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某化工系统流程的Aspen Plus软件模拟分析
孙立娟;王佳;齐鹏
【期刊名称】《安徽化工》
【年(卷),期】2015(41)2
【摘要】利用Aspen Plus软件对某化工系统流程模拟,并查看各物流结果.应用实例表明,在化工生产中应用Aspen Plus软件可以优化生产,对设备和整套生产装置的操作参数进行模拟,从而实现装置设计优化.
【总页数】4页(P48-50,52)
【作者】孙立娟;王佳;齐鹏
【作者单位】中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100;山东能源临沂矿业集团有限责任公司,山东临沂276017
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
【相关文献】
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旭
5.工业系统流程模拟利器——ASPENPLUS [J], 赵琛琛
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基于Aspen Plus软件的双酚A装置反应单元流程模拟与优
化
李得伦;童朝忠;刘亭亭;姚鑫;刘旭明;冯恩波;李琬菁;毛玲娟
【期刊名称】《石化技术与应用》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】利用Aspen Plus流程模拟软件对离子交换树脂法合成双酚A装置反应
单元工艺进行了建模,考察了反应单元进料温度、苯酚/丙酮质量比、丙酮至一段反应器比例等参数对丙酮转化率、双酚A收率及其选择性的影响,并对操作参数进行
了优化。
结果表明:在单因素变化情况下,反应单元进料温度升高,或苯酚/丙酮质量
比降低,或丙酮至一段反应器比例增大,均会使双酚A收率和丙酮转化率增大;在一段、二段反应器进料温度分别为65,76℃,苯酚/丙酮质量比为15.0,丙酮至一段反应器比例为1.00的优化条件下,双酚A收率、丙酮转化率分别提高3.96,4.30个百分点。
【总页数】5页(P108-111)
【作者】李得伦;童朝忠;刘亭亭;姚鑫;刘旭明;冯恩波;李琬菁;毛玲娟
【作者单位】浙江石油化工有限公司;浙江省绿色石化技术创新中心;中国寰球工程
有限公司;华东理工大学信息科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ243;TE319
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ASPEN PLUS软件在大型聚丙烯装置的应用
卢昶;张敏华;蒋善君;宋登舟
【期刊名称】《齐鲁石油化工》
【年(卷),期】2006(034)004
【摘要】以聚丙烯装置全流程模拟为例,对应用ASPEN PLUS软件进行分析和讨论.通过进行理论计算开发出聚丙烯装置流程模拟模型,为安全稳定的进行牌号切换和开发新产品提供了依据.
【总页数】6页(P404-409)
【作者】卢昶;张敏华;蒋善君;宋登舟
【作者单位】中国石化齐鲁股份有限公司塑料厂,山东淄博,255411;天津大学化工学院,天津,300072;天津大学化工学院,天津,300072;中国石化齐鲁股份有限公司塑料厂,山东淄博,255411;天津大学化工学院,天津,300072;中国石化燕山石化公司仿真培训中心,北京,102500
【正文语种】中文
【中图分类】TQ32
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利用 Aspen Plus 模拟碳四加氢反应装置的应用董万军;郝昭【摘要】新建于内陆地区的炼化一体化装置运行过程中，轻烃回收产生部分重碳四、丁二烯抽提和MTBE产生部分剩余碳四，混合这部分碳四烃类，经饱和加氢后作为乙烯裂解原料，使原料得以充分利用。
模拟不同烯烃含量的混合碳四饱和加氢过程，并将其结果分别与设计要求和实际运行结果对比，讨论装置的运行状况及产品的应用。
【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P15-18)【关键词】混合碳四;饱和加氢;分析与应用【作者】董万军;郝昭【作者单位】中国石油四川石化有限责任公司成都 611930;中国石油四川石化有限责任公司成都 611930【正文语种】中文四川某炼化一体化项目，在装置生产过程中，炼油厂会产生部分重碳四、丁二烯抽提和MTBE装置产生部分剩余碳四。
这些碳四烃类作为燃料的经济效益低，作为裂解装置的原料，既扩大了裂解装置的原料来源，又解决了碳四产品作液化气在当地出厂困难的问题。
国内外开发了以多种碳四回炼增产乙烯、丙烯的技术，经过多方考察，最终引进法国Axens公司的碳四饱和加氢技术，在国内建设首套混合碳四饱和加氢装置，并已成功投入运行。
本文利用Aspen Plus 对碳四加氢装置进行模拟，对设计及实际操作进行验证，为装置的运行进一步提供理论和技术支撑。
1.1 流程简述以炼油重碳四、丁二烯抽提和MTBE装置的剩余碳四作为原料，其中不饱和烃类含量约在60%～80%(摩尔百分含量，下同)，配以乙烯装置自产的高纯度氢气(氢气纯度95%以上)，经换热器预热后一起送入加氢反应器，在钯系催化剂作用下，经加氢后饱和烷烃的收率可以达到80%以上，加氢后的产品作为乙烯装置的裂解原料。
为有效控制反应温度，保护催化剂床层，防止反应器发生飞温，循环量通常在进料量的25～30倍之间[3]。
1.2 模拟条件确定1.2.1 原料组成分别以典型混合碳四(烯烃含量约为67%)、烯烃含量为60%、80%的混合碳四为进料，模拟不同工况下的反应状况。
ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺乙烯是一种重要的基础化工原料，被广泛用于塑料、橡胶、纺织、化肥等行业。
乙烯的生产通常通过乙烷的裂解来实现，然后对产物进行精馏分离。
在ASPENPLUS软件中，我们可以使用模拟计算来研究乙烯精馏的生产工艺。
以下是一个关于乙烯精馏的工艺流程模拟计算的示例。
首先，我们需要建立一个乙烯精馏塔的模型。
我们可以选择合适的塔模型，例如McCabe-Thiele模型。
然后，我们需要输入原料的物性数据，例如乙烯和乙烷的物理属性，以及裂解过程中形成的其他组分的数据。
接下来，我们需要定义裂解的反应过程。
乙烷经过裂解反应产生乙烯和其他副产物。
我们可以选择合适的反应模型，例如矿物油裂解反应模型。
然后，我们需要指定反应的条件，例如温度和压力。
在模拟计算中，我们还需要考虑其他的操作条件，例如塔顶和塔底的温度和压力，以及塔内的塔板数目和塔板的设计参数。
这些参数的选择将直接影响到乙烯的分离效果和产品纯度。
在进行模拟计算之前，我们还需要制定一个目标函数。
例如，我们可以设定乙烯的纯度和回收率作为优化目标。
然后，我们可以根据目标函数进行优化计算，以确定最佳操作条件和设计参数。
在模拟计算完成后，我们可以通过查看计算结果和对比不同操作条件下的性能指标来评估乙烯生产工艺的优劣。
例如，我们可以比较不同温度和压力条件下的乙烯回收率和纯度，以确定最佳操作条件。
此外，我们还可以通过敏感性分析来评估不同因素对乙烯生产工艺的影响。
例如，我们可以分析温度、压力、反应物料比例等因素对乙烯纯度的影响，并找到优化方案。
总之，ASPENPLUS软件是一种实用的工具，可以用于乙烯精馏生产工艺的模拟计算。
通过合理设置模拟计算的参数和目标函数，我们可以研究不同操作条件和设计参数对乙烯生产的影响，并找到最佳的操作条件和设计方案。
用Aspen Plus软件模拟炼厂脱硫和再生系统工艺流程
黄崇平
【期刊名称】《炼油》
【年(卷),期】2001(006)004
【摘要】AspenPlus流程模拟软件是石油化工装置工艺设计中的重要工具，用AspenPlus流程模拟软件对九江石化总厂干气，液态烃脱硫和再生系统工艺流程进行模拟计算，计算结果与装置的实际运行情况基本吻合，说明AspenPlus模拟计算采用的热力学方程和建立的模拟流程有较高的可信度。
【总页数】4页(P32-35)
【作者】黄崇平
【作者单位】中石化股份有限公司九江石化总厂设计院，九江332004
【正文语种】中文
【中图分类】TE626.9
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4.利用Aspen Hysys模拟酸性水汽提,干气、液化烃脱硫和溶剂再生工艺过程 [J],
张浩
5.某化工系统流程的Aspen Plus软件模拟分析 [J], 孙立娟;王佳;齐鹏
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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。
ASPEN模拟系统介绍Aspen plus模拟系统一、Aspen plus 概述Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。
Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。
Aspen Plus是工程套件的核心，可广泛地应用于新工艺开发、装置设计优化，以及脱瓶颈分析与改造。
此稳态模拟工具具有丰富的物性数据库，可以处理非理想、极性高的复杂物系；并独具联立方程法和序贯模块法相结合的解算方法，以及一系列拓展的单元模型库。
此外还具有灵敏度分析、自动排序、多种收敛方法，以及报告等功能。
二、Aspen plus产品特点1、产品具有完备的物性数据库：物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。
人们普遍认为AspenPlus 具有最适用于工业、且最完备的物性系统。
许多公司为了使其物性计算方法标准化而采用Aspen Plus 的物性系统，并与其自身的工程计算软件相结合。
2、产品线比较长，集成能力很强：Aspen Plus 是Aspen 工程套件（AES）的一个组份。
AES 是集成的工程产品套件，有几十种产品。
以Aspen Plus 的严格机理模型为基础，形成了针对不同用途、不同层次的AspenTech 家族软件产品，并为这些软件提供一致的物性支持。
3、包含两种算法：唯一将序贯（SM）模块和联立方程（EO）两种算法同时包含在一个模拟工具中。
AD精VAN细CEANCES石IN篇NE P化E TR工O C H进E M IC展A L5第14卷第5期A兀L5一’…A s pen Pl us模拟软件在淤浆法聚乙烯装置异丁烷溶剂回收系统中的应用单薇(中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，北京100013)[摘要]应用A spen Pl us模拟软件对淤浆法聚乙烯装置的溶剂回收系统进行了精馏分离的工艺设计和模拟计算，得到了回流比、理论塔板数、最佳进料板位置等操作参数。
采用RadFr ac严格法精馏设计模块对精馏塔进行了模拟计算，并针对相关工艺参数进行了灵敏度分析和优化设计。
结果表明，经过2个精馏塔分离后，精制后溶剂异丁烷的质量纯度达99．97％，回收率达95％，满足分离要求。
[关键词]异丁烷精馏模拟软件A s pen Pl us淤浆法聚乙烯技术主要用于高密度聚乙烯(H D PE)的生产，其产品适用于高档管材、高强度膜料、中空制品等的加工和应用。
淤浆聚合工艺是将乙烯与脂肪烃溶剂混合，聚合物悬浮于溶剂中，生产过程中压力较低，操作条件易控制、产品性能好，已成为H D PE最主要的生产技术¨J。
淤浆法聚乙烯技术主要包括Phi l l i ps，CX，Bom t ar，Innovene S 工艺等，按反应器的不同分为环管式反应器和搅拌釜式反应器，通常采用钛系或铬系催化剂，通过单峰或双峰技术生产系列H D PE产品旧J。
淤浆聚合工艺工业化时间早，工艺技术成熟，反应器生产强度大，单程转化率高，反应易控制，产品牌号多，特别是能生产相对分子质量分布宽的产品，且产品质量好，但工艺流程长，具有复杂的浆液后处理工序，溶剂消耗量较大口。
目前，工业上应用的淤浆聚合工艺以高纯乙烯作为单体，丙烯、丁烯一1或己烯一1作为共聚单体，以丙烷、异丁烷或己烷等为溶剂，采用高效催化剂体系进行淤浆聚合，生产多种牌号的H D PE产品。
工业生产中通常采用溶剂回收系统，将溶剂分离提纯后循环使用，减少装置排放，达到节能减排的目的。
本文采用环管反应器，以异丁烷作为溶剂、己烯～1为共聚单体的淤浆聚合工艺为例，应用A s pen Pl us模拟软件对淤浆法聚乙烯装置的溶剂回收系统进行工艺设计，通过模拟计算，考察操作条件对溶剂异丁烷回收率及产品纯度的影响，确定最佳工艺操作条件，为工业设计和技术改造提供理论依。
1溶剂回收系统的工艺流程自上游压缩机送入溶剂回收系统的气体中主要含氢气(H：)、甲烷(C H。
)、乙烯(C：H。
)、乙烷(C：H。
)、异丁烷(C。
H。
)、己烯一1(C。
H。
：)和己烷(C。
H，。
)等，溶剂异丁烷含量(质量分数，下同)为93．0％～97．0％。
1．1分离要求溶剂回收系统的目标产品为异丁烷，分离要求为：异丁烷纯度≥99．0％，回收率≥95．0％，异丁烷中乙烯和己烯的含量均控制在100×10。
6以内。
1．2分离流程设计根据各组分相对挥发度的不同及排定塔序的基本原则，溶剂回收系统的分离流程采用2个精馏塔完成异丁烷的回收过程，工艺流程见图1。
图1溶剂回收系统流程示意图收稿日期：2013—05—17。
作者简介：单薇，工程师，现从事工程设计工作。
2013年9月单薇．A s pen P l us模拟软件在淤浆法聚乙烯装置异丁烷溶剂回收系统中的应用55T1塔为脱轻组分塔，脱除异丁烷中氢气、乙烯等轻组分，眩塔为脱重组分塔，脱除异丁烷中己烷、己烯一l等重组分，在他塔塔顶得到精制后的异丁烷产品。
根据各组分相对挥发度的不同，确定两个塔的轻、重关键组分，T1塔选择乙烷和异丁烷为轻、重关键组分，T1塔的塔釜出料B O T l是以异丁烷为主的重组分进入呓塔进一步分离，他塔选择异丁烷、己烯一1为轻、重关键组分。
2A s pen Pl us软件模拟计算及结果2．1计算模型选择A s pen Pl us软件中提供了多种热力学性质计算模型，包括状态方程和活度系数计算模型，对各种物性体系均有相应的计算模型。
计算模型的选择将直接影响计算结果的精确度，是工艺流程模拟成功的关键。
在A s pen Pl us软件中PE N G—R O B计算模型较适用于模拟非极性或弱极性烃类混合物的分离，特别适用于模拟含二氧化碳、硫化氢和氢气的系统。
本文将采用PE N G—R O B计算模型进行模拟计算。
2．2模拟计算中进料条件溶剂回收单元的进料量为200kg／h，进料温度为65．5℃，压力1．02M Pa，T1塔采用部分冷凝器，塔顶操作压力为1．0M Pa；T2塔采用全凝器，塔顶操作压力为0．8M P a。
2．3精馏塔简捷设计A s pen Pl us软件中简捷计算法精馏设计模块(D ST W U)采用W i nn—U nde r w ood—G i l l i l and方法进行简捷法精馏设计计算，模型中假设恒定的物质的量溢流量和相对挥发度，根据分离流程中各目标产品纯度的要求，设定精馏塔的轻、重关键组分回收率，并设定初始回流比为最小回流比的1．5倍，对精馏塔进行简捷设计，确定T1，，12塔最小回流比、最小理论塔板数或实际回流比、实际理论塔板数H j。
T1，r12塔的轻、重关键组分的回收率见表1。
D ST W U计算模型简捷计算结果见表2。
表l r I’1和眩塔分离要求的设定值表2由D S TW U模型得到的r I、1和亿塔的计算结果3精确计算法核算及灵敏度分析3．1灵敏度分析和操作参数选择A s pen Pl us软件中采用D ST W U计算模型计算塔的操作参数，仅为估算，特别是对于非理想多组分混合物，D STW U的计算结果仅作为参考，可据此结果采用R a dFr ac计算模型对精馏塔进行精细模拟计算。
两者的计算结果存在一定偏差，需调整回流比、理论塔板数或塔顶、塔釜的采出量，使精馏塔的操作参数达到设计要求。
应用A spen Pl us软件中的灵敏度分析考察一个或多个物理量对其他物理量的影响，在满足分离要求的前提下确定最佳操作条件，本研究以T1塔为例进行灵敏度分析和操作参数的选择。
3．1．1理论塔板数对异丁烷回收率的影响在一定的操作压力下，实现混合物达到规定分离目标所需的理论塔板数，与设计选择的迸料塔板数及操作回流比均密切相关。
因此，根据D唧u 的计算结果，初步设定T1塔的进料塔板数为第5块，物质的量回流比为5．5：1，采用A s pen Pl us中灵敏度分析，考察在此操作条件下T1塔的理论塔板数对异丁烷回收率的影响，结果见图2。
零料擎回娱k做理论塔板数图2T1塔理论塔板数对C4H l o回收率的影响56精细石油化工进展第14卷第5期A D V A N C ES I N F I N E P E TR O C H EM I C A L S由图2可知，随着理论塔板数增加，异丁烷的回收率呈现出先迅速提高后趋于平缓的趋势，当理论塔板数超过14块后，继续增加塔板数，异丁烷回收率没有明显增加，且在30块理论塔板数下，也无法达到异丁烷95％回收率的要求，说明精馏塔的分离能力不够，即使理论塔板数再多也无法改变，有效的办法是提高物质的量回流比，增大每块塔板的分离能力，以提高全塔的分离能力。
根据灵敏度的分析结果，确定T1塔的理论塔板数为14块。
采用同样方法，确定佗塔的理论塔板数为16块。
3．1．2回流比对异丁烷回收率的影响回流比是精馏塔设计的重要参数，直接关系投资和操作费用的大小，影响生产成本。
在理论塔板数一定的情况下，当回流比增大时，每块板的分离能力提高，增加了产品纯度，但同时塔内的气、液流量增加，引起塔径变大，且也使再沸器输入和冷凝器移出的热量随之增加，投资和操作费用均增加。
对本溶剂回收系统来说，由于存在两个精馏塔，如何确定各塔适宜的操作回流比，是满足分离要求，同时控制生产成本的重要环节，也是进行溶剂回收系统优化设计的关键。
首先，初步确定各塔适宜的回流比。
采用A s pen Pl us的灵敏度分析考察T1塔物质的量回流比对异丁烷回收率的影响，结果见图3。
随着物质的量回流比增加，异丁烷回收率呈先迅速增加后趋于平缓的趋势，当物质的量回流比增加至6．60：1时，已满足异丁烷回收率1>95％的要求，回流比继续增加，异丁烷的回收率也无明显变化。
因此，T1塔的物质的量回流比初定为6．60：1。
采用同样的方法，初定他塔的物质的量回流比为0．26：1。
术褂擎凰媸L’做图3T1塔物质的量比与C。
H，。
回收率的关系其次，对各塔回流比进行优化。
采用A spen Pl us的优化分析功能，在满足产品中异丁烷纯度I>99．0％，乙烯和己烯的含量均低于100×10’6的限定条件下，进行优化分析计算，设定T1和12塔的冷凝器移出热量和再沸器输入热量之和最小，结果表明，当T1塔的物质的量回流比为6．20：1，眩塔的物质的量回流比为0．25：1时，两塔的热负荷之和最小，结果见表3。
表3优化分析前后T1和他塔冷凝器和再沸器的热负荷3．1．3进料塔板数对冷凝器和再沸器热负荷的影响在精馏塔的设计中，在回流比一定的条件下，若在最佳进料塔板数进料，则达到相同分离要求所需的理论塔板数最少，即在最佳塔板数进料，维持相同的分离程度，可使回流比减少，从而降低了精馏塔能耗。
以T1塔为例，考察进料塔板数对分离程度和精馏塔能耗的影响，对进料塔板数和精馏塔的总热负荷进行灵敏度分析，精馏塔的总热负荷为再沸器输入的热量和冷凝器移出的热量之和，结果见图4。
参芒挺妪雅珀辫妊婆图4T1塔进料板位置与总热负荷的关系从图4可知，随着进料位置下移，T l塔的总热负荷呈现降低的趋势，即进料塔板数越低，精馏塔的总热负荷越低，这与当前精馏塔进料的热状态相关，但当进料塔板数下移至一定程度时，也会对精馏塔的分离效果造成影响。
因此，对T1塔的进料塔板和产品物流中乙烯含量进行灵敏度分2013年9月单薇．A s pen P l us模拟软件在淤浆法聚乙烯装置异丁烷溶剂回收系统中的应用57析，结果见图5。
、宁2删托蟹门哥霉钆蜚h做图5T1塔进料塔板数对异丁烷产物中乙烯含量的影响由图5可知，随着进料塔板数下移，异丁烷产物中乙烯的含量呈明显增加的趋势，当进料塔板数低于第6块后，乙烯含量大于100×10～。
因此，结合图4结果，将T1塔的进料塔板数定为第6块，采用相同方法确定他塔的进料塔板数为第12块。
进料塔板数调整前后的结果见表4。
由表4可知，将进料塔板数调整后，虽精馏塔的总热负荷没有明显变化，但精馏塔的分离精度提高，特别是异丁烷产物中己烯一1含量明显降低，满足了设计要求。
表4进料塔板数调整前后1'1和佗塔总热负荷及分离程度比较3．2溶剂回收系统工艺流程的A spen Pl us模拟计算结果通过简捷计算法估算、精确计算法核算和灵敏度分析后，得到各塔优化的理论塔板数、回流比和进料塔板数等操作参数，结果见表5，计算出的T1，他塔产物模拟计算结果见表6。
