十计算机在化工设计中的应用

合集下载
  1. 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. 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. 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)。
十计算机在化工设计中的应 用
流程模拟软件
✓Aspen ✓Pro II ✓Chemcad ✓Hysys
ASPEN PLUS
➢ 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[wiki]软件[/wiki]。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 。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著 名的工程公司都是Aspen Plus的用户。
ASPEN 特性
➢ ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录,在一个工艺过程的制造 的整个生命周期中提供巨大的经济效益,制造生命周期包括从研究 与开发经过工程到生产。
➢ ASPEN
PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft
Windows图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力
AspenTech公司的工程软件产品已被用于 设计和改进工厂和工艺流程,以使装置全 生命操作周期的回报得以最大化;制造与 供应链软件产品则让企业提高工厂与供应 链的利润。把此两大产品系列结合在一起 则创造出了企业运营管理(Enterprise Operations Management,简称EOM) 解决方案,它是一个能让过程工业制造商 显著改进操作性能的集成化的企业级系统 。
最大。
➢ ASPEN PLUS拥有精确模拟范围广泛的实际应用所需的工程能力 , 这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的 工艺过程。
➢ ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核 心部分, 该技术能在你公司的整个过程工程基本设施范围内捕获过 程专业知识并充分利用。
单变量控制器,多变量的控制器,物流计算器,流 程优化器,过程数据,用户自定义操作单元,(电解 质模块,SIMSCI外接的模块) 等.
用户扩展功能
用户自定义物流属性包;增加用户组份数 据;增加热力学计算方法;增加自定义操 作单元模块120个;增加自定义计算模 型7个;增加自定义电解质模型20个等
➢ 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/分离器方面Mixer/splitter
➢ 精馏模型:Inside/out, SURE, CHEMDIST 算法、两/三相
精馏、四个初值估算器、电解质、反应精馏和间歇精馏、简 单模型、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
➢ 数据拟合:将工艺模型与真实的装置数据进行拟合,确保精确的 和有效的真实装置模型。
➢ 优化功能:确定装置操作条件,最大化任何规定的目标,如收率 、能耗、物流纯度和工艺经济条件。
➢ 开放的环境:可以很容易地和内部产品互相整合,或者是第三方 软件。可以是实用微软的 Excel , FORTRAN 或者 Aspen Custom Modeler来创建模型,Aspen plus 支持工业标准,比如 CAPE- OPEN 和 IK-CAPE ,Aspentech 是 CAPE-OPEN 实验室 网络的会员。
➢混合物数据:用于3000多VLE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 (GPSWAT)的酸水包、气体和液体氨处理 、硫醇等
热力学计算方法60多种:
➢ 操作单元:
➢ 闪蒸罐,缩略图,间歇精馏器,蒸馏器,液-液 抽提精馏器,侧线塔,压缩机,结晶器,旋流器, 减压设备,溶解器,膨胀机,闪蒸,带有固体的闪 蒸,LNG多股流换热器,精确核算型换热器,简单 换热器,严格空冷器模型,加热/冷却曲线,混合 器,相包络,管道,聚合物反应器,泵,回流泵, 阀,刮膜式蒸发器,平衡反应器,转换反应器,吉布 斯反应器,塞流反应器,平推流反应器,全混流反 应器, 间歇式反应器,固态颗粒分离器,分裂器,
➢ 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
二、软件功能特点
➢ 适用的行业:油/气加工、炼油、化工、
化学工程、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
ASPEN 功能
➢ ActiveX (OLE Automation)控件. 可以和微软 Excel 和 Visual Basic 方便的 连接,支持 OLE (对象链接与嵌入)功能,比如像复制,粘贴或链接。 ➢ 全面的单元操作:包括气/液,气/液/液,固体系统和用户模型。 ➢ ACM Model Export选项:用户可以在 Aspen Custom Modeler ( ACM )创 建模拟模型和编译。编译好的模型可以应用在 Aspen Plus 静态模拟中,可以是序贯 模块法模式下或面向方程的解决方案的模式下。 ➢ 热力学物性: 物性模型和数据是得到精确可靠的模拟结果的关键。 Aspen plus 使用广泛的、已经验证了的物性模型,数据和 Aspen Properties 中可用估算方法 ,它涵盖了非常广泛的范围——从简单的理想物性流程到非常复杂的非理想混合物和 电解质流程。内置数据库包含有8500种组分物性数据,包括有机物,无机物,水合 物,和盐类;还有 4000 种二元混合物的 37,000 组二元交互数据,二元交互数据 来自于 Dortmund 数据库,获得 DECHEMA 授权。 ➢ 收敛分析:自动分析和建议优化的撕裂物流、流程收敛方法和计算顺序,即使是 巨大的具有多个物流和信息循环的流程,收敛分析非常方便。
➢ 美国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。
一、国内应用情况
1. 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。
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 、脱异丁烷塔等
➢ 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
ASPEN 功能
➢ Calculator models 计算模式 : 包含 ad-hoc 计算与 内嵌的 FORTRAN 和 Excel 模型接口。
➢ 灵敏度分析:非常方便地用表格和图形表示工艺参数随[wiki]设 备[/wiki]规定和操作条件的变化而变化。
➢ 案例研究: 用不同的输入进行多个模拟,比较和分析。 Design Specification 功能: 自动计算操作条件或设备参数,满足指定的性 能目标。
ASPEN目标:优化流程设计
Aspen Plus 在整个工艺装置的从研发、 工程到生产生命周期中,提供了经过验证 的巨大的经济效益。它将稳态模型的功能 带到工程桌面,传递着无与伦比 的模型功 能和方便使用的组合。利用Aspen Plus公 司可以设计、模拟、故障诊断和管理有效 益的生产装置。
AspenTech:创新理念
➢ 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、
➢ 换热器模型:管壳式、简单式和LNG换热器、严格空冷
器模型、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
2. 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。
3. 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。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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)。
学习aspen plus必备 知识
➢化工原理:讲化工过程的单元操作 ➢热力学方法:讲述物性计算方法 ➢化工系统工程:讲述如何对化工系统进
行建模,分析、求解 如果简单掌握前两点就可以了,如果想 进一步深入,还需看看第三点。
PRO/II
➢ 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。
➢ 在实际应用中,ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算 、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化 一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。
ASPEN 功能
➢ Aspen Plus AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员,它是一套非 常完整产品,特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有 着非常重要的促进作用。自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析 ,产品优化和其它许多商业流程结合。 ➢ Aspen Plus包括数据,物性,单元操作模型,内置缺省值,报告及 为满足其它特殊工业应用所开发的功能。比如像电解质模拟,Aspen Plus 主要的功能如下: ➢ Windows交互性界面:界面包括工艺流程图形视图,输入数据浏览 视图,独特的"NEXT"专家向导系统,来引导用户进行完整的、一致的流程 的定义。 ➢ EO模型:方程模型有着先进参数管理和整个模拟的灵敏分析或者是 模拟特定部分的分析。序贯模块法和面向方程的解决技术允许用户模拟多 嵌套流程。即使很小问题也能很快地、精确的解决,比如像塔的 divided sump simulation.
相关文档
最新文档