拟计算完成以上设置后，点击ENTER SIMNLATION ENVIROMNENT进入流程模拟界面。

（1）压缩机、膨胀机、泵以及冷却器从单元面板点击添加压缩机、膨胀机以及泵组件单元到界面，输入进出口物流和能量流名称，根据实际的流程配置，在PARAMETERS参数各栏中，输入设备的效率值和已知的一些进出口物流状态参数值。

HYSYS入门中文培训（启动模拟教材）启动模拟教程工况介绍启动模拟模块介绍创建HYSYS模拟所必需的一些基本概念。

在本工作间中定义3个气体物流，他们将用作气体加工厂的进料。

另外，要在此学习怎样通过使用相图和属性表公用工具确定物流的属性。

学习目的●HYSYS 结构和界面●定义流体包(物性包, 组分, 虚拟组分)●修改/自定义单位集●添加物流●理解闪蒸计算●使用物流公用工具 (相图, 属性表)●自定义工作薄模拟基础管理器HYSYS的流体包包含执行闪蒸和物性计算必需的所有信息。

这种方式把所有信息（物性包、组分、虚拟组分、交互作用参数、反应、列表数据等等）都定义在一个完整的环境里。

这种方法有4个突出优点：●所有相关的信息定义在一起，易于信息的创建和修改●流体包可以存储，作为完整定义的课题用于任何模拟●组分列表可以从流体包中单独提出来存储，作为完整定义的课题用于任何模拟●同一个模拟中可以使用多个流体包，但是它们都需在共同的基础管理器中定义模拟基础管理器是在模拟中创建和操纵多个流体包或组分列表的属性窗口。

模拟基础管理器的开放式表页可以创建独立的组分列表，能与工况中的单个流体包相联结。

基础管理器的第一个表页用于管理工况中的组分列表。

有几个按钮如下：图1：按钮标识意义View 访问所选组分列表的属性窗口。

Add 创建组分列表。

注：组分列表可以经由流体包性质窗口添加。

Delete 从模拟中删除所选组分列表。

Copy 拷贝所选组分列表。

Import 从磁盘中导入预先定义的组分列表。

组分列表的扩展名为（.cml）Export 把所选组分列表导出到磁盘中。

所导出的组分列表可以通过导入功能用在另外的工况中。

可以通过使用热键Ctrl B从模拟的任何地方重新进入模拟基础管理器，或通过点击工具栏的基础环境图标进入。

（注：基础环境图标。

）在当前流体包组别中有几个按钮：图2：按钮标识意义View 只是激活工况中存在的流体包，浏览所选流体包的属性窗口。

轻烃蒸汽转化制氢HYSYS软件全流程模拟作者：张兴袁飞来源：《当代化工》2017年第03期摘要：轻烃蒸汽转化制氢作为目前国内外比较成熟的制氢技术之一使用很广泛，通过HYSYS软件对榆林炼油厂20 000 m3/h天然气蒸汽转化制氢进行全流程模拟，详细介绍了装置各工序流程模拟过程中模块的建立过程及方法，并结合现场实际参数对全流程模拟进行优化设置，将全流程模拟的原料适用范围扩展至炼厂副产的轻烃类混合物，使得此流程模拟计算在以轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的设计过程中通用，并对使用轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的生产装置在开工和生产阶段提供可靠的動态参考数据。

关键词：烃类蒸汽转化；制氢； HYSYS模拟中图分类号：TQ 201 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2017）03-0546-04Abstract： Hydrogen production technology of light hydrocarbon steam reforming as a mature technology is widely used at home and abroad. In this paper， the whole process of 20 000 m3/h natural gas steam reforming hydrogen production unit in Yulin refinery was simulated using HYSYS software， the modeling process and method of the process flow were introduced in detail， the simulated raw materials were extended to light hydrocarbon mixtures as the refinery byproduct through optimizing the whole process simulation based on the actual parameters， so that the process simulation can be universally used in light hydrocarbon steam reforming process， and the reliable dynamic data for hydrogen production technology of light hydrocarbon steam reforming can be provided in starting and production stages.Key words： Hydrocarbon steam reforming； Hydrogen production； HYSYS software simulation以轻烃为原料制取工业氢，国内外均采用轻烃蒸汽转化工艺技术路线。

轻烃蒸汽转化制氢HYSYS软件全流程模拟张兴;袁飞【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)003【摘要】Hydrogen production technology of light hydrocarbon steam reforming as a mature technology is widely used at home and abroad. In this paper, the whole process of 20000 m3/h natural gas steam reforming hydrogen production unit in Yulin refinery was simulated using HYSYS software, the modeling process and method of the process flow were introduced in detail, the simulated raw materials were extended to light hydrocarbon mixtures as the refinery byproduct through optimizing the whole process simulation based on the actual parameters, so that the process simulation can be universally used in light hydrocarbon steam reforming process, and the reliable dynamic data for hydrogen production technology of light hydrocarbon steam reforming can be provided in starting and production stages.%轻烃蒸汽转化制氢作为目前国内外比较成熟的制氢技术之一使用很广泛,通过HYSYS软件对榆林炼油厂20000 m3/h天然气蒸汽转化制氢进行全流程模拟,详细介绍了装置各工序流程模拟过程中模块的建立过程及方法,并结合现场实际参数对全流程模拟进行优化设置,将全流程模拟的原料适用范围扩展至炼厂副产的轻烃类混合物,使得此流程模拟计算在以轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的设计过程中通用,并对使用轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的生产装置在开工和生产阶段提供可靠的动态参考数据.【总页数】4页(P546-549)【作者】张兴;袁飞【作者单位】北京石油化工工程有限公司西安分公司, 陕西西安 710075;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳 110167【正文语种】中文【中图分类】TQ201【相关文献】1.基于Hysys的LN G轻烃分离流程模拟及参数优化 [J], 何友祥;王晓丹;聂子豪;张永虎;王聚才2.大型天然气蒸汽转化制氢工艺全流程模拟及优化 [J], 谢东升3.带换热预转化的高效轻烃蒸汽转化制氢工艺 [J], 王良辉; 刘卫东; 徐为民4.基于HYSYS流程模拟软件的制氢装置节能方向研究 [J], 方华龙5.基于HYSYS的轻烃分离工艺流程模拟及性能分析 [J], 李宏武;高继峰;耿直;金光彬;梁莉;孙冲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

HYSYS简单使用HYSYS是由美国AspenTech公司研发的一款流程模拟软件，广泛应用于化工、石油、天然气等工业领域。

它提供了强大的流程模拟和优化功能，可用于模拟和优化各种工业过程，如化工反应、分离、换热等过程。

本文将介绍HYSYS的简单使用方法，以帮助初学者快速上手。

首先，打开HYSYS软件，会看到一个空白的模拟图。

在模拟图中，可以添加各种组件，如反应器、分离塔、换热器等，然后将它们连接起来，形成一个完整的工艺流程。

接下来，我们将介绍如何创建一个简单的分离流程，以帮助读者了解HYSYS的基本操作。

1. 添加组件：首先，在模拟图中右键单击空白区域，选择“Add”->“Unit Operations”->“Distillation”添加一个分馏塔。

然后再次右键单击空白区域，选择“Add”->“Streams”->“Material Streams”添加两个物料流，分别表示进料和出料。

2.连接组件：将进料流连接到分馏塔的进料口，将出料流连接到分馏塔的出料口。

连接的方法是将鼠标指针放在相应的组件上，按住鼠标左键，然后将其拖动到另一个组件上释放鼠标左键。

3. 设置组件参数：双击分馏塔组件，弹出一个属性对话框，在“Configuration”选项卡中可以设置分馏塔的参数，如塔板数、馏分个数等。

在“Feed”选项卡中设置进料的组成和流量。

在“Products”选项卡中设置出料的组成和流量。

4. 运行模拟：设置完组件参数后，点击模拟图上方的“Run”按钮，HYSYS会开始计算出料的组成和流量，同时显示流程的热力学性质，如温度、压力等。

5. 查看结果：在模拟图上方的“Results”中可以查看计算结果，如各组件的性能指标、流程的热力学性质等。

可以通过这些结果对流程进行分析和优化。

通过以上步骤，我们完成了一个简单的分离流程模拟。

当然，HYSYS 还有许多其他功能和高级操作，如多工艺集成、优化设计等，需要进一步学习和实践。

启动模拟工况介绍启动模拟模块介绍创建HYSYS模拟所必需的一些基本概念。

在本工作间中定义3个气体物流，他们将用作气体加工厂的进料。

另外，要在此学习怎样通过使用相图和属性表公用工具确定物流的属性。

学习目的●HYSYS 结构和界面●定义流体包(物性包, 组分, 虚拟组分)●修改/自定义单位集●添加物流●理解闪蒸计算●使用物流公用工具 (相图, 属性表)●自定义工作薄模拟基础管理器HYSYS的流体包包含执行闪蒸和物性计算必需的所有信息。

这种方式把所有信息（物性包、组分、虚拟组分、交互作用参数、反应、列表数据等等）都定义在一个完整的环境里。

这种方法有4个突出优点：●所有相关的信息定义在一起，易于信息的创建和修改●流体包可以存储，作为完整定义的课题用于任何模拟●组分列表可以从流体包中单独提出来存储，作为完整定义的课题用于任何模拟●同一个模拟中可以使用多个流体包，但是它们都需在共同的基础管理器中定义模拟基础管理器是在模拟中创建和操纵多个流体包或组分列表的属性窗口。

模拟基础管理器的开放式表页可以创建独立的组分列表，能与工况中的单个流体包相联结。

基础管理器的第一个表页用于管理工况中的组分列表。

有几个按钮如下：中国石油大庆仿真培训基地 1图1：按钮标识意义View 访问所选组分列表的属性窗口。

Add 创建组分列表。

注：组分列表可以经由流体包性质窗口添加。

Delete 从模拟中删除所选组分列表。

Copy 拷贝所选组分列表。

Import 从磁盘中导入预先定义的组分列表。

组分列表的扩展名为（.cml）Export 把所选组分列表导出到磁盘中。

所导出的组分列表可以通过导入功能用在另外的工况中。

可以通过使用热键Ctrl B从模拟的任何地方重新进入模拟基础管理器，或通过点击工具栏的基础环境图标进入。

（注：基础环境图标。

）在当前流体包组别中有几个按钮：马后炮网共享论坛 2图2：按钮标识意义View 只是激活工况中存在的流体包，浏览所选流体包的属性窗口。

应用与指导243第五章化学应用下面是丙二醇生产的应用实例。

在连续搅拌槽式反应器（CSTR）中，环氧丙烷与水发生反应生产丙二醇。

反应器的出口产物注入到分馏塔中，从分馏塔底回收乙二醇。

该过程的流程图如下所示：图5.1(注：该过程的完整的模拟过程请参见HYSYS\SAMPLES目录中的TUTOR3.HSC文件)下面描述如何利用HYSYS完成该过程的模拟。

本例完整地描述出了整个模拟过程，其中包括选择物性包和组分、定义反应、安装物流和单元模块以及检验、研究最后结果。

模拟过程中将利用HYSYS的各种界面工具，从中你可以充分体验到HYSYS界面的灵活易用性。

开始工作前，应该首先阅读本手册最前面的部分：第一章－HYSYS应用实例（HYSYS Tutorials）。

下面开始HYSYS模拟过程，首先创建一个新的工况。

按以下过程设置参数会话窗口：1. 打开工具菜单并选择参数设置会话窗口（Preference）。

参数会话窗口出现。

2. 目前处于模拟(Simulation)标签的选项(options)页。

通过单击检查框不选择243第五章 化学应用244 244使用模式属性窗口（Use Modal Property Views ）。

3. 用鼠标左键单击变量标签，打开单位页。

创建一个新的单位集（注：按以下步骤创建一个新的模拟过程：1、创建单位集。

2、选择柔性包。

3、选择组分。

4、规定反应。

5、创建和规定进料物流。

6、安装并定义混合器和反应器。

7、安装并规定精馏塔。

）开始创建模拟的第一步是选择单位集。

HYSYS 不允许改变三个缺省的单位集。

然而通过复制现有的三个单位集，可以创建一个新的单位集。

比如说，基于现有的Field 单位集，可以创建并定制新的单位集：1. 在已有的单位集列表中，单击Field 单位集，使其处于激活状态。

此时应注意液相体积流率的缺省单位是桶/天；本例中，我们将把流率的单位改为USGPM 。

图5.22. 单击复制单位集按钮。