Aspen_Plus石油炼制过程的模拟解析
- 格式:ppt
- 大小:855.00 KB
- 文档页数:87
四川理工学院毕业论文Aspen-plus模拟甲苯脱烷基制苯过程学生:***学号:1****专业:化学工程与工艺班级:*****指导老师:****四川理工学院材料与化学工程学院二〇一五年六月摘要本文基于甲苯加氢热解法(HDA)脱烷基制苯工艺,建立了Aspen Plus全流程模拟模型。
模型包括混合器、预热器、反应器、精馏塔等模块。
设定操作参数后,通过灵敏度分析工具对操作参数进行优化,提高了产品质量,降低了能耗。
通过对全流程模拟分析,提出了增加变压吸附(PSA)过程来回收循环气中氢气。
采用该过程后,循环气中甲烷含量大大减少,循环气中氢气质量分数达95%,高于原料氢气质量分数。
苯塔是分离工段能耗最大的塔,通过对苯塔进行热泵精馏技术的模拟应用,考察了热泵精馏的节能效果。
采用以塔顶气相为换热介质的塔顶气相压缩式热泵节能效果达74%。
采用以循环水为换热介质的闭式热泵节能效果达68%.结果表明热泵精馏技术是很有应用前景的节能措施。
关键词:HDA;Aspen Plus;优化;流程改造AbstractBased on the pyrolysis (HDA) process, the establishment of Aspen Plus simulation model of the whole process. The model includes a mixer, a preheater, reactor, distillation and other modules。
After setting the operating parameters, sensitivity analysis tool to optimize the operating parameters, improve product quality and reduce energy consumption.Through the whole process simulation analysis, the increase in pressure swing adsorption (PSA) process to be recycled and the hydrogen gas。
Aspen plus精馏模拟实例教程1. Aspen Plus 简介进入Aspen Plus后,出现图1所示的Aspen Plus软件操作界面.图1操作界面构成·标题条:在该栏目中显示运行标识. 在你给出运行名字之前,Simulation1是缺省的标识. ·拉式菜单:Aspen Plus的功能菜单. 这些下拉式菜单与Windows的标准菜单类似.·工艺流程窗口:在该窗口中可以建立及连接所要模拟的工艺流程.·模式选择按钮:按下此按钮你可以关闭插入对象的插入模式,并返回到选择模式.·模型库:在这里列出建立模型可用的任何单元操作的模型..·状态域:显示当前有关运行的状态信息.·快速访问按钮:快速执行Aspen Plus相应的命令。
这些快捷按钮与其它Windows程序的快速访问按钮类似.·Next按钮(N->):设计过程的任意时刻点击它,系统都会自动跳转到当前应当进行的工作位置,这为我们输入数据提供了极大的方便.2 Aspen Plus模拟精馏简介(1)塔模型分类做塔新流程模拟分析必须先进行简捷塔计算--- 塔的初步设计. 计算结果为理论板数、进料位置、最小回流比、塔顶/釜热负荷. 然后进行塔精确模拟分析,简捷塔计算结果做为精确计算的输入依据. 本文以甲醇-水混合物系分离为例,首先介绍初步设计方法,然后介绍复杂塔模拟计算。
为初学者提供帮助。
Aspen Plus塔模型分类如下表.模型简捷蒸馏 DSTWU、 Distl 、SCFrac严格蒸馏 RadFrac、 MultiFrac、 PetroFrac、 RateFrac(2)精馏塔的模拟类型精馏塔的模拟类型可以分为设计式和操作式模拟计算. 可以通过定义模型的回流比进行设计型计算,又可以定义塔板数进行操作型计算. 本章我们进行设计计算,在下一章中进行操作型计算.(3)设计实例常压操作连续筛板精馏塔设计,设计参数如下[1]:进料组份:水63.2%、甲醇38.6%(质量分率);处理量:水甲醇混合液55t/h;进料热状态:饱和液相进料;进料压力:125 kPa;操作压力:110 kPa;单板压降:≤0.7 kPa;塔顶馏出液:甲醇量大于99.5 %(质量分率)塔底釜液:水量大于99.5 %;(质量分率).回流比:自选;全塔效率:E T=52%热源:低压饱和水蒸汽;我们通过这个实例学习Aspen Plus精馏模拟应用.3. 精馏塔的简捷计算·设计任务确定理论塔板数 确定合适的回流比·DSTWU 精馏模型简介本例选择DSTWU 简捷精馏计算模型.DSTWU 可对一个带有分凝器或全凝器一股进料和两种产品的蒸馏塔进行简捷精馏 计算. DSTWU 假设恒定的摩尔溢流量和恒定的相对挥发度·DSTWU 规定与估算内容规 定目 的其它结果轻重关键组分的回收率 最小回流比和最小理论级数 理论级数 必需回流比回流比必需理论级数进料位置、冷凝器、再沸器的热负荷·DSTWU 计算结果浏览汇总结果、物料和能量平衡结果、回流比对级数曲线.3.1 定义模拟流程本节任务:·创建精馏塔模型 ·绘制物流·模块和物流命名1)创建精馏塔模块在模型库中选择塔设备column 标签,如图3.1-1.图3.1-1点击该DSTWU 模型的下拉箭头,弹出三个等效的模块,任选其一如图3.1-2所示.图3.1-2在空白流程图上单击,即可绘出一个精馏塔模型如图3.1-3所示.图3.1-32)绘制物流单击流股单元下拉箭头,选择流股类型,在这里我们选择 material 类型. 选择后得到图3.1-4所示.图3.1-4在箭头提示下我们可以根据需要来绘制流股,其中红色箭头表示必须定义的流股,蓝色箭头表示可选定义的流股,不同的模型根据设计任务绘制. 本例一股进料、塔顶和塔底两股出料,如图3.1-5.图3.1-53)模块和物流命名选择中流股/模块(单击流股/模块),点击鼠标右键,在弹出的菜单中选择 rename stream 或 rename block,在对话框中输入改后的名称,即可改变名称.在这里我们将入料改为FEED;塔顶出料改为D;塔底出料改为L;改变名称后的流程图如图3.1-6所示.图3.1-6至此,本节创建模拟流程任务完成,我们将在N-> 快捷键引导下进入下一步操作.3.2 模拟设置单击N-> 快捷键,进入初始化设置页面,如图3.2-1. 用户可以对Aspen Plus做全局设置、定义数据输入输出单位等.·定义数据输入输出单位Aspen plus提供了英制、公斤米秒制、国际单位制三种单位制. 输入数据可以在输入时改变单位,输出报告则按在此选择的单位制输出.系统自身有一套默认的设置。
ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、合成纤维、橡胶等领域。
精细的乙烯精馏生产工艺对于获得高纯度的乙烯产品至关重要。
在本文中,将使用ASPENPLUS软件进行乙烯精馏生产工艺的模拟计算。
首先,需要建立物料平衡模型。
假设进料为乙烯和杂质物料,出料为乙烯和杂质物料的混合物。
首先,可以使用MESH分离块对进料进行塔板线性分离,并定义进料进口的操作条件。
然后,可以选择塔板压降模型,然后设置相平衡模型,例如使用UNIFAC-RK模型。
接下来,需要定义塔板的结构和操作参数。
在塔顶设置乙烯的回收器,并在塔底设置乙烯的热循环回收,以提高乙烯的回收率和纯度。
然后,需要选择合适的塔板类型和厚度。
请注意,在乙烯精馏塔中,常用的塔板类型有Sieve Tray、Valve Tray、Bubble Cap Tray等。
我们可以选择其中一种适合的塔板类型。
在进行塔板设计时,需要选择适当的塔心直径、液体停留时间和气体速度,以确保塔板的正常运行。
同时,还需要通过指定冷冻器、热交换器等设备,控制塔顶和塔底的温度。
完成了物料平衡和塔板设计后,接下来需要进行乙烯的精馏过程的热力学计算。
在ASPENPLUS中,可以选择适当的热力学模型,如NRTL或UNIFAC模型,以模拟乙烯的汽液相平衡行为。
此外,还可以通过设置温度、压力和摩尔流量等操作参数,优化乙烯的回收率和纯度。
最后,可以进行仿真计算和结果分析。
在ASPENPLUS中,可以使用数据回归方法,通过各个操作参数的变化,建立乙烯精馏过程的模拟模型。
通过模拟计算,可以得到乙烯的纯度、回收率以及杂质物料的分离效果。
然后,可以根据需求进行调整,以优化乙烯精馏生产工艺。
研究结果显示,通过ASPENPLUS的模拟计算,可以实时监测乙烯精馏过程的各项参数,包括温度、压力、流量等,并通过调整操作参数,实现乙烯的高回收率和高纯度。
同时,模拟计算还可以预测乙烯精馏过程中可能出现的问题,并提供相应的解决方案。
1.化工过程模拟可分为稳态模拟和动态模拟两部分。
化工过程模拟或流程模拟多指稳态模拟,模拟过程中涉及的化工过程中的数据一般包括(进料)的温度、压力、流率组成2.化工过程模拟的功能①科学研究、开发新工艺:随着过程模拟技术不断发展,工艺开发已逐渐转变为完全或部分利用模拟技术,仅在某些必要环节进行个别的试验研究和验证。
②设计:化工过程模拟的主要应用之一是进行新装置的设计,随着科技进步,在石油化工炼油领域绝大多数过程模拟的结果可以直接运用于工业装置的设计,而无需小试或中试③改造:旧装置的改造及设计已有设备的利用也可能需要增添新设备,其计算往往比设计还要复杂,必须在过程模拟的基础上才能解决④生产调优、故障诊断:通过流程模拟才能寻求最佳工艺条件才能达到节能降耗增效的目的,通过全系统的总体调优以经济效益为目标函数,可求得关键工艺参数的最佳匹配,革新了传统观念。
3.化工过程模拟系统的构成主要包括输入系统、数据检查系统、调度系统、数据库。
现代模拟系统既可以采用图形界面,也可采用数据文件的方式输入、并且这两种方式之间可以相互转换。
图形输入简单直观,需要先做出所需计算的模拟流程图,然后再输入相关数据。
由于图形输入无需记忆输入格式和关键字,所以比较方便,现已成为主要的输入方式。
数据输入完成后,由数据检查系统进行流程拓扑分析和数据检查,这一阶段的检查只分析数据的合理性,完整性,而不涉及正确性。
若发现错误或是数据输入不完整,则返回输入系统,提示用户进行修改。
数据检查完之后进入调度系统,调度系统是程序中所有模块调用以及程序运行的指挥中心。
调度系统的考虑是否完善,编制是否灵活,是否为用户提供最大的方便,对于模拟软件的性能至关重要。
任何一个通用的化工过程模拟系统都需要物性数据库、热力学方法库、化工单元过程库、功能模块库、收敛方法库、经济评价库等。
其中最重要的是化工单元过程库和热力学方法库,化工单元工过程库关系着能否进行计算,热力学方法库关系着计算结果的准确性。
第8卷第1期1996年3月 江 苏 石 油 化 工 学 院 学 报JOU RNAL O F J I AN GSU I N ST ITU T E O F PETROCH E M I CAL T ECHNOLO GYV o l.8,N o1M ar.1996用A SPEN PLU S模拟分析石油化工流程王洪元【摘 要】 依靠现有生产设备进一步挖潜增效,走依靠内涵发展生产的道路是中国石化总公司战略目标之一,石油化工流程模拟技术是实现这一目标的有力工具,A SPEN PLU S是当今最先进的石油化工流程模拟软件代表。
本文通过用A SPEN PLU S对氯乙烯(V C M)生产过程的模拟分析,介绍A SPEN PLU S的功能和特点和用A PSEN PLU S模拟分析石油化工流程的一般步骤和方法,最后论述了对A SPEN PLU S进行二次开发应用的一些技术关键及其对策。
【关键词】 石油化工过程 计算机模拟 A SPEN PLU S软件1 概 述石油化工流程模拟是指采用数学方法来描述炼油和化工静态过程,通过计算机进行物料平衡、热平衡、化学平衡、压力平衡等计算,进行设备尺寸估算和能量分析,作出经济评价。
在生产中,它主要有三方面的作用:(1)为改进装置操作条件,降低操作费用,提高产品质量,实现优化运行提供依据;(2)指导装置开工,节省开工费用,缩短开工时间;(3)分析装置“瓶颈”,为设备检修与设备更换提供依据。
中国石化总公司系统内现有装置1000套左右,加上与其配套的水、电、汽等公用工程,形成了一个规模宏大的生产系统。
依靠现有生产设备进一步挖潜增效,走依靠内涵发展生产道路是总公司战略目标之一,石油化工流程模拟技术是实现这一目标的有力工具。
鉴此,总公司于1993年与国际著名工业流程模拟软件A SPEN PLU S开发商美国A SPEN T ECH I N C1签订了合作开发协议,并与其合资建立了SA T ech申迪软件有限公司,旨在总公司内推广使用石油化工流程模拟技术。
AspenPlus在化工过程模拟中的应用————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:AspenPlus在化工过程模拟中的应用第1章化工过程模拟概述—第2章AspenPlus模拟基础第3章流股的混合与分割过程模拟第4章压力变送过程模拟第5章分离设备模拟第6章传热设备模拟第7章塔设备模拟第8章反应器模拟第9章固体操作设备模拟第三章流股的混合与分割过程模拟学习目的:1、练习用Aspen Plus 进行流程仿真的基本步骤;2、掌握物流混合模块Mixers/Splitters的用法。
内容:课堂练习:建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise—3。
1):已知:将100m3/hr 的低浓酒精(乙醇20%w,水80%w,400C,1 atm)与200m3/hr 的高浓酒精(乙醇90%w,水10%w,300C,2atm)混合,混合后物流平均分为三股,一股直接输出,第二股与100 kg/hr 的甲醇水溶液混合后(甲醇95%w,水5%w,450C,1.5 bar)输出,第三股与80 kg/hr 的乙酸水溶液混合后(乙酸90%w,水10%w,350C,1。
2 bar)输出.求:三股输出物流的组成(摩尔分率与质量分率)和流量(摩尔流量及体积流量)分别是多少?课后练习:建立以下过程的Aspen Plus 仿真模型(exercise—3。
2):1)将4000C,3 bar 下的1000m3/hr 水蒸气、1000 m3/hr 二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合,求混合气体的温度和体积流量。
2)将4000C,30 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合,求混合气体的温度和体积流量。
3)将4000C,300 bar 下的1000 m3/hr水蒸气、1000 m3/hr二氧化碳和1000 m3/hr 甲醇等压混合,求混合气体的温度和体积流量。
化工流程模拟软件Aspen Plus各模块的介绍化工流程模拟软件Aspen Plus各模块的介绍2011-07-18 10:41ASPEN PLUS是大型通用流程模拟系统,源起于美国能源部在七十年代后期在麻省理工学院MIT组织会战,要求开发新型第三代流程模拟软件。
这个项目称为"先进过程工程系统"(Advanced System for Process Engineering)简称ASPEN。
这一大型项目于1981年底完成。
1982年Aspen Tech公司成立将其商品化,称为ASPEN PLUS。
这一软件经过15年不断改进、扩充、提高,已经历了九个版本,成为全世界公认的标准大型流程模拟软件,用户接近上千个。
全世界各大化工、石化生产厂家及著名工程公司都是ASPEN PLUS的用户。
ASPEN IQ-推理传感器建模和实施软件包Aspen IQ是AspenTech一个建立和实现推理技术的软件包,它使得建立和实现线性的和非线性的仪表变得非常容易,灵活的分析和实验室模块自动地调解推理的性质可以确保精度。
·一、软仪表技术Aspen IQ,AspenTech新的推理技术软件包具有功能强大的离线及在线模块,它的模块化的体系结构提供给用户各种灵活的方式以用于在各种集散系统和计算机平台上高效地开发软仪表。
推理预估是许多先进控制系统的基本要素,关键性质的变量(例如石脑油的95%点,聚合物的熔融指数)通常是通过推理而不是直接测量的,软仪表通常为了冗余性而在这些系统中用作分析器。
环境保护法现在强制过程工厂要测定排放物的标准,并且批准软仪表技术可以应用,而且是经济的替代手段,可以代替昂贵的分析仪。
Aspen IQ是用Microsoft标准来开发的,完全基于WindowNT,是一个网络软件。
·二、主要特性·1.在线·嵌入稳态检测仪※可以独立使用也可以与DMC Plus和InfoPlus.21集成※提供分析器和实验室模型的更新※具有范围很大的各种DCS及信息系统接口※可用于过程检测※不需要编程或生成源码·2.离线※一个开放推理仪表的工具套件:有PLS,模糊的PLS,神经源网络和以严格模型为基础的线性化方法※模型评估的图形分析工具※建模工具如变量的选择,dead-time模测和动态分析工具※预测库允许将来的扩充,例如应用于某些特别的工艺模型·三、Aspen IQ的在线工具·1.基本软件包包括用于实现在线推理仪表的一套基本Aspen IQ模块,这些模块允许用户生成线性的推理模型,检验原始的在线分析信号和更新推理模型。
华南理工大学硕士学位论文应用Aspen Plus流程模拟改造已烷油中试装置生产溶剂油姓名:聂郁栋申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:邱学青;周一夫20030501摘要一摘要近年来,石油烃类溶剂油的发展十分迅速,其应用领域也不断扩大,产品品种不断增加。
目前国内仍以6号、120号和200号溶剂油为主流品种。
在石油烃类溶剂油的生产原料主要有三种:催化重整抽余油、油田稳定轻烃和直馏汽油。
广东是溶剂油需求的大市场。
年需求量在30万吨/年以上,其中59%以上溶剂油来自外省或进口。
本项日溶卉i『油生产采用广州分公司乙烯籀余油作为原辩,在我厂己烷油中试装置完成,为了保证己烷油中试装置既满足我厂丙稀装置1000吨工业己烷油的需求.同时利用装置富余半年多的时阉生产溶剂油,充分发挥装置的效能,必须对装置进行改造。
应用AspenPlus软件对装置生产溶剂油方案进行工业流程模拟,为本项目方案的确定及有关设备的改造提供了依据。
通过模拟计算结果与实际数据的检验,说明应用AspenPlus软件对本项月的模拟是准确可信的。
关键词:AspenPJus;己烷油;改造;模拟Ig华南理工大学工程硕士学位论文ABSTRACTInthepastfewyears,thedemandforpetroleumsolventoilhasbeenincreasingrapidly,andmoreandmorekindsofsolventoilhasbeenusedindifferentapplications.Atthepresenttime,themainproductsinthedomesticmarketaresolventoil6撑.120#and200#.Thefeedstockusedfortheproductionofsolventoiliscondensateoil,orextractionoilfromcatalyticreformingplant,orlightnaphtha.GuangdongprovinceisoneofthemainconsumersofsolventoilinChina,thedemandforsolventoilinGuangdongismorethan300,000tOnnes/year,andabout150,000tonnesperyearofsolventoilissuppliedbyotherprovincesorimportedfromabroad.Thesolventoilisproducedinthehexaneoilpilotplant,GuangzhouPetrochemicalComplex,andthefeedstockisextractionoilfromethyleneplant,branch.SINOPECGuaagzhouThehexaneoilpilotplantinGuangzhouPetrochemicalComplexcanonlytheplantandproducethehexaneoilproductsbefore,sowewerepreparedtorevamptheappliedthesoftwareAspenPlusforsimulatingtheprocessoftheplanttosuggestrevampschemeinordertomaketheplantbeabletoproducethesolventoil.productsdemandindifferentorthehexaneoilproductsalternativelytomeetthemarketseasons,andhencetoachieveabettereconomicresults.Nowtherevampengineeringhasbeencompletedandisbeingputintoproduction.Wehavedemarcatedtherevampprojectandfoundthattheactualsimulationandthequalityofproduetiondataisalmostconsislentwiththeresultofsolventoilisverygood,whichmeansthatthesoftwareAspenPluscanwellbeusedforsimulatingthehexaneoilplant.plant;revamp;simulationKeywords:AspenPlus;hexaneoilIV华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
AspenPlus石油炼制过程的模拟解析课件(一)AspenPlus是一种高级工程设计、优化和模拟软件,可用于各种化学过程的模拟和分析。
其中,石油炼制过程的模拟解析是使用AspenPlus 的一个重要应用。
下面将从四个方面对AspenPlus石油炼制过程的模拟解析课件进行分析。
1.课件内容基础AspenPlus石油炼制过程的模拟解析课件需要向学生介绍石油炼制的基本原理和常用工艺流程,并具备一定的化学基础知识。
因此,课件的基础内容应当包括:石油组分的基本性质、石油炼制的基本原理、石油炼制流程的基本分类和特点等。
2.课件结构设计为了让学生更好地理解石油炼制的过程和原理,AspenPlus石油炼制过程的模拟解析课件需要合理的结构设计。
具体来说,需要按照石油炼制的过程顺序安排,按照物料流和能量流的方向进行逐步分析,具体包括:原料预处理、裂化、重整、吸附等过程的模拟解析,以及各单元操作的关键参数和优化控制。
3.模拟参数设置在使用AspenPlus石油炼制过程的模拟解析课件进行学习时,还需要有清晰的模拟参数设置。
在此过程中,重要的参数包括:物料流量、温度、压力等,并需要注意各种反应的热平衡和热力学计算,以及操作单元的动力学模型等。
4.案例实操分析最后,为了让学生更好地理解AspenPlus石油炼制过程的模拟解析,课件应当包括一些实际案例的分析和实操部分。
在此过程中,学生可以通过对AspenPlus软件的实际运用,深入了解石油炼制过程的各种特点和工艺,同时也能提高运用软件分析和解决问题的能力。
总之,AspenPlus石油炼制过程的模拟解析课件,是一种有效的化学工艺教学工具,具有很好的应用价值。
在课件内容基础、结构设计、模拟参数设置和案例实操分析等方面,都需要有针对性的完善和优化,以提高学生的学习效果和应用能力。