PROII流程模拟应用实例
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将PROII模拟数据传递到HTFS的方法PROII流程模拟软件提供了几个子程序,可以将其工艺物流和换热器模拟计算结果传递到HTRI 和HTFS软件,直接生成这些软件的输入文件,用户无需再输入工艺参数。
现以PROII7.0向HTFS传递数据为例,略加说明(PROII7.0用户目录中的例子a1.prz)1.首先在PROII7.0中完成目标换热器的模拟,如下图所示,2.假如要将上图中第一个换热器HX1的冷热流数据导入HTFS中,这里需要用到HeatingCurves模块。
在PROII文件中加入两个Heating Curves(分别对应冷流和热流)。
3.在Heating Curves中输入数据,HC1中选择物流1,HC2中选择物流22。
(目前暂不支持整个换热器Heating Curves的输出,并且一个HC只能对应一股物流)。
4. 选择Enter Data,在First Specification中选择Enthalpy Change (Adiabatic),在SecondSpecification中选择Temperature and Pressure Ranges。
然后再Specification Data中输入希望得到数据的压力点和温度范围。
(Starting Pressure和Ending Pressure必须输入相同值)5、在上图中选中Report Component K-values。
可以在Number of Evaluation Points:中输入需要的温度数据点数,默认为11点。
在Report Additional Stream Properties中选中全部。
6.保存文件,运行模拟,产生报告(必须),然后另存为PR1文件,为方便下一步运行,文件名可以相对简单。
然后关闭文件。
7.打开PROII-HTFS interface。
在其中输入命令:X:\~~\~~ \h,(文件所在目录及PR1文件名),回车。
脱轻塔模拟shortcut
运行结果
可以看出最小回流比为5.58,最小理论板数75
因为利旧塔板数为106,塔板效率按70%算,操作塔板数为74.2,塔板数不满足,更改分离要求,塔顶正己烷含量提高至6%。
运行结果如图
由图可知,综合考虑塔板数和回流比,选择理论板数74,进料位置22.49,回流比选择最小回流比的两倍8.84。
塔顶关键组分3MP塔底关键组分HEXANE 计算两纯组分在0.04MPag下的泡点(露点温度)分别为74和79℃,又两者在45摄氏度下均为液体,说明塔顶压力设置在0.04MPag是可行的。
塔板压降和塔顶压力主要看塔顶和塔顶的温度。
通过不断更改塔顶压力和塔板压降达到所需温度。
塔底再沸器设计因为塔底气相返回设置为20%,塔底物流经过再沸器的温度变化不大,故再沸器设计时选用固定再沸器热负荷的模式。
PRO/II对液化气分馏装置丙烯精馏塔的模拟与优化摘要:利用PRO/II流程模拟软件,对液化气分离装置的丙烯精馏塔进行模拟计算。
利用灵敏度分析工具,对塔压,回流比,全塔热负荷等重要参数进行优化设计。
通过改变蒸馏塔进料位置和原料的进料状态,进行优化优化计算和经济效益比较,得到操作费用最低的进料位置和进料状态。
关键字:PRO/II;丙烯精馏塔;模拟优化Simulation and Optimization of the Operation of Liquefied Petroleum Gas Separation Unit of C3-spliter with PRO/II SoftwareAbstract: Using PRO/II process simulation software, the LPG separation unit of C3-spliter to simulate calculation of the column. Using sensitivity analysis tool, tower pressure, reflux ratio and the duty and other important parameters tower optimized design. By changing the distillation tower feeding position and raw materials incoming state, optimization calculation and economic efficiency comparison, get the feed of the lowest operation cost position and incoming state.Key Word: PRO/II;C3-spliter;Simulation and Optimization液化气作为燃料利用的途径被管道天然气取代是一种趋势。
3.7 过程系统模拟的应用实例化工流程模拟软件的种类虽然较多,但针对化工过程模拟的基本思想和方法却相通。
Aspen Plus应用非常广泛,下面我们以乙苯生产过程乙苯精馏塔生产实例为例介绍Aspen Plus稳态模拟的基本方法和基本思想。
某干气制乙苯装置中,干气中的乙烯与苯催化反应生成乙苯,反应产物中同时包括反应副产品丙苯、二乙苯、多乙苯和没有反应完全的苯。
反应物经过苯塔分离脱除苯后进入乙苯塔、丙苯塔获得乙苯、丙苯产品。
已知进入乙苯塔物料含苯0.2%(摩尔分数,下同)、乙苯77%、丙苯10%、二乙苯12.8%,流量8679kg/h,压力1.45MPa(绝压,下同),温度281℃。
乙苯塔为93块浮阀塔盘,进料位置为第40块塔板,操作中,塔顶压力0.52MPa,冷凝器后压力0.5MPa,塔顶温度210℃,塔底温度254℃,回流量19000kg/h,塔顶产品中乙苯含量99.5%,釜液中乙苯含量1.5%,塔顶为全凝器,塔底为热虹吸式再沸器。
生产中对乙苯产品指标有严格限制,要求乙苯产品纯度大于99.6%,同时为较小物耗要求乙苯塔釜液乙苯含量小于1%,试通过模拟分析提出改进方案。
使用Aspen Plus进行模拟的基本步骤:(1)选择模板(2)选择运行类型(3)创建一个流程(4)规定计算的全局信息(5)规定组分(6)选择物性方法(7)输入物流规定(8)输入模型规定(9)运行模拟(10)检查结果(11)灵敏度分析(12)生成报告1. 建立一个新的运行当启动Aspen Plus并建立一个新的模拟时,可以从一个空白模拟着手或者从一个模板着手,见图3-27。
模板设定了特定工业通常使用的缺省项包括测量单位、所要报告的物流组成信息和性质、物流报告格式、对游离水选项的缺省设置、性质方法、其它特定的应用缺省。
Aspen Plus 内置以下列模板:●空气分离●化学工艺●电解质●气体加工●一般工艺●湿法冶金●石油●医药●冶金●固体●特种化工对于每个模板,可以选择米制或英制作为缺省测量单位制,其它单位制也可用。
P R O I I入门手册实例教程编译版权声明PROII 软件入门用户手册由SIMSCI 公司授权,北京中油奥特科技有限公司翻译,本手册的全部内容或部分内容均受翻译版权保护,未经本公司许可,任何厂商或个人均不得以任何形式,为其商业目的对本手册的全部或部分内容擅自自制、印刷、发行。
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望关心PROII 软件的读者来电来信指导。
北京中油奥特科技有限公司北京西城六铺炕中油招待所2 号601邮编:100011电话:010-传真:010-EMAILHttp: 目录简介PRO-II 能做些什么 1通过这个手册能学到什么 1 如何运行 1 如何得到更多的帮助 2 问题描述 2 如何继续 2 第一部分分离器建立流程图(必须)定义组份(必须)定义一个热力学方法(必须)指定工艺装置和物流数据(必须)运行模拟(必须)观看运行结果使用闪蒸热键(可选)第二部分完成膨胀机操作建立流程(必须)更改物流数据(必须)指定工艺装置数据(必须)运行模拟(必须)浏览模拟结果更改模拟缺省值第三部分结果介绍改变流程图物流边界条件在PFD 图上显示物性参数将PFD 图输出到WINDOWS 剪贴板上在电子表格上生成物流报告为打印PFD 图设置页码生成图形以HTML 格式显示结果缩块图3简介PRO-II 能做些什么PRO/II 是一个在世界范围内应用广泛的工艺模拟软件,在WINDOWS95、98 以及NT上运行。
PRO/II 功能强大,它的模拟特征被世界上许多工艺工程师所熟知,结合PROVISION 窗口界面,能够很容易地建立和模拟包括精馏塔、压缩机、反应器、换热器、混合器等工艺装置在内的工艺流程。
模拟中的一些状态约定PROVISION 界面有一个独到的特点,辅助你建立工艺流程图。
按钮、图标以及某些情况下整个屏幕,都被红、绿、兰、黄、灰、黑六种颜色之一圈住。
这些颜色对使用者来说,表示不同的数据状态。
PRO/II软件应用一、PRO/II软件简介(一)软件发展简介2013年7月,法国施耐德电气(Schneider Electric)着手以33亿英镑(50.7亿美元)收购英国工程公司Invensys。
Invensys(英维斯)是一家从事生产技术与能源管理的国际化公司,专门致力于帮助各企业改善效率、提高效能及增加收益。
总部设在英国伦敦,在全球大约有4万多名雇员。
主要业务分四块:Industrial Automation控制系统Energy Controls 能源管理Appliance 设备Software 工业软件PRO/II通用性的化工稳态流程模拟软件,归类于Software工业软件中设计类,可广泛应用于各种化学化工过程的严格的质量和能量平衡计算,从油气分离到反应精馏。
PRO/II是一个历史最悠久的通用化工稳态流程模拟软件,最早起源于1967年SimSci 公司开发的世界上第一个炼油蒸馏模拟器SP05。
1973年,SimSci推出基于流程图的模拟器,1979年,又推出基于PC机的流程模拟软件Process(即PRO/II的前身),并很快成为该领域的国际标准。
自此,PRO/II 获得了长足的发展,客户遍布世界各地。
目前,最新版本为V9.2。
早期的Pro/II是Dos系统操作的,看不到流程图,一切输入、输出信息都在字符段里;随着计算机技术的发展和软件技术的进步,九十年代出现了可以直接看到流程图的Pro/II,为了有别于早期的Pro/II,刚出现图面界面的Pro/II软件被称为Pro/II with Provision 软件(Provision图形界面是建立和修改流程模拟和复杂模型的理想工具,用户可以很方便地建立某个装置甚至是整个工厂的模型,并允许以多种形式浏览数据和生成报表)。
(二)PRO/II 安装正版:插入光盘后,会自动运行Autorun.exe 安装,默认点下一步即可,安装完成后,在USB 口插入加密狗即可正常启动运行;或运行Simsci Pro/II程序后,出现注册窗口时,选择License File,然后选择光盘授权文件下的License.dat即可。
PROII与⽯油化⼯⼯艺过程模拟计算PRO/II与⽯油化⼯⼯艺过程模拟计算⼀、PRO/II简介1.1、概述PRO/II软件是美国SIMSCI公司推出的微机版本⽯油化⼯⼯艺流程模拟软件,该软件具备有丰富的物性数据库和热⼒学⽅程供⽤户描述不同状态下的流体热⼒学过程,对多种炼油、化⼯⼯艺过程具有⼴泛的适应性。
该软件不仅可以作为新设计炼油、化⼯⼯艺装置的⼯艺流程模拟软件,同时作为装置标定计算、设备核算的软件。
PRO/II软件在我国的应⽤⼗分⼴泛,其中DOS系统的V3.3、V4.02版本和WINDOWS 操作系统的V4.13 WITH PROVISIONV2.0以上版本是⽐较常⽤的。
PRO/II软件是很多炼油、化⼯等设计院进⾏⼯艺设计的⾸选⼯艺模拟软件之⼀,同时也是炼油、化⼯等⽣产单位进⾏装置标定计算、设备核算的⾸选⼯艺模拟软件之⼀。
在实际⼯作中,有很多时候会遇到解决装置“瓶径”的问题,⽽塔设备往往是需要进⾏标定或核算的重要设备之⼀,这时应⽤PRO/II软件提供的精馏、吸收、萃取等单元操作过程的严格计算⽅法进⾏单塔模拟计算或全流程模拟计算是⾮常⽅便的。
1.2、主要计算模块或计算单元简介⼆、PRO/II热⼒学⽅法的初步分析PRO/II提供多种⽤于流体的⽓液平衡常数、液液平衡常数、焓、熵、密度和其他传递性能参数等热⼒学计算⽅法,由于每种热⼒学⽅法有⼀定的适⽤范围,在应⽤PRO/II 解决具体问题时,选择合适的热⼒学⽅法是能否正确模拟⼯艺过程的关键。
以下分类讨论PRO/II提供的主要的热⼒学⽅法。
2.1、普遍化⽅法普遍化⽅法主要包括⽤于烃类物系计算的SRK⽅程、PR⽅程、BWRS⽅程、GS⽅程、IGS⽅程、BK10⽅程等,各⽅程的适⽤范围如下:2.2、液相活度系数⽅法液相活度系数⽅法主要包括⽤化⼯、⽯油化⼯物系⽓液、液液、⽓液液平衡及相关物性参数计算的NRTL(Non-Random Two Liquid)⽅程、UNIQUAC⽅程、WILSON⽅程、UNIFAC⽅程、VANLAAR⽅程、FLORY⽅程、MARGULES⽅程等,各⽅程的适⽤范围如下:2.3、专⽤数据包⽅法PRO/II专⽤数据包⽤于计算指定物系的⽓液、液液平衡及相关物性参数,主要包括GLYCOL数据包、SOUR WATER数据包、ALCOHOL数据包、AMINE数据包等,各专⽤数据包的适⽤范围如下:三、PRO/II在⽯油化⼯装置塔模拟采⽤的热⼒学⽅法⽯油化⼯装置种类繁多,以下将分类介绍PRO/II软件在部分装置塔模拟计算推荐采⽤的平衡常数的热⼒学计算⽅法和相应的数据包。
Simsci PRO/II 流程模拟程序,广泛地应用于化学过程的严格的质量和能量平衡SIMSCI公司是工业应用软件和相关服务的主要提供商。
这些软件被广泛的应用在石油、石化、工业化工以及工程和制造相关专业。
SIMSCI设计的软件产品可以降低用户的成本、提高效益、提高产品质量、增强管理决策。
PRO/II适用于:油/气加工、炼油、化工、化学、工程和建筑、聚合物、精细化工/制药等行业,主要用来模拟设计新工艺、评估改变的装置配置、改进现有装置、依据环境规则进行评估和证明、消除装置工艺瓶颈、优化和改进装置产量和效益等。
PRO/II功能及特征PROII软件自80年代进入中国后,已得到广大用户的好评,发挥出良好的效益。
特别是一些大的石化和化工设计院的应用,更能说明它的独具功能和特点。
这些单位有:北京炼油设计院BDI、石化北京工程公司BPEC、寰球院、天辰院(2000年购买)、吉化院(2000年购买)、抚顺院、乌石化院、大庆油田院、大庆天然气公司等数十家单位(近年购买)。
一、国内应用情况1.2001年5月新发行的PROIIV5.5 在功能上有很大进步,可以提供在线模拟。
2.在实用性上,PROII要比其它同类软件更具优势,主要是该软件的开发思路就是针对炼油化工行业,SIMSCI的计算模型已成为国际标准,公司拥有一批技术专家从事售后支持,可以解答用户所遇到的疑难问题,这方面要优于其它软件公司;说明书中有大量的实用例子;使用户更加容易使用软件。
这已被大院所认可。
3.PROII有标准的ODBC通道,可同换热器计算软件或其它大型计算软件相连,另外还可与WORD、EXCEL、数据库相连,计算结果可在多种方式下输出。
4.原使用ASPEN软件的单位如:BPEC、BDI、化工化一院(天辰)、环球公司等,认为PROII更具有工程实用性。
一些化工院和石化院正准备购买PROII 软件。
二、软件功能特点适用的行业:油/气加工、炼油、化工、化学、工程和建筑、聚合物、精细化工/制药模拟应用:设计新工艺、评估改变的装置配置、改进现有装置、依据环境规则进行评估和证明、消除装置工艺瓶颈、优化和改进装置产量和效益PRO/II 典型的化学工艺模型:合成氨、共沸精馏和萃取精馏、结晶、脱水工艺、无机工艺、液-液抽提、苯酚精馏、固体处理聚合物:自由基聚合、一般目的的聚合(苯乙烯)、低密度聚合(乙烯)、聚合(甲基丙烯酸甲脂)、聚合(乙烯基乙酸脂)、链增长聚合、聚酯、酰胺-尼龙6,尼龙6/6,尼龙6/12 、共聚、聚合(苯乙烯-甲基丙烯酸甲脂)、聚合(乙烯-乙烯基乙酸脂)炼油:原油预热、常压蒸馏、减压塔、FCC 主分馏塔、焦碳塔、气体装置、汽油稳定、石脑油分离和气提、反应精馏、变换和甲烷化反应器、酸水分离器、硫和HF酸烷基化、脱异丁烷塔化工:乙烯分离塔、C3 分离塔、芳烃分离塔、环己烷装置、MTBE 分离制造厂、萘转化、烯烃生产、氧化生产、丙烯氯化气体加工:胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱乙烷塔和脱甲烷塔、膨胀装置、气体脱氢、水合物生成/抑制、多级、平台操作、冷冻回路、透平膨胀机优化制药:间歇精馏、间歇反应一般化的闪蒸模型:闪蒸、阀、压缩机/膨胀机、泵、管线、混合器/分离器精馏模型:Inside/out, SURE, CHEMDIST 算法、两/三相精馏、四个处值估算器、电解质、反应精馏和间歇精馏、简捷模型、液-液抽提、填料塔的设计和核算、塔板的设计和核算、热虹吸再沸器换热器模型:管壳式、简单式和LNG换热器、区域分析、加热/冷却曲线反应器模型:转化和平衡反应、活塞流反应器、连续搅拌罐式反应器、在线FORTRAN 反应动力学、吉布斯自由能最小、变换和甲烷化反应器、沸腾釜式反应器、Profimatics 重整和加氢器模型界面、间歇反应器聚合物模型:连续搅拌釜反应器、活塞流反应器、擦膜蒸发器固体模型:结晶器/溶解器、逆流倾析器、离心分离器、旋转过滤器、干燥器、固体分离器、旋风分离器组分数据库:2000多纯组分库、以DIPPR为基础的库、固体性质、1900多组分/种类电解质库、非库组分、虚拟组分和性质化验描述、用户库、根据结构确定性质、多个化验混合、用于聚合物的Van Krevelen 方法混合物数据:用于3000多VLE二元作用在线二元参数、用于300多LLE二元作用在线二元参数、2200在线共沸混合物用于参数估算、专用数据包、酒精脱水、天然气脱水、带有三乙烯乙二醇、来自GPA (GPSW AT)的酸水包、气体和液体氨处理、硫醇PROII软件除基本包以外,还提供给用户有如下模块:界面模块* HTFS、PRO/II-HTFS Interface自动从PRO/II数据库检索物流物性数据,并用该数据创建一个HTFS 输入文件。
3.7 过程系统模拟的应用实例化工流程模拟软件的种类虽然较多,但针对化工过程模拟的基本思想和方法却相通。
Aspen Plus应用非常广泛,下面我们以乙苯生产过程乙苯精馏塔生产实例为例介绍Aspen Plus稳态模拟的基本方法和基本思想。
某干气制乙苯装置中,干气中的乙烯与苯催化反应生成乙苯,反应产物中同时包括反应副产品丙苯、二乙苯、多乙苯和没有反应完全的苯。
反应物经过苯塔分离脱除苯后进入乙苯塔、丙苯塔获得乙苯、丙苯产品。
已知进入乙苯塔物料含苯0.2%(摩尔分数,下同)、乙苯77%、丙苯10%、二乙苯12.8%,流量8679kg/h,压力1.45MPa(绝压,下同),温度281℃。
乙苯塔为93块浮阀塔盘,进料位置为第40块塔板,操作中,塔顶压力0.52MPa,冷凝器后压力0.5MPa,塔顶温度210℃,塔底温度254℃,回流量19000kg/h,塔顶产品中乙苯含量99.5%,釜液中乙苯含量1.5%,塔顶为全凝器,塔底为热虹吸式再沸器。
生产中对乙苯产品指标有严格限制,要求乙苯产品纯度大于99.6%,同时为较小物耗要求乙苯塔釜液乙苯含量小于1%,试通过模拟分析提出改进方案。
使用Aspen Plus进行模拟的基本步骤:(1)选择模板(2)选择运行类型(3)创建一个流程(4)规定计算的全局信息(5)规定组分(6)选择物性方法(7)输入物流规定(8)输入模型规定(9)运行模拟(10)检查结果(11)灵敏度分析(12)生成报告1. 建立一个新的运行当启动Aspen Plus并建立一个新的模拟时,可以从一个空白模拟着手或者从一个模板着手,见图3-27。
模板设定了特定工业通常使用的缺省项包括测量单位、所要报告的物流组成信息和性质、物流报告格式、对游离水选项的缺省设置、性质方法、其它特定的应用缺省。
Aspen Plus 内置以下列模板:●空气分离●化学工艺●电解质●气体加工●一般工艺●湿法冶金●石油●医药●冶金●固体●特种化工对于每个模板,可以选择米制或英制作为缺省测量单位制,其它单位制也可用。
由于本分离工艺物系为芳烃分离,可以选择General with Metric Units 模板作为模拟模板,见图3-27。
图3-272. 选择运行类型当建立一个新运行时,必须在New对话框上的Run Type的列表框中选择运行类型。
Flowsheet 运行类型为流程模拟计算的基本类型,见图3-27。
表3-1 Aspen Plus运行类型表运行类型说明用途Flowsheet模拟计算的基本类型。
对流程模拟包括灵敏度分析和优化,同时集成了性质常数估计、化验数据分析/虚拟组分产生、性质分析。
化验数据分析一个独立的化验数据分析/虚拟组分产生运行。
当你不想在同一个运行中进行流程模拟而分析化验数据时用数据回归一个独立的数据回归运行,将Aspen Plus所需的物性模型参数与所能够包含性质常数估计和性质分析计算。
测量的纯组分、气液平衡、液液平衡和其它混合数据拟合,Aspen Plus在流程运行中不能执行数据回归。
PROPERTIES PLUS 一个PROPERTIES PLUS设置运行制备性质包,以便供Aspen CustomModeler /ADVENT 使用性质分析一个独立的性质分析运行,能够包含性质常数估计和化验数据分析计算。
当你不想在同一个运行中进行流程模拟时,通过生成物性值表格而进行性质分析。
性质估计一个独立的性质常数估计运行。
当你不想在同一个运行执行流程模拟时估计性质参数本算例的目的是对乙苯分离过程进行稳态模拟,因此选择Flowsheet 运行类型,见图3-27。
3.创建一个流程Aspen Plus是基于流程图的通用流程模拟软件,因此要定义一个能够反应实际过程的流程图。
定义一个流程用如下步骤:(1)在View 菜单下确认PFD 状态已经关闭,否则设置的模块和物流图形不能变成模拟模型的一部分,如图3-28;图3-28(2)选择单元操作模块并将它们放置到流程窗口。
Aspen Plus 中过程单元操作模型包括8大类、57小类、349个单元操作模型。
表3-2 单元操作模型类型模型说明混合器/分流器MixerFsplitSsplit 物流混合物流分流子物流分流分离器Flash2Flash3DecanterSepSep2 双出口闪蒸三出口闪蒸液-液倾析器多出口组分分离器双出口组分分离器换热器HeaterHeatXMHeatXHetranAerotran 加热器/冷却器双物流换热器多物流换热器与BJAC 管壳式换热器的接口程序与BJAC 空气冷却换热器的接口程序塔DSTWUDistlRadFracExtractMultiFracSCFracPetroFracRate-FracBatchFrac 简捷蒸馏设计简捷蒸馏核算严格蒸馏严格液-液萃取器复杂塔的严格蒸馏石油的简捷蒸馏石油的严格蒸馏连续蒸馏严格的间歇蒸馏反应器RStoicRYieldREquilRgibbsRCSTRRPlugRBatch 化学计量反应器收率反应器平衡反应器平衡反应器连续搅拌罐式反应器活塞流反应器间歇反应器压力变送器PumpComprMcompr 泵/液压透平压缩机/透平多级压缩机/透平Pipeline PipeValve多段管线压降单段管线压降严格阀压降手动操作器MultDuplClChong物流倍增器物流复制器物流类变送器固体CrystallizerCrusherScreenFabFlCycloneVscrubESPHyCycCFugeFilterSWashCCD除去混合产品的结晶器固体粉碎器固体分离器滤布过滤器旋风分离器文丘里洗涤器电解质沉降器水力旋风分离器离心式过滤器旋转真空过滤器单级固体洗涤器固体逆流倾析器用户模型UserUser2用户提供的单元操作模型用户提供的单元操作模型本例中的任务是对乙苯塔进行模拟,因此选择严格蒸馏模型,如图3-29图3-29根据现场操作过程,选择FRACT2作为模拟模型,并添加乙苯塔位号T-303,见图3-30。
图3-30(3)用物流线画出生产过程的物料流程,同时物流线将各单元模块连接起来。
本案例中,进塔物流号为101,塔顶液相采出物流号为102,塔底液相采出物流号为103,如图3-31。
图3-314.规定计算的全局信息全局规定为整个运行设定缺省值,Aspen Plus 运行在输入详细的流程说明之前,要在Setup 窗体中规定全局信息,见图3-32。
虽然在选择模板时,Aspen Plus 已经规定了计算的默认值,但可以在任何时候返回这些表格和改变输入。
图3-32表3-3 Setup 包含的内容内容说明用途Specification 规定输入全局信息Simulation Options 模拟选项规定计算闪蒸收敛系统选项时间和误差限制Stream Class 物流类定义物流类和物流性质Substreams 子物流定义子物流和属性Units-Sets 单位集定义度量单位集Custom Units 习惯单位确定用户习惯的单位Report Options 报告选项规定报告选项5.规定组分将模拟过程中所需的组分输入到组分列表中。
本案例中所需要的组分为苯、乙苯、丙苯、二乙苯,见图3-33、图3-34。
图3-33图3-346.选择物性方法选择接近的物性方法经常是决定模拟结果的精确度的关键步骤,同时也是模拟的核心工作。
物性方法是一批方法和模型,Aspen Plus 用它们计算热力学物性和迁移性质。
热力学物性包括逸度系数、焓、熵、吉布斯自由能、体积,迁移性质包括粘度、热导率、扩散系数、表面张力。
Aspen Plus 包括大量内置的物性方法足以满足大部分的应用,但是同时用户可以建立新的适合模拟需要的物性方法。
Aspen Plus为用户物性方法的选择提供了参考。
表3-4 油和气产品表3-5 炼油表3-6 气体加工表3-7 化工应用推荐的物性方法乙苯和苯乙烯装置PENG-ROB、RK-SOAVE、WILSON、NRTL 、UNIQUAC和它们的变化根据Aspen Plus为用户物性方法提供参考,考虑本案例为乙苯和苯乙烯装置,选用物性方法为PENG-ROB,见图3-35。
图3-357.输入物流规定对于一个模拟过程,根据自由度分析,必须规定过程系统进料物流的流率、组成、热力学状态,还可以提供撕裂循环物流的初始估值。
本案例中,乙苯塔物料含苯0.2%、乙苯77%、丙苯10%、二乙苯12.8%,流量8679kg/h,压力1.45MPa,温度281℃。
将上述数据输入到物流101的物流信息表中,如图3-36。
图3-368.输入模型规定对于一个模拟过程,根据自由度分析,必须将模型的操作变量输入到模型规定中。
不同的模型规定各不相同。
本案例中,乙苯塔为93块浮阀塔盘,进料位置为第40块塔板,操作中,塔顶压力0.52MPa,冷凝器后压力0.5MPa,塔顶温度210℃,塔底温度254℃,回流量19000kg/h。
塔顶为全凝器,塔底为热虹吸式再沸器。
将上述信息输送到精馏塔的输入规定中,如图3-37。
注意,在模拟计算中,冷凝器和再沸器均按一块板来计,因此计算总板数为95块,进料位置为41块。
图3-37值得注意的是塔板效率的选择。
精馏塔模拟计算中,塔板效率常常是根据计算结果和实际分离结果比较选定的,塔板效率的初值通常根据塔板型式和分离物性选定。
本案例中初选全塔效率60%,如图3-38和图39所示。
图3-38图3-399.运行模拟当所有相关信息添加完成,可以运行模拟10.检查结果(1)检查运行的完成状态要检查有关运行收敛和完成状态的汇总信息,可使用Results Summary 页面。
这个表指明了计算是否为正常完成。
如果没能正常完成,说明模拟过程的输入需要调整,直至系统收敛。
当系统收敛后,可以检查计算结果,如图3-40。
图3-40如图3-41,在计算结果表中,分别汇集了组分、物流、模块计算信息,根据实际装置运行情况检查模拟结果,如果模拟结果与实际运行结果偏差较大,不能反应实际过程的原貌,则需查找原因,采用调整物性方法等方法直至模拟结果接近实际运行结果。
图3-41实际运行中塔顶产品中乙苯含量99.5%,釜液中乙苯含量1.5%。
模拟结果顶产品中乙苯含量99.54%,釜液中乙苯含量1.455%,与实际运行结果基本吻合,同时塔顶、塔底温度与实际也基本吻合,因此可以认为该过程的模拟基本准确。
11.灵敏度分析灵敏度分析是检验一个过程如何对变化的关键操作变量和设计变量反应的一个工具。
可以用它改变一个或多个流程变量,并研究该变化对流程其它变量的影响。
它是做工况研究的一个最有用的工具。
被变化的流程变量必须是流程的输入参数,在模拟中计算出的变量不能被改变。