VMGSim流程模拟软件在天然气净化装置中的应用
天然气净化中影响装置能耗工艺参数的分析
天然气净化中影响装置能耗工艺参数的分析发布时间：2022-11-29T11:53:41.992Z 来源：《科学与技术》2022年8月15期作者：高海霞郭亚兵杨巧玉[导读] 目前，在天然气净化中，主要使用装置脱除天然气中含有的CO2以及H2S高海霞郭亚兵杨巧玉杭州中泰深冷技术股份有限公司 311402 摘要：目前，在天然气净化中，主要使用装置脱除天然气中含有的CO2以及H2S。
但是现有工艺净化的可调变量较小，需要针对装置中脱酸单元的各个环节，加强对天然气的处理，确定其耗能参数，分析实际影响的变化趋势，从而对天然气脱酸装置的能耗影响进行优化处理。
本文对中影响装置能耗工艺参数进行分析。
关键词：天然气净化;装置耗能;工艺参数1天然气净化装置概述在天然气装置中，分为脱酸、回收及尾气处理单元。
其中燃料气与电能是消耗量最高的部分，装置耗能主要集中在脱酸再生、酸回收与尾气燃烧这几部分。
根据分析获得的数据统计，天然气与电能各自占据总能耗比例的90.15%/9.84%。
其中，锅炉消耗的能耗最大，主要是为天然气净化脱酸单元提供源源不断的热量;电能消耗是分布于净化厂的各个单元;其中，脱酸单元主要集中于MDEA溶液循环泵，硫磺回收则在主风机。
为了保证天然气净化，并降低装置高耗能。
需要针对现有运行装置和技术，采取有效的工艺措施，减少实际运行过程中装置对能源的消耗量，从而最大程度提高能源利用效率。
2.1净化过程根据天然气净化装置的年度运行指标，通过整理数据发现不同井场中的天然气，都是透不过干线运输到集配气总站，汇集后进行完整的分离与脱酸等环节处理。
经过处理的天然气，能够脱除内部的杂质，与MDEA等溶液混合，脱除内部含有的CO2以及H2S。
脱水单元使用的是TEG，能够脱除天然气含有的水分。
将天然气出来后，脱酸后送入吸收塔，含硫氣体从吸收塔底部进入，将CO2以及H2S脱除，经过处理后的净化气体被送入脱水单元;此时，底部出来的MDEA富液降压后，能够在闪蒸塔中溶解出烃类气体，通过与贫液进行接触，从而脱除内部的气体，并将气体送入燃料气系统。
基于深度学习的天然气净化厂物流智能优化
基于深度学习的天然气净化厂物流智能优化随着天然气的广泛应用，天然气净化厂所承担的任务也越来越重要。
天然气净化厂的物流系统对于整个生产线的效率和质量有着至关重要的作用，因此优化天然气净化厂的物流系统是一个迫切需要解决的问题。
目前，随着机器学习和人工智能的发展，深度学习的技术优势越来越受到人们的关注。
基于深度学习的优化方案，可以根据历史数据和实时数据来动态地调整天然气净化厂的物流系统，从而提高生产效率和生产质量。
一、天然气净化厂物流系统存在的问题在天然气净化厂的物流系统中存在着多种问题，例如，物流过程中遇到的交通堵塞、货柜运载能力有限、运输路线不稳定等问题。
这些问题可能导致物流时间延长、物流成本增加和物流错误增加。
而且，由于天然气净化厂的生产环节很多，物流数据的量很大，人工处理物流数据需要消耗大量工作量和成本。
二、基于深度学习的优化方案基于深度学习的优化方案可以为天然气净化厂的物流系统带来一系列的好处，例如：1.实时处理大量的物流数据。
深度学习系统能够处理物流系统中产生的所有数据，包括订单数据、仓储数据、跟踪数据等等。
2.快速地识别物流问题。
基于深度学习的系统能够快速地识别出物流问题，例如货柜堆积、车辆拥堵等问题。
3.自动化调整物流系统。
基于深度学习的系统能够根据地理位置信息、客户需求等因素自动化调整物流系统。
基于深度学习的优化方案主要包括以下几个步骤：1. 数据的采集与清洗在天然气净化厂的物流系统中，会产生大量的实时数据，例如各种传感器采集的数据，这些数据都需要进行清洗和预处理操作。
只有清洗干净的数据，才能进一步分析和使用。
2. 特征值的提取在清洗数据的基础上，需要进一步提取数据中有用的特征值。
例如，跟踪数据中的距离、时间、速度等，这些特征值可以传递给深度学习模型。
3. 建立深度学习模型特征值提取之后，需要建立深度学习模型，用于自动化调整物流系统。
建立模型过程中需要选择适当的算法和网络结构，同时根据真实数据对模型进行训练。
天然气净化装置的运行效果探析
天然气净化装置的运行效果探析天然气净化装置是用于去除天然气中的杂质和污染物的设备。
它的运行效果直接影响到天然气的质量和使用效果。
本文将从净化装置的工艺过程、运行参数和净化效果三个方面对天然气净化装置的运行效果进行探析。
天然气净化装置的工艺过程通常包括脱硫、脱气、除水和除尘等步骤。
首先是脱硫过程，通过加入化学脱硫剂或利用吸收剂来去除天然气中的硫化氢和二氧化硫等硫化物。
脱硫剂和吸收剂与天然气中的硫化物反应生成易于分离的化合物，从而达到脱硫的效果。
脱硫过程对天然气中的硫化氢和二氧化硫的去除效果较好，能使天然气的含硫量大幅减少。
接下来是脱气过程，主要利用精馏或吸附装置来去除天然气中的二氧化碳和其他杂质气体。
脱气过程的关键是选择适当的吸附剂或精馏塔来实现有效地分离和吸附。
脱气过程能够大大提高天然气的纯度，使其符合使用要求。
除水是天然气净化过程的重要环节，主要通过吸附剂或膜分离技术去除天然气中的水分。
水分是天然气中常见的污染物之一，如果不去除水分，会导致天然气管道和设备的腐蚀，降低天然气的使用效果。
除水过程能够有效地降低天然气中的水分含量，保证天然气的干燥度。
最后是除尘过程，利用过滤器或静电除尘装置去除天然气中的颗粒物和悬浮物。
除尘过程主要是利用滤芯或静电场的作用，将天然气中的颗粒物和悬浮物吸附或沉淀下来，从而达到除尘的效果。
除尘过程可以提高天然气的清洁度，保证其无污染、无异味。
天然气净化装置的运行效果与其运行参数密切相关。
运行参数包括温度、压力、流量和反应时间等。
温度和压力的选择要根据不同的工艺过程和反应条件来确定，以保证净化效果和设备的安全运行。
流量和反应时间则是影响净化效果的重要因素。
适当的流量和反应时间能够保证设备充分接触，提高净化效果。
天然气净化装置的净化效果可以通过对净化前后天然气的成分和性能进行分析来评估。
常用的评估指标包括天然气的纯度、含硫量、水分含量、悬浮物含量和颗粒物含量等。
通过比较净化前后的成分和性能差异，可以判断天然气净化装置的运行效果。
天然气净化装置用主要设备
能引起的应力腐蚀开裂 （Ｓ ） Ｓ Ｃ 和氢诱发裂纹（ Ｃ ＨＩ ）
收稿 日期 ：０ ５０．９ ２ ０ ．４１
设备要进行整体热处理 ， 焊缝应作硬度检查。
作者简介： 澎（９２）男， 王 １６一， 四川成都人， 高级工程师， 学士， 主要从事石油化工压力容器设计工作。电话：０８ （２ ）
８０ ４ ５ ６ １ ４ ０。
的汽提蒸气。当采用热虹吸式重沸器 时， 重沸器 出 口为气液两相 ， 并从塔的下部进入塔内 ， 气相即为向
上流动 的汽 提蒸 气 ， 液相 部 分 流人 塔 底 成为 再 生后
的贫液。被汽提 出来的酸性气体 （ 主要是 Ｈ Ｓ ｃ ２ ，ｏｚ 和水蒸气的混合物） 从再生塔顶排出， 经冷凝冷却后 分为气液两相 ， 气相（ 即酸气） 去硫磺 回收装置 回收
维普资讯
第２ ４卷第 ２期 ２０ ０ ６年 ４月
天 然 气 与 石 油
Ｎａ ｕ ａ ｓＡｎ Ｉ ｔｒＩ Ｇａ ｄ Ｏｉ
Ｖｏ ． ４， １２ Ｎｏ ２
Ａｐ ． ０ ６ ｒ２０
天 然笺 净 化 装 置用 主 要 设 备
ｔ
酸ｔ口 气 出
行传质 ， 从而脱除天然气 中的部分水分。湿天然气
从下向上经数层塔盘后成为输气温度下的干气 ， 并 从塔顶流出； 三甘醇贫液从上向下经数层塔盘后 ， 因 不断吸收水分而成为富液 ， 并从塔的下部流出， 然后
： 入 液
—
Ｌ．
—
、
／ Ｖ ＼
Ｖ ／ ＼ 半 贫胺
从塔顶流出。
气人 口
－ － ・ — － － — －
＋
． ．
富胺液
因原料天然气中含有 Ｈ Ｓ等酸性介质 ， ２ 故其材
Aspen软件在天然气净化过程中的模拟与优化
９ ５ Ｗ 降 低 了 ２ ６ ７ｋ 和 ４ １ ８ｋ 。采 用 ２ｋ ２ ９ ． Ｗ １ ． Ｗ Ａｓｅ ｌｓ 立的天然 气 Ｔ Ｇ 脱水 系统 计 算模 型 ｐ ｎＰ ｕ 建 Ｅ
得出， 随着 ＴＥ 循 环量 上 升 天然 气 干 气 含 水 量 下 Ｇ
实现脱 硫 目的 ， 同时 降低能 耗 。
Ａｐｎ ｓｅ 软件在天然气净化过程中的 模拟与优化
（ 书圣 ． 东 理 工大 学 硕 士 学 位 论 文 ，０ １ ３月 ） 谢 华 ２１年
量 为 ２ ０ ０ ２ １ ｍ ｄ的天然气 脱硫 脱 碳流 程进 行模 ｘ ／ 拟和 分析 ， 在相 同条 件 下 进行 天 然 气脱 硫 脱 碳 实 并 验 与模 拟计算 进行 比较 ； 常规 流 程 模 拟 的基 础上 在 模 拟计 算 和 分 析 两 种 优 化 流 程 ； 文 采 用 Ａｓ ｅ 论 ｐｎ Ｐｕ 软 件 天 然气 三 甘 醇 净 化装 置 脱水 工 艺 流 程进 ｌｓ 行模 拟优化 。 结果表 明 ： 通过 Ａｓｅ ｓ ｓ ｐ ｎ Ｈｙ ｙ 软件 建 立 的天 然 脱 酸系统计 算模 型得 出装 置 最优条 件为 吸收塔塔
净化之后 的天 然气进行 节 流降压 后进人 闪蒸 罐进行 闪蒸和 气液分 离处理 ， 依次 通过前 过滤 器 、 活性碳 吸
附过滤 器和 后过滤 器 之后 ， 样 过 滤 器将 进 行 再 生 这
Ｈ２ 量 从 ８７ ３ｍｇ ｍ。降低 至 １ ７ ～２ ． ／ Ｓ含 ４ ／ ． １ ７ ９ｍｇ
随着 天然气 工业 的快速 发展 和需求 量的 迅猛增 加， 以及 我 国节 能减 排 ， 源 战 略优 化 ， 然 气脱 酸 能 天 脱水研 究越 来越 受到重 视 和关 注 ， 开展 对 天然气 净
基于过程模拟的天然气MDEA法净化流程节能分析
基于过程模拟的天然气MDEA法净化流程节能分析
刘斯嘉
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2017(044)012
【摘要】利用过程模拟软件HYSYS,分别采用常规流程和双分流程,对相同规模的天然气MDEA法净化进行过程模拟分析,吸收剂采用45％ MDEA.模拟结果表明净化气均满足脱硫要求,双分流程脱硫能力更好.在同样贫液流量下以重沸器能耗为指标,比较结果表明双分流程比常规流程节能60％,并减小脱酸塔塔径.
【总页数】2页(P103-104)
【作者】刘斯嘉
【作者单位】广东寰球广业工程有限公司工艺管道室,广东广州510655
【正文语种】中文
【中图分类】TQ
【相关文献】
1.天然气净化装置节能措施分析 [J], 李岳峰;李亚东;濮新武
2.Aspen Plus基于不同吸收体系对高含CO2天然气净化流程模拟 [J], 陈颖;孔祥森;王建;
3.基于TGNET的天然气管线漏失动态过程模拟分析 [J], 杨帆;田园;朱娜
4.天然气净化厂气质达标工艺改造能耗与节能措施分析 [J], 程思杰;吴懈;纪文;杨海红;董栖君;罗圣洁;李薇
5.高含硫天然气净化厂节能降耗分析 [J], 黄健;胡超;陈廷库
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
天然气净化装置运行效果探析
天然气净化装置运行效果探析摘要：在输送天然气的过程中，会受到多种因素的影响，例如气源、管道的敷设以及辅助设备的磨损和腐蚀等等，这些因素的存在，都会影响到天然气净化装置的运行效果。
鉴于此，本文就天然气净化装置运行效果展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：天然气净化装置；应用；高效过滤器1.目前在国内外常用的天然气净化装置（1）重力沉降式分离器：这款天然气净化装置需要比较低的造价成本，有相对较低的分离的效率，一般较大颗直径（例如大于一百谬的）的杂质颗粒才能被它分离出来。
（2）旋风式分离器：这款天然净化装置同样造价比较低，但相比第一个得分离效率相对是较高的，但是他不适合将直径小于五谬的杂质去除干净，这是由于他的分离的原理所决定的，因此他对于天然气的净化等级要求是没办法达成的，所以一般的情况来看。
我们只是将它当成是预处理设备。
（3）湿法除尘器：这款的耗能相对较高，会造成二次污染，同样分离的效率也是比较高的，但是他的净化工艺相很特殊，同时其成本需求较高，因此现在来看已经基本不会采用此种装置了。
（4）滤芯/滤筒式过滤器：这款过滤器相比其他类型的除尘器的分离效果是相对比较突出的，但是他是针对小于三谬直径颗粒净化而言的，如今在好多的净化过程中这种过滤器也是应用相对较广泛一种。
即便是这样，他也有局限特性，他的局限性就是只能在含有的灰尘很少的情况下才可以。
但是我们知道，天然气管道里面的杂质颗粒数量在我国来讲可以说是越来越多，现在多的都已经超过了人们的预知了，所以，在这样特殊的情况下，滤芯/滤筒式过滤器现在也根本没办法满足了。
2.天然气净化装置的应用及优点就现在来看，许多大城市已经开始用上这类天然气的净化装置了，比如北京、上海、南京等全国各个城市的天然气净化厂，集输站以及门站中受到了相当广泛的应用了，而且也取得了非常好的经济以及生产效益。
在实际的应用中，有具体以下几个有点表现：（1）净化的能力相当的可观：总的净化效率已经超过了百分之99了，净化要求完全能够实现。
基于HYSYS和GA的天然气净化装置用能优化
基于HYSYS和GA的天然气净化装置用能优化
李奇;姬忠礼;段西欢;马利敏
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2011(031)009
【摘要】为了降低含硫天然气处理过程中的能量消耗和操作成本,应用工业流程模拟软件HYSYS建立了含硫天然气净化装置工艺模型,并基于数据对象接口(Automation)技术开发了HYSYS与矩阵数值分析软件Matlab之间的接口程序,将HYSYS工艺模型作为适值函数计算的基础并入遗传算法(GA)中,从而建立了基于HYSYS模拟和遗传算法的天然气净化装置用能优化模型.应用此优化模型对川渝地区某50×104 m3/d天然气净化装置的用能进行了操作参数优化,结果表明:在保证净化气产品质量的前提下,净化装置的用能降低了12.8％,经济效益明显提高.该方法通用性强,可用于其他过程系统的操作参数优化.
【总页数】5页(P102-106)
【作者】李奇;姬忠礼;段西欢;马利敏
【作者单位】中国石油大学(北京)机械与储运工程学院;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院;中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于ASPEN HYSYS和MATLAB天然气液化流程的优化 [J], 鹿院卫;刘丽华;吴玉庭;马重芳
2.高含硫天然气净化装置用能优化 [J], 魏荆辉;张恒伟;叶正勇;李军强;王丽萍;肖真;龚茂娣
3.基于夹点技术的天然气净化装置的用能分析 [J], 姚静;王瑶;匡国柱
4.基于HYSYS的天然气混合醇胺法脱酸仿真及工艺参数优化 [J], 刘天元
5.基于HYSYS的天然气脱碳工艺优化及动态分析 [J], 徐斌扬;吴晓南;李昊
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
浅谈天然气净化厂通过LIMS系统指导质量控制技术方法的应用
利用流程模拟技术解决芳烃抽提装置运行问题
利用流程模拟技术解决芳烃抽提装置运行问题摘要：本文针对大庆石化公司化工一厂芳烃抽提三套运行中存在汽提塔液泛、能耗偏高等问题，运用VMGSim流程模拟软件建立模型，分析实际运行与设计存在偏差，提出运行优化措施。
关键词：芳烃抽提能耗VMG流程模拟溶剂返洗1引言VMG 采用美国 NIST 的热力学研究中心的最新研究成果，经过多位世界级芳烃工艺技术专家的精心研究, 突破性的解决了萃取体系物性表征的难题, 开发完成了芳烃抽提装置专用的热力学方法，以及二元交互作用参数建立芳烃抽提装置完美的智能工厂模型。
2芳烃装置运行中存在问题装置自投产以来，主要存在以下问题：2.1汽提塔液泛开工过程中，运行负荷接近85%时，汽提塔会发生气液负荷增加，塔压降急剧上升，极易发生液泛，造成装置严重波动。
液泛严重时，装置被迫停工调整，成为装置开工、长周期运行的瓶颈。
2.2第二、三溶剂无法达到设计NNF自回收塔底贫溶剂分出三股，经过换热和流量控制与汽提塔进料一同进入汽提塔中，为第二溶剂；经过换热和流量控制与抽提进料进入抽提塔中，为第三溶剂。
二者设计指标为NNF，实际运行优化调整后，第二溶剂大约在25t/h,第三溶剂大约在12t/h,与设计偏差较大。
2.3实际运行能耗偏高S19蒸汽单耗在总体占比较高，设计占比约为85%，实际运行占比达到88%以上，其次占比较大是装置用电和循环水，循环水设计在总体能耗中占比约为2.55%，实际运行中达到3%以上。
S19、循环水均比设计用能高。
3芳烃装置工艺流程简介以环丁砜作为溶剂液-液萃取，产品为苯，副产抽余油和芳烃调和组分，工艺流程主要分为切割单元、抽提单元、干苯精制单元，其中抽提单元操作是装置核心部分，分为油循环、水循环和溶剂循环三大主线。
加氢汽油进入切割塔中进行蒸馏，塔底碳七及以上组分作为芳烃调和组分送往罐区，塔顶碳六及以上轻组分进入抽提塔，抽提塔分为抽提段和返洗段，塔顶非芳组分进入抽余油水洗塔，水洗后送往原料罐区；塔底富溶剂进入汽提塔，经过蒸馏除去全部非芳烃，并为抽提塔提供返洗液，汽提塔底富溶剂进入回收塔，回收塔塔顶粗苯进入干苯精制单元精制后，合格苯产品送往罐区，回收塔底贫溶剂循环进入抽提塔和汽提塔。
天然气净化装置的运行效果探析
天然气净化装置的运行效果探析天然气净化装置是用于清除天然气中的杂质和有害物质，提高气体纯度和质量的设备。
其运行效果直接影响到天然气的使用效果和安全性。
本文将就天然气净化装置的运行效果进行探析。
天然气净化装置对天然气中的杂质和有害物质进行有效的去除。
天然气中常见的杂质有硫化氢、二氧化碳、氮气等，有害物质有苯、烟尘等。
天然气净化装置通过化学反应、物理吸附、过滤等方法，能够将这些杂质和有害物质从天然气中分离出来。
天然气净化装置的运行效果直接决定了天然气中的杂质和有害物质的去除效果。
天然气净化装置对天然气的纯度起到了重要的影响。
纯度是衡量天然气质量的重要指标之一，纯度越高，说明天然气中的杂质和有害物质越少，对使用设备和环境的污染也就越小。
天然气净化装置能够有效地提高天然气的纯度，将天然气中的杂质和有害物质降到一个很低的水平。
天然气净化装置的运行效果直接决定了天然气的纯度。
天然气净化装置的运行效果还与设备的稳定性和可靠性息息相关。
天然气净化装置通常需要长时间连续运行，装置的稳定性和可靠性是保证其长期运行的关键。
如果天然气净化装置的运行效果不理想，可能导致设备故障和停机，影响天然气的供应和使用。
天然气净化装置的运行效果也关乎到能源供应的稳定性和可靠性。
天然气净化装置的运行效果还需要考虑能源消耗和环境效应。
天然气净化装置在去除杂质和有害物质的过程中，会耗费一定的能源，特别是在物理吸附和化学反应的过程中。
天然气净化装置的运行效果也需要考虑到能源消耗的问题。
天然气净化装置去除的杂质和有害物质会产生一定的废气和废水，对环境造成一定的影响。
天然气净化装置的运行效果也需要考虑到对环境的影响。
SIL在天然气净化厂控制系统安全分析中的应用
SIL在天然气净化厂控制系统安全分析中的应用目前针对天然气净化厂控制系统的安全分析主要采用的是危害和可操作性分析法(HAZOP)，该方法主要从工艺流程的参数偏差方面分析设计上存在的缺陷，而对仪表控制系统不能作更为详细的风险评估，而单独的安全完整性等级分析法(SIL)评估也不能完全识别出控制系统中存在的不足。
为此，提出了一种将SIL与HAZOP结合使用的分析方法，充分利用HAZOP分析的成果，对HAZOP识别出来的问题或缺陷再进行SIL评估；而另一方面，对没有进行HAZOP分析的安全仪表系统(SIS)进行单独的SIL评估，弥补了HAZOP对自控风险分析的不足。
应用结果表明：该方法在天然气净化厂是适用有效的，能为天然气净化厂改进SIS系统及其他技术改进提供指导。
关键词：天然气净化；风险；安全完整性等级；安全仪表系统；危害和可操作性分析；风险图表法天然气净化厂应用的控制系统较为复杂[1～2]，包含集散控制系统(Distributed Control System，DCS)、安全仪表系统(Safety Instrumented System，SIS)、远程终端装置(Remote Terminal Unit，RTU)和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等。
目前针对天然气净化厂控制系统的安全分析方法主要是危害和可操作性分析法(Hazard and Operability Studies，HAZOP)，该方法主要从工艺流程的参数偏差方面分析设计上存在的缺陷，而对仪表控制系统不能作更为详细的风险评估。
为确保装置的安全运行，SIS系统的配置显得非常重要。
安全完整性等级(Safety Integrity Level，SIL)评估主要针对SIS系统进行评估，包括控制回路的触发器、控制器、执行机构及其他保护措施。
笔者拟就SIL评估与HAZOP分析在天然气净化厂的结合应用进行分析和研究，进一步改良和完善HAZOP分析方法。
各个化工模拟软件区别
各大化工模拟软件比较1 概要目前，国内主要的化工流程模拟软件美国SimSci-Esscor公司的PRO/II，美国AspenTech公司的Aspen Plus，Hysys，英国PSE公司的gPROMS，美国Chemstations公司ChemCAD和美国WinSim Inc. 公司的Design II，加拿大Virtual Materials Group的VMGSim。
现将这几种软件简介归纳如下，供参考学习之用。
2 CHEMCAD, PROII, ASPEN的比较简单总结以下七点：1. 一般认为，PROII在炼油工业应用更为准确些，因其数据库中有不少经验数据；而ASPEN在化工领域表现更好，Aspen Plus与之比较有其它软件不可比拟的优点它基本上覆盖了以上各软件的所有优点。
有人比喻：PROII是经验派，ASPEN是学院派。
2. 学习aspen plus必备 1化工原理；讲化工过程得单元操作 2热力学方法；讲述物性计算方法； 3化工系统工程；讲述如何对化工系统进行建模，分析、求解如果简单掌握，1、2就可以了，如果想进一步深入，还需看看3，另外有一个有经验得老师辅导也是很重要的。
3. HYSYS主要用于炼油。
动态模拟是它的优势。
SPEN是智能型的，用于化工领域流程模拟，比较大或长的流程，而且数据库比较全，开方式的。
它和HYSYS现在是一家。
PRO／II可以用于设备核算，流程短，或精馏核算。
chemcad由于物性较少，使用不方面，相对较差，网上到处都可以下载，设计院不太使用，高校中有一定市场。
4. 我觉得aspen plus的计算是最精确的，数据库的建设也是最完善的。
不过我对它的操作不太适由于它考虑的方面非常全面，所以让我感觉学起来比较费劲。
chemcad的界面操作让人感觉非常简单，使用起来比较顺手。
但是数据库不是太大，我用的5.0版本，就只有2000中常用物质的物性数据。
PRO／II在这两方面都在中间。
烟气净化装备虚拟仿真实验建设
烟气净化装备虚拟仿真实验建设烟气净化装备是用于去除烟气中颗粒物和有害气体的设备，广泛应用于电力、石化、钢铁等工业领域。
虚拟仿真实验建设是利用计算机技术和虚拟现实技术，模拟真实环境中的实验过程，以增加实验的安全性、提高实验效率和降低实验成本。
烟气净化装备虚拟仿真实验建设是在虚拟仿真技术基础上，针对烟气净化装备进行实验建设的系统。
通过创建虚拟的实验环境，利用计算机模型对烟气净化装备的运行过程和效果进行模拟，供学生、工程师和研究人员进行学习、训练和研究。
1. 系统模型的建立：建立烟气净化装备的数学模型，包括烟气流动、颗粒物去除、有害气体吸收等过程。
通过数值计算方法，模拟实验过程中的物理过程和数据变化。
2. 虚拟实验平台的开发：开发烟气净化装备虚拟实验平台，包括实验环境的建立、实验设备的模型和控制系统的仿真。
通过图形界面和实验控制系统，使用户可以进行真实的操作和观察。
3. 实验数据的采集与分析：在虚拟实验过程中，采集实验数据并进行实时分析。
通过图表、曲线和报告等形式，展示实验数据的变化规律和效果评价。
4. 实验操作的模拟与培训：通过虚拟实验平台，模拟实验过程中的操作步骤和操作方法。
提供培训和指导，使用户能够熟悉实验设备的操作要点和注意事项。
5. 实验效果的评价与优化：基于虚拟实验结果和实验数据，对烟气净化装备的效果进行评价和优化。
通过对比实验数据和模拟结果，优化装备结构和操作参数，以达到更好的净化效果。
1. 安全性高：无需真实操作烟气净化装备，避免了操作中的风险和安全隐患。
2. 效率高：无需搭建实验设备和消耗实验材料，节省了实验成本和时间。
3. 灵活性强：可以调整实验条件和参数，进行多种不同情况的模拟实验。
4. 可视化强：通过图形界面和实时数据显示，直观地观察实验结果和数据变化。
5. 教育意义大：为学生提供了实践和操作的机会，增强了对烟气净化装备原理和工作过程的理解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
V M G S i m 流程模拟软件在天然气净化装置中的应用张小兵1王敏灏2向里1蒋吉强11.中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂2.北京交通大学摘要采用VMG S i m软件,建立与现场装置吻合的天然气净化全流程数学模型,计算分析脱硫脱碳㊁脱水㊁硫磺回收㊁尾气处理㊁酸水汽提等装置的重要参数及能耗情况,与装置实际运行参数进行对比,以验证软件模型的准确性与可靠性,并利用该模型快速提取关键参数,用于指导大型天然气净化厂的节能经济运行㊂关键词 VMG S i m 流程模拟节能经济D O I:10.3969/j.i s s n.1007-3426.2019.04.005A p p l i c a t i o no fV M G S i m p r o c e s s s i m u l a t i o n s o f t w a r e i n g a s p u r i f i c a t i o n p l a nZ h a n g X i a o b i n g1,W a n g M i n h a o2,X i a n g L i1,J i a n g J i q i a n g11.C h o n g q i n g G e n e r a lG a sP u r i f i c a t i o nP l a n t o f P e t r o c h i n aS o u t h w e s tO i l&G a s f i e l dC o m p a n y,C h o n g q i n g,C h i n a;2.B e i j i n g J i a o t o n g U n i v e r s i t y,B e i j i n g,C h i n aA b s t r a c t:B y u s i n g VMG S i ms o f t w a r e,t h em a t h e m a t i c a lm o d e l o f t h ew h o l e p r o c e s s o f n a t u r a l g a s p u r i f i c a t i o n p l a n t w a se s t a b l i s h e d,w h i c h w a si na c c o r d a n c e w i t ht h ef i e l d p l a n t.T h ei m p o r t a n t p a r a m e t e r sa n d e n e r g y c o n s u m p t i o n o f d e s u l f u r i z a t i o n a n d d e c a r b o n i z a t i o n,d e h y d r a t i o n,s u l f u r r e c o v e r y,t a i l g a s t r e a t m e n t,a c i dw a t e r s t r i p p i n g a n d o t h e r d e v i c e sw e r e c a l c u l a t e d a n d a n a l y z e d.T h e a c c u r a c y a n dr e l i a b i l i t y o f t h es o f t w a r e m o d e lw e r ev e r i f i e db y c o m p a r i n g w i t ht h ea c t u a lo p e r a t i o n p a r a m e t e r s o f t h e p l a n t,a n d t h ek e yp a r a m e t e r sw e r e q u i c k l y e x t r a c t e db y u s i n g t h em o d e l t o g u i d e t h e e n e r g y-s a v i n g a n d e c o n o m i c o p e r a t i o no f l a r g e-s c a l en a t u r a l g a s p u r i f i c a t i o n p l a n t s.K e y w o r d s:VMG S i m,p r o c e s s s i m u l a t i o n,e n e r g y-s a v i n g e c o n o m y以某大型天然气净化厂600ˑ104m3/d天然气净化装置为研究对象,利用VMG S i m流程模拟软件,模拟计算天然气脱硫脱碳㊁脱水㊁硫磺回收㊁尾气处理㊁酸水汽提等工艺过程,对比分析装置实际运行参数与模拟计算参数,为天然气净化厂的节能经济运行提供理论支撑㊂1各单元热力学模型的建立该装置工艺流程由胺法脱硫脱碳㊁T E G脱水㊁三级常规克劳斯硫磺回收+标准S C O T尾气处理及酸水汽提组成㊂1.1脱硫脱碳单元1.1.1热力学模型-胺包的选择胺法脱硫的工艺原理是胺在水中形成碱性溶液,而酸性气体如C O2和H2S在水溶液中形成弱酸㊂因此,吸收过程建立了酸碱平衡反应,大量酸性气体以有机盐的形式存在于溶液中㊂由于盐的生成反应是放热的,所以低温更利于反应向生成方向进行㊂盐的形成反应可以通过提供热量来逆转,这是在再生塔中完成的,贫胺可以回到吸收塔中循环使用㊂VMG S i m的胺热力学模型能够模拟各种胺的混合溶剂以及任意胺和作者简介:张小兵(1984-),男,四川荣县人,工程师,2009年毕业于四川大学化学工艺专业,长期从事天然气净化生产运行管理工作㊂E-m a i l:z h a n g_x b@p e t r o c h i n a.c o m.c n碳酸钾的混合溶剂㊂胺热力学模型是基于在液相中吉布斯过剩自由能的概念,由3部分组成,如式(1)所示㊂G E=G E L R+G E M R+G E S R(1)式中:E为吉布斯过剩自由能;L R为极限值相关的长程静电力;M R和S R分别为溶剂/离子相互作用的中短程及局部作用项㊂VMG S i m提供了非常丰富的溶剂数据库,即:①链烷醇胺,包括:M D E A㊁T E A㊁D I P A㊁D E A㊁D G A㊁M E A,以及任意多种溶剂的混合物;②物理溶剂,包括:D MT E G㊁S e l e x o l㊁碳酸丙稀脂㊁N F M㊁M P G e n o s o r b;③物理-化学溶剂;如环丁枫与D I P A 及M D E A的混合溶剂;④无机盐,如碳酸钾㊂从工艺物流中脱除如C O2和H2S等酸性气是许多行业必须的工艺过程,这些行业包括气体加工㊁石油炼制㊁合成气净化㊁氨的合成和气化工艺等㊂尽管这些酸性气脱除工艺过程非常普通并且已经应用了许多年,但是精确模拟这些包含化学反应及选择性的工艺过程仍面临着挑战,而VMG S i m能够准确地模拟胺的混合溶液以及任意胺和碳酸钾的混合溶液在净化工艺过程中的详细功能㊂VMG S i m允许修改i=C O2和i=H2S的质量传递系数的值K o g,i=e i K p o g,i(2)式中:K o g,i为气相总体积传质系数;K i为气液平衡常数;e i为系数,可以让匹配的设备性能数据以及添加化学活化剂相关的效应增强[1]㊂1.1.2脱硫脱碳工艺流程的建立现给定装置原料气处理量为603ˑ104m3/d,压力为6.26M P a,温度为27.9ħ,原料气组成见表1㊂表1原料气组成T a b l e1F e e d g a s c o m p o n e n t%组分C H4C O2H2S C2H6C3H8H2O 摩尔分数96.751.900.700.450.040.16本单元采用化学法吸收工艺,利用C T8-5 (VMG S i m软件无法直接计算C T8-5脱硫溶剂,故而采用与之相近的M D E A溶剂进行模拟)水溶液在吸收塔内与含硫天然气逆流接触,吸收脱除含硫天然气中的酸性组分,脱硫后的湿净化气进入脱水单元㊂C T8-5水溶液通过蒸汽加热再生出酸性气体,进入硫磺回收单元㊂脱硫脱碳单元工艺流程如图1所示㊂1.2脱水单元1.2.1热力学模型-性能包的选择就像A P R(a d v a n c e dP e n g R o b i n s o n)属性包一样,A P R N G(a d v a n c e d P e n g R o b i n s o n f o r n a t u r a l g a s)即针对天然气的A P R方程修改了原始的彭罗宾逊(P R)状态方程㊂它比A P R属性包更为专业㊂A P R N G方程最适用于碳氢化合物在水中的溶解度,专门用于计算酸气中的水含量㊁水合物抑制剂㊁乙二醇和烃类的溶解度㊂1.2.2脱水工艺流程的建立脱水单元主要实现湿净化气中的水分脱除㊂塔内湿净化天然气自下而上与T E G贫液逆流接触,脱除天然气中的饱和水㊂脱除水分后的天然气出塔后作为产品天然气输出,产品气要求水露点<-5ħ(在出厂压力条件下)㊂而T E G富液通过T E G再生器加热再生后成为T E G贫液,循环使用㊂脱水单元工艺流程如图2所示㊂1.3硫磺回收单元1.3.1基本克劳斯反应H2S+1/2S O2ң1/x S+H2O(Ⅰ)H2S+3/2O2ңS O2+H2O+热量(Ⅱ)2H2S+S O2ң3/x S x+2H2O+热量(Ⅲ)在改进的克劳斯工艺中,根据式(Ⅱ)的反应,进料气流中1/3的H2S经燃烧形成S O2㊂生成的S O2随后根据式(Ⅲ)与H2S平衡发生反应,生成气相的元素硫S x和H2O[2-4]㊂1.3.2热力学模型选择克劳斯过程的热力学模型较为简单,只要考虑到多种气相中的硫化物,同时考虑建立恰当的液硫物理性质的模型㊂由于所有在克劳斯反应炉和反应器中可能发生的反应使用平衡常数表示是不实际的㊂吉布斯自由能最小化的过程是必要的,因此,理想气体的吉布斯自由能在克劳斯过程中的反应需要1个较大的温度范围㊂从298.15K到3000K,VMG C l a u s性能包为以下物质提供了非常准确的理想气体的吉布斯自由能:S㊁S2㊁S3㊁S4㊁S5㊁S6㊁S7㊁S8㊁C O㊁C O2㊁S O2㊁S O3㊁H2O㊁H2S㊁N H3㊁C O S㊁C S2㊁C1㊁C2㊁C3㊁i-C4㊁n-C4㊁i-C5㊁n-C5㊁C6㊁C7㊁C8㊁C9㊁C10[5-6]㊂1.3.3常规克劳斯硫磺回收工艺流程建立该厂设有2套相同的常规克劳斯硫磺回收装置,与3套规模为600ˑ104m3/d的脱硫脱碳装置匹配,故可视为单套硫磺回收装置与900ˑ104m3/d的脱硫脱碳装置匹配㊂自脱硫单元来的酸气进入克劳斯反应炉,与自风机送出的空气按一定配比在炉内进行克劳斯反应,生成单质硫㊂而后,过程气进入三级常规克劳斯反应器中,在温度较低的情况下用特定的催化剂继续克劳斯平衡反应,将过程气中残留的H2S和S O2在催化剂作用下进一步转化生成硫㊂工艺流程见图3㊁图4㊂1.4S C O T尾气处理单元1.4.1热力学模型-胺包的选择S C O T尾气处理单元采用M D E A溶液为吸收溶剂,反应与脱硫脱碳单元类似,采用相同的胺包㊂1.4.2S C O T尾气处理工艺流程建立硫磺回收装置尾气在线燃烧炉混合室混合升温至最佳反应温度后,过程气进入加氢反应器,在钴/钼催化剂的作用下,硫磺回收装置尾气中的S O2㊁S6㊁S8几乎全部被还原转化为H2S㊂经过冷却后的过程气气流进入吸收塔,被M D E A溶液吸收,剩余尾气经焚烧炉焚烧后排放㊂完成吸收后的M D E A富液经蒸汽再生循环使用㊂尾气处理工艺流程见图5㊁图6和图7㊂1.5酸水汽提单元1.5.1热力学模型选择A P R模型具有P R模型的所有特征,该模型计算酸气中的水含量,以及各类物质在水中溶解度比P R方程更合适,且还具有大量与温度相关的相互作用参数,以及体积平移提升液体密度计算的能力㊂1.5.2酸水汽提单元工艺流程建立从尾气处理单元及其他单元来的酸水进入酸水汽提塔,与来自酸水汽提塔重沸器的蒸汽逆流接触㊂酸水汽提塔顶部出来的气体返回至尾气处理装置急冷塔进一步处理㊂酸水汽提塔底部出来的汽提水经换热冷却后,进入检修污水系统,见图8㊂2模拟参数与实际参数的对比2.1脱硫脱碳及脱水单元对现有装置负荷进行调整,将原料气处理量调整到604ˑ104m3,压力为6.124M P a,温度33.9ħ,模拟数据与实际原料气参数值保持一致,并调整脱硫脱碳㊁脱水单元循环量与之对应㊂原料气㊁产品气组成及其他主要工艺参数对比见表2~表4㊂表2原料气组成对比y/% T a b l e2C o m p a r i s o no f s o u r g a s c o m p o s i t i o n组分C H4C O2H2S C2H6模拟值96.751.90.70.13实际值96.751.90.70.13表3为产品气组成对比㊂由表3可知,模拟所得产品气气质与实际产品气气质较为接近,且完全达到G B17820-2012‘天然气“中二类天然气的技术指标要求㊂表3产品气组成对比y/% T a b l e3C o m p a r i s o no f p r o d u c t g a s c o m p o s i t i o n组分C H4C O2H2S C2H6H2O 模拟值98.4761.370.000680.1430.0050实际值98.3221.400.000460.1330.0051表4脱硫脱碳及脱水单元其他主要工艺参数对比T a b l e4C o m p a r i s o no f o t h e rm a i n p r o c e s s p a r a m e t e r s o f d e s u l f u r i z a t i o n,d e c a r b o n i z a t i o na n dd e h y d r a t i o n u n i t对象原料气处理量/(104m3㊃d-1)产品气流量/(104m3㊃d-1)产品气ρ(H2S)/(m g㊃m-3)产品气水含量/10-6脱硫溶液循环量/(k g㊃h-1)再生蒸汽用量/(k g㊃h-1)胺液质量分数/%脱水溶液循环量/(t㊃h-1)汽提气用量/(m3㊃h-1)模拟值6045987.89140.00117000.0012992.5845.004.92020实际值6045946.62449.68117515.8013380.4446.364.92018表5硫磺回收单元主要工艺参数对比T a b l e5C o m p a r i s o no fm a i n p r o c e s s p a r a m e t e r s o f s u l f u r r e c o v e r y u n i t对象酸气总量/(m3㊃h-1)空气流量/(m3㊃h-1)酸气组成,y/%H2S C O2烃类酸气温度/ħ主炉温度/ħ模拟值9089.59173.141.8257.660.5240.00924.7实际值8162.38592.244.8354.370.8041.381018.5表6各级再热炉参数对比T a b l e6P a r a m e t e r s c o m p a r i s o no f r e h e a t i n g f u r n a c ea t a l l l e v e l s对象一级再热炉出口温度/ħ二级再热炉出口温度/ħ三级再热炉出口温度/ħ一级空燃比二级空燃比三级空燃比模拟值260.00220.00200.009.389.389.38实际值260.12220.14200.069.249.199.172.2硫磺回收单元需要指出,本工程为3套600ˑ104m3天然气净化装置对应2套硫磺回收装置与2套尾气处理装置,3套脱硫脱碳单元再生酸气视为均匀进入2套硫磺回收装置㊂故单套回收装置酸气来源包含3部分,即:①本套装置脱硫脱碳单元产生的酸气;②另外一套装置脱硫脱碳单元产生酸气量的50%;③本套S C O T尾气处理装置再生酸气㊂硫磺回收单元酸气量模拟值与实际有一定差距,可能是由于模拟时选用M D E A溶液㊁溶液质量㊁塔板效率㊁计量误差等多方面原因导致(见表5)㊂在各级再热炉工况相近的(见表6)情况下进行生产,得到的尾气组分与实际差距较大(见表7),但是总硫比例相差不大,说明模拟计算的回收率与实际接近,只需在配风上加以调整即可㊂表7硫磺回收单元尾气数据对比T a b l e7C o m p a r i s o no f t a i l g a s d a t a i ns u l f u r r e c o v e r y u n i t y/%组分H2S S O2C O H2N2C O S C O2C S2模拟值0.0990.6420.7010.50447.0670.02531.4540.030实际值0.4250.2030.4550.48256.4290.00540.8380.000 2.3尾气处理及酸水汽提单元尾气处理装置重要参数见表8~表10㊂表8尾气处理装置反应器出口过程气组成T a b l e8P r o c e s s g a s c o m p o s i t i o no f r e a c t o r o u t l e t o ft a i l g a s t r e a t m e n t u n i t y/%组分H2S S O2C O H2N2C O S C O2模拟值0.82200.0361.27451.2720.00229.115实际值0.97100.0141.14063.3820.00033.558表9尾气处理装置其他工艺参数T a b l e9O t h e r p r o c e s s p a r a m e t e r s o f t a i l g a s t r e a t m e n t u n i t对象反应器入口温度/ħ急冷水循环量/(k g㊃h-1)富液循环量/(k g㊃h-1)贫液循环量/(k g㊃h-1)胺液质量分数/%重沸器蒸汽用量/(k g㊃h-1)外排酸水量/(k g㊃h-1)模拟值230.00102266.3286000.0084000.0040.008800.002859.2实际值227.81101508.4093788.3593038.8939.268063.882982.6表10尾气处理装置尾气组成y/% T a b l e10T a i l g a s c o m p o s i t i o no f t r a i l g a s t r e a t m e n t u n i t组分H2S S O2H2O N2O2模拟值00.01712.5563.230.09实际值00.0167.5076.283.89从表8~表10对比可知,过程模拟计算得到的诸如反应器出口氢含量㊁反应器出口有机硫含量㊁硫回收率等关键参数,与实际值接近㊂因为尾气组分中的C O2日常未进行人工分析,故而未在上述表中列出㊂根据表10尾气中硫含量,通过硫平衡计算可得硫回收率为99.9%,与实际硫回收率99.9%一致㊂3结论(1)利用VMG S i m软件,建立了与现场装置吻合的天然气净化全流程模型,并通过模拟计算得到脱硫脱碳单元㊁脱水单元㊁硫磺回收单元㊁尾气处理单元㊁酸水汽提单元的过程数据㊂通过对比,模拟数据与实际生产数据接近,外输产品气满足G B17820-2012‘天然气“二类气气质指标,外排尾气中S O2质量浓度和S O2排放速率均满足G B16297-1996‘大气污染物综合排放标准“㊂(2)硫磺回收单元流程模拟配风是微量过风,这是为了维持硫磺回收单元尾气中含有足够的S O2㊂然而在实际装置操作中,为防止S O2穿透,采取的配风方式是使硫磺回收尾气H2S与O2体积比大于2ʒ1,从而保证尾气处理单元的平稳运行[7]㊂(3)VMG S i m流程模拟软件虽然在产品气质量㊁尾气S O2排放等关键指标上显示出一定的预测性,但在硫磺回收单元过程气组成运算中与实际数据存在一定的误差,还需要持续对计算过程进行优化调整㊂(4)通过对天然气净化装置的多项关键数据进行对比验证,VMG S i m全流程的建立有利于模拟装置运行与参数调整,对大型天然气净化装置的节能㊁经济运行具有一定的指导意义㊂参考文献[1]廖小敏.聚乙二醇二甲醚(N H D)脱硫系统模拟与优化改造[D].南昌:南昌大学,2010.[2]刘文君,余姣,马向伟,等.影响硫磺回收装置长周期运行因素分析[J].石油与天然气化工,2017,46(1):27-33.[3]陈赓良,肖学兰,杨仲熙,等.克劳斯法硫磺回收工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2007.[4]曹文全,韩晓兰,周家伟,等.常规克劳斯非常规分流法硫磺回收工艺在天然气净化厂的应用[J].石油与天然气化工,2016,45 (5):11-16.[5]高艳楠,常宏岗.基于VMG S i m的M C R C工艺模拟计算与分析[J].化学工程与装备,2009(11):8-11.[6]熊俊杰,李涛,王小强,等.M C R C硫磺回收装置堵塞原因分析及预防措施[J].石油与天然气化工,2015,44(5):34-37. [7]马建明,刘文君.硫磺回收装置的流程模拟及操作优化研究[J].石化技术,2017,24(5):췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍39-40.收稿日期:2019-04-08;编辑:温冬云。