Aspen_Plus石油炼制过程的模拟解析
Aspen高级班石油炼制过程的模拟剖析
2021年3月29日
ASSAY组分的表征
• 输入蒸馏曲线 • 蒸馏曲线分割为很多个片段 (TBP Cut points) • 每一个片段生成一个虚拟组分每一个虚拟组分的性质
以下列参数的平均值为基础进行估算:
– 分子量 (MW) – 正常沸点 (NBP) – 密度或比重 (API or SG)
1) 油品馏程分析数据的处理; 2) 初馏塔的模拟计算; 3) 常压塔的模拟计算; 4) 减压塔的模拟计算; 5) 计算原油中所含杂质硫在各种产品中的分布。
2021年3月29日
掌握如下新的内容:
• 1) 石油炼制过程蒸馏单元的模拟步骤; • 2) 流程模拟软件中石油馏份的特殊处理方法; • 3) 掌握PETROFRAC单元操作模型的使用; • 4) 产品中杂质分布的计算。
2021年3月29日
复习:建立流程模拟模型的基本步骤
• 确定模拟范围,绘制模拟流程图; • 将已知条件输入相应表格:
– SETUP – COMPONENTS – PROPERTIES – STREAMS – BLOKS。
• 运行模拟计算 • 检查结果
2021年3月29日
油品分析和虚拟组分
目标:
学习输入石油分析数据, 创建调和组分(油品混合), 以及表征石油馏分
2. 在 Assay-Blend 目标管理器下, 创建一个 assay 并且提供一个名称(ID).
3. 在BasicData\DistCurve表中,输入蒸馏曲线 数据.
4. 在BasicData\DistCurve表中,输入油品重度 ,或者在BasicData\ Gravity/UOPK表中,输 入重度曲线或UOPK曲线数据.
(完整word版)Aspen-plus模拟甲苯脱烷基制苯过程
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。
炼油模拟技术 aspen应用
Assay(石油)数据库
软件内置的Assay 数据库,包含 194 种石油的分 析数据, 其中有: 来自Phillips 石油数据库的10 种石油 来自文献的184种石油
在 Component Specifications\Petroleum表,查 找Assay 库文件。 和Phillips Petroleum 石油分析数据库的接口,其 中收集了超过250种石油的数据 *
油品的切割
虚拟组分从油品分析数据生成., 你可以规定切割温 度或切割片段(窄馏份)的宽度; Components\PetroCharacterization\Generation\Cuts 表上,规定切割温度等; 缺省值是40个切割点: 温度范围(F) 点数 增量(F)
100~800
800~1200
油品分析数据计算程序
Version 9 或更新的版本 Version 8 或更老的版本 恩氏蒸馏D86转换实沸点
蒸馏曲线转换方法:
Edmister Edmister-Okamota API187 API194
D2887转换实沸点
蒸馏曲线计算方法(续)
曲线处理选项
初馏点 (Initial boiling point)
原油的实验室蒸馏
平衡蒸发曲线 相当于油品在一定压力与温度条件下一次闪蒸 的汽化曲线,可用于确定油品在不同汽化率时 的温度和油品的泡点、露点温度。 试验温度≤370℃,否则有裂化产生。
蒸馏曲线
蒸馏曲线类型:
恩氏蒸馏ASTMD86、D1160、D2887 实沸点蒸馏曲线TBP(重量基准、液相体积基准) 真空蒸馏曲线Vacuum (重量基准、液相体积基准)
Aspen Plus精馏模拟(塔设计)
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。
化工流程模拟实训:Aspen Plus教程 第10章工艺流程模拟课件
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1
目录
• 10.1 带循环的工艺流程 • 10.2 工艺流程模拟
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2
10.1 带循环的工艺流程模拟
化工流程中的循环回路
大多数化工流程模拟都存在循环回路,存在两种循环: • 组分循环(循环质量和能量) • 热量循环(仅仅循环能量)
Purge
Product
主流程处理顺序
S9
S10
U7
S1
S2
S3
S4
S6
S7
S8
U1
U2
U3
U4
U5
U6
S5
R1
Recycle Stream Guessed R1 S3 S4 S6
Calculation Sequence U1,(U2,U3,U4,U5),U6 U1,(U3,U4,U5 ,U2),U6 U1,(U4,U5 ,U2,U3),U6 U1,(U5 ,U2,U3,U4),U6
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11
10.1 带循环的工艺流程模拟
撕裂流与计算顺序的关系
在默认状态下,Aspen总是取撕裂流数为最小 时的计算顺序
最小切断物流数时的计算顺序并不一定是最佳 的计算顺序
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12
10.1 带循环的工艺流程模拟
循环工艺流程
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10.1 带循环的工艺流程模拟
循环回路流程模拟的解决方法
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19
10.1 带循环的工艺流程模拟
• 输入物流FEED1和FEED2进料条件,模块DIST1 和DIST2参数,运行模拟,控制面板显示错误,流 程不收敛。 在 Control Panel ( 控 制 面 板 ) 中 的 “Flowsheet Analysis(流程分析)”页面查看 默认撕裂流为RECY-H2O、RECYCLE。
ASPEN_PLUS_介绍及模拟实例
ASPEN PLUS的热力学模型(适用体系)
非理想体系——采用状态方程与活度系数相 结合的模型;
原油和调和馏分;
水相和非水相电解质溶液; 聚合物体系。
ASPEN PLUS的热力学模型(状态方程)
• • • • • • • • • • Benedict-Webb-Rubin-Lee-Starling(BWRS); Hayden-O’Connell; 用于Hexamerization的氢-氟化物状态方程; 理想气体模型; Lee-Kesler(LK); Lee-Kesler-Plocker; Peng-Robinson(PR); 采用Wong-Sandler混合规则的SRK或PR; 采用修正的Huron-Vidal-2混合规则的SRK或PR; 用于聚合物的Sanchez-Lacombe模型。
• • • • • • API酸水方法; Braun K-10; Chao-Seader; Grayson-Streed; Kent-Eisenberg; 水蒸气表。
ASPEN PLUS的物性分析工具
• 物性常数估算方法:可用于分子结构或其他易测 量的物性常数(如正常沸点)估算其他物性计算 模型的常数。 • 数据回归系统:用于实验数据的分析和拟合。 • 物性分析系统:可以生成表格和曲线,如蒸汽压 曲线、相际线、t-p-x-y图等。 • 原油分析数据处理系统:用精馏曲线、相对密度 和其他物性曲线特征化原油物系。 • 电解质专家系统:对复杂的电解质体系可以自动 生成离子或相应的反应
目标:塔顶馏出物甲醇纯度>99.95wt%,塔 底水纯度>99.90wt%。
步骤
启动程序
选择单位制和运算类型
用户界面
1. Aspen Plus 的过程流程图
基于AspenPlus模拟的气体多级压缩过程(火用)分析
111 犌犘犛犃 方法 结合多变 能量 头 计 算 式(2),
假定 压 缩 过 程 狆犞犽 的 值 为 常 数,即 多 变 压 缩 过 程
GPSA 方法的焓变计算式为:
狀av-1
( )[( ) ] Δ犎
=
HEAD ηp
=
犣av犚犜1 狀av -1
ηp 狀av
狆2 狀av -1 狆1
(4)
犣av
=
(3)
式中:Δ 为摩尔焓变;HEAD 为多变能量头;狀 为多
收 稿 日 期 :20180806;修 改 稿 收 到 日 期 :20181110。 作者简介:郭伟新,硕士 研 究 生,主 要 从 事 催 化 裂 化 装 置 节 能
优化研究工作。 通 讯 联 系 人 :陈 清 林 ,Email:chqlin@mail.sysu.edu.cn。 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (51776228)。
的模拟模型选择对比、多级压缩各级间 流变化 分 析及各级间热 回收研究相对较少。
本研究基于 AspenPlus模 拟,应 用 分 析 方 法,进行多级压缩过程 的 节 能 潜 力 分 析,借 助 狆犞 图直观展示多级压缩过程中的理想等温压缩与绝 热压缩出 现 的 压 力 体 积 差 异,定 量 揭 示 压 缩 级 数 增大对多级压缩过程能耗的影响。同时根据多变 压缩过程 模 拟 模 型,分 析 两 种 多 变 压 缩 过 程 模 拟 模型的特 点 及 应 用 前 提,并 基 于 模 拟 数 据 分 析 粗 裂解气多级压缩过程的 变化,揭示多级压缩过 程 中各级热 回收潜力并提出回收利用措施。
关键词:模拟 裂解气 多级压缩 热力学 分析
气体压缩 过 程 广 泛 应 用 于 石 化 工 业 重 点 耗 能 装 置 ,如 催 化 裂 化 和 延 迟 焦 化 富 气 压 缩 ,加 氢 装 置 新 氢 和 循 环 氢 压 缩 ,乙 烯 装 置 裂 解 气 压 缩 等 ,在 装 置 能 耗 构 成 中 压 缩 过 程 耗 能 通 常 占 有 较 大 比 重 ,如 何 有 效提高压缩过程效率对于降低装置能耗意义重大。 根 据 热 力 学 原 理 ,压 缩 过 程 效 率 可 以 通 过 两 类 理 想 的 压 缩 过 程 来 估 算 ,即 等 温 压 缩 和 绝 热 压 缩 ,实 际 过 程处于等温压缩与绝热压缩之间。对于高压缩比过 程 通 常 采 用 多 级 压 缩 ,使 得 压 缩 过 程 更 接 近 等 温 压 缩,以有效实现压缩过程 的 节 能[1]。考 虑 到 气 体 的 压 缩 升 温 ,通 常 设 置 级 间 冷 却 ,尽 可 能 降 低 每 一 级 压 缩的进气温度,提高压缩过程效率。若忽略 中 间冷 却 器 压 力 损 失 ,压 缩 级 数 越 多 ,压 缩 过 程 将 越 接 近 等 温压缩,压缩过程理论能耗也就越小[23]。
炼油模拟技术 aspen应用
28
8
25
50
1200~1600
4
100
蒸馏曲线的切割
虚拟组分命名
Components\Petro Characterization\Generation 规定命名选项 自动命名:
计算的沸点NBP (如:PC864F) 沸程下限温度(如:PC800F) 沸程上限温度(如:PC900F) 用户选择顺序(如:PC1、PC2…)
通过规定blend 中每个assay 的百分数,由 assay创建blend; 调和基准可以是:摩尔、质量、体积; 需要提供混合分数; 要创建一个blend,至少规定2个assay组分; 一个blend中的 assay的数量没有上限; 报告的蒸馏曲线类型包括:
ASTMD86 ASTMD1160 Vacuum(液相体积基准)
原油的实验室蒸馏
平衡蒸发曲线 相当于油品在一定压力与温度条件下一次闪蒸 的汽化曲线,可用于确定油品在不同汽化率时 的温度和油品的泡点、露点温度。 试验温度≤370℃,否则有裂化产生。
蒸馏曲线
蒸馏曲线类型:
恩氏蒸馏ASTMD86、D1160、D2887 实沸点蒸馏曲线TBP(重量基准、液相体积基准) 真空蒸馏曲线Vacuum (重量基准、液相体积基准)
油品分析数据计算程序
Version 9 或更新的版本 Version 8 或更老的版本 恩氏蒸馏D86转换实沸点
பைடு நூலகம்
蒸馏曲线转换方法:
Edmister Edmister-Okamota API187 API194
ASPENPLUS模拟计算乙烯精馏生产工艺
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_Plus(课程重点)
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。
用ASPENPLUS模拟分析石油化工流程
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
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AspenPlus各模块的介绍
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。
应用Aspen Plus流程模拟改造已烷油中试装置生产溶剂油
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。
基于Aspen+Plus的原油蒸馏装置流程模拟及优化
明显,当汽提蒸汽量继续提高时,常底重油350℃馏 出量的变化幅度降低。
因此,根据模拟计算结果,建议装置在该加工
负荷下,将常压炉的出口温度控制在360~364℃之 间,将塔底汽提蒸汽量控制在3~4t/h之间,以保证 在尽可能提高装置常压拔出率的情况下,实现装置 的节能降耗。
万方数据
增刊1
水春贵.基于Aspen
因:一是目前装置加工的原油性质与建模时的原油
性质不一样;二是实际加工量偏小;三是受各中段 回流换热器换热面积的影响,其流量调整受到限
模块,每个塔内的关键参数设定见表l。表4【l】。利 用以上基础数据,建立装置稳态模型,各塔参数以 万方数据
E—mail:shuicg.jmh@sin叩ec.cⅢ
中外能源
・10・ SIN0一GLOBAL ENERGY
2011年第16卷
0.2l%;而在塔底汽提蒸汽量为8.0t/h情况下,常压 炉出口温度每升高2cC,常底重油350℃馏出量仅 降低0.05%。同理,在常压炉出口温度保持不变情
2 5 2 13 27 35 43
汽提塔l 减压塔 汽提塔2 汽提塔3
表5初馏塔操作数据与计算值对比
项目 初馏塔顶温度/℃ 初馏塔顶回流温度,℃ 初馏塔底温度,℃ 标定值
123 40 197 201 50
计算值
124-8 40 198 200 50 Nhomakorabea3
进料温度,℃
8
初馏塔顶压力,kPa
22 30
从图2还可以看出,塔底汽提蒸汽量控制在 2—4t/h之间,对常底重油350℃馏出量的影响较为
项目 初馏塔 常压塔 减压塔 塔板数
21 49
表4常压塔和减压塔汽提塔
再沸器选型
MTBE装置AspenPlus流程模拟应用效果
48.5 0.54 50.7 0.55 127.8 0.65 8.3 5.0
48.9 0.52 51.6 0.55 128.1 0.64 8.0 5.05 63.2 0.003 100 0.022 2.4 2.0 63.4 0.004 100.7 0.02 2.5 2.0
进 料 压 力 /MPa( 表 ) 出 口 温 度 /℃ 出 口 压 力 /MPa( 表 )
表 1 C4 、 甲 醇 进 料 组 成 表
组 分 ID 组分名称 进 料 组 成 , %( 质 量 分 数 ) 组 分 ID 组分名称 反 -2- 丁 烯 顺 -2- 丁 烯 丁二烯 甲 醇 甲 醇 水 进 料 组 成 , %( 质 量 分 数 )
C4 IC4= 1-BUT-01 C3 ISOBU-01 N-BUT-01
5 模型分析 5.1 进 料 醇 烯 比 对 全 装 置 异 丁 烯 总 转 化 率 的 影 响
3 基本工况模拟 3.1 模 型 简 介
模型采 用 醚 化 反 应-催 化 蒸 馏-甲 醇 回 收 流 程 , 净 化 器 (R -202) 、 反 应 器 (R -201) 均 采 用 plug R 模
作 者 简 介 : 胡 伟 , 硕 士 , 工 程 师 , 2008 年 毕 业 于 河 北 工 业 大 学 管 理学院工商管理专业, 主要从事生产技术管理工作, 现任中国 石化济南分公司气分车间副主任。
异丁烯 正丁烯 丙 烷 异丁烷 正丁烷
TRANS-01 21 14 0.01 40.99 8 MEOH H2O CIS-2-01 1 , 3-B-01
5 6 5 99.95 0.05
4 模拟结果对比
在压力给定条件下,测量点温度、各物 流 流 量 组 成 对 比 结 果 见 表 2,产 品 组 成 对 比 结 果 见 表 3。 从
化工流程模拟实训:Aspen_Plus教程_第7章分离单元模拟PartB
7.2 精馏塔的简捷设计模块DSTWU DSTWU 模型的连接图如下
7.2 精馏塔的简捷设计模块DSTWU
DSTWU模块有四组模块设定参数
1. 塔设定(Column specifications) 2. 关键组分回收率(Key component recoveries) 3. 压力(Pressure ) 4. 冷凝器设定(Condenser specifications)
7.2 精馏塔的简捷设计模块DSTWU
芬斯克(Fenske)方程
取平均相对挥发度:
m N 12 N
N min
log
xA xB
D
xB xA
log m
W
Nmin(包括再沸器)
芬斯克方程
7.2 精馏塔的简捷设计模块DSTWU
恩德伍德(Underwood)方程
xij i,F 1 q
7.2 精馏塔的简捷设计模块DSTWU
通过Winn方程(之后Fenske对Winn方程进行了 完善)计算最小理论板数,使用Underwood方程 计算最小回流比,根据Gilliland关联图来确定操 作回流比下的理论板数或一定理论板数下所需要的 回流比。
DSTWU模块计算精度不高,常用于初步设计,当 存在共沸物时,计算结果可能会出现错误, DSTWU模块的计算结果可以为严格精馏计算提供 合适的初值。
7.1 概述
模块 DSTWU Distl RadFrac
说明
功能
适用对象
使用Winn-Underwood-Gilliland 方法的多组分精馏的简捷设计模 块
确定最小回流比、最小理论板数以 及实际回流比、实际理论板数等
仅有一股进料和两股产品的简 单精馏塔
使用Edmister方法的多组分精馏 的简捷校核模块
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» 曲线处理选项在 Components\PetroCharacterization \AnalysisOptions \ AssayProcedure表上.
2018年10月7日
切割温度
• 虚拟组分从油品分析数据生成. 你可以规定切割温度或切 割片段(窄馏份)的宽度. • Components\PetroCharacterization\Generation\Cuts 表上,规定切割温度等. • 缺省值是40个切割点:
Aspen Plus高级班
石油炼制过程的模拟
2018年10月7日
高级精馏在化工领域的应用
• RADFRAC单元操作模型的应用、收敛方法和参数的 选取;
• 三相蒸馏、萃取蒸馏、共沸蒸馏和反应蒸馏等特殊蒸 馏过程的模拟; • 电解质过程的模拟等。
2018ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10月7日
石油炼制过程的模拟方法 以一套典型的常减压装置为主线,讲授下列 5 部 分内容:
– 分子量(MW) – 正常沸点(TBP) – 重度或者 Watson UOP K
2018年10月7日
Assays 和 Blends 组分
输入 Assay Data (TBP, D86) 输出
Pseudocomponents
Assay-1 Blend Assay-2 Pseudocomponents
• Edmister-Okamota
• PML – D2887 至 True boiling point • API87
• API94
• TBPWT
2018年10月7日
蒸馏曲线计算方法 (续)
• 曲线处理选项
– 初馏点 (Initial boiling point) • 0.5% (缺省) – 终馏点 (Final boiling point) • 99% (default) – 外延方法 • Probability (缺省) • Quadratic – 锯齿段拟合方法 • Harwell (缺省) • Hermite
2018年10月7日
复习:建立流程模拟模型的基本步骤
• 确定模拟范围,绘制模拟流程图; • 将已知条件输入相应表格:
– SETUP – COMPONENTS – PROPERTIES – STREAMS – BLOKS。
• 运行模拟计算
• 检查结果
2018年10月7日
油品分析和虚拟组分
目标:
学习输入石油分析数据, 创建调和组分(油品混合), 以及表征石油馏分
2018年10月7日
输入油品馏程分析数据 1. 在 Data Browser下面, 选择Components, 然 后选 Assay-Blend. 2. 在 Assay-Blend 目标管理器下, 创建一个 assay 并且提供一个名称(ID). 3. 在BasicData\DistCurve表中,输入蒸馏曲线 数据. 4. 在BasicData\DistCurve表中,输入油品重度 ,或者在BasicData\ Gravity/UOPK表中,输 入重度曲线或UOPK曲线数据. » 虚拟组分将在模拟计算之初自动生成.
1) 油品馏程分析数据的处理; 2) 初馏塔的模拟计算; 3) 常压塔的模拟计算; 4) 减压塔的模拟计算; 5) 计算原油中所含杂质硫在各种产品中的分布。
2018年10月7日
掌握如下新的内容:
• 1) 石油炼制过程蒸馏单元的模拟步骤; • 2) 流程模拟软件中石油馏份的特殊处理方法; • 3) 掌握PETROFRAC单元操作模型的使用; • 4) 产品中杂质分布的计算。
– ASTM D86 – ASTM D1160
– Vacuum (liquid volume)
2018年10月7日
蒸馏曲线计算方法
• 油品分析数据计算程序
– Version 9 或更新的版本 – Version 8 或更老的版本
• 蒸馏曲线转换方法
– ASTM D86 至实沸点 (True boiling point) • Edmister
Aspen Plus 参考资料: • User Guide, Chapter 6, Specifying Components • User Guide, Chapter 32, Petroleum Assays and Pseudocomponents
本章概况 • 表征石油流体的挑战 • 油品馏程数据和性质数据的输入 • 蒸馏曲线的转换 • 生成虚拟组分
Assay组分BasicData \ Gravity/UOPK 表
2018年10月7日
蒸馏曲线 • 蒸馏曲线类型:
– ASTM D86, D1160, D2887 – 实沸点蒸馏曲线 (TBP) (重量或体积基准) – 真空蒸馏曲线 (重量或体积基准)
• 每一个蒸馏曲线至少需要输入4个点.
• 报告中的蒸馏曲线为:
2018年10月7日
Assay组分BasicData \ DistCurve 表
2018年10月7日
重度的规定 • 油品整体重度
– 比重 – API 重度
• 重度曲线
– 比重 – API 重度 API=141.5/SG-131.5
• Watson UOPK 曲线 NBP=(UOPK*SG)3
2018年10月7日
2018年10月7日
ASSAY组分的表征
• 输入蒸馏曲线 • 蒸馏曲线分割为很多个片段 (TBP Cut points) • 每一个片段生成一个虚拟组分每一个虚拟组分的性质 以下列参数的平均值为基础进行估算:
– 分子量 (MW) – 正常沸点 (NBP) – 密度或比重 (API or SG)
• 虚拟组分的流率在流股结果表中报告.
TBP Range (F) 100 - 800 800 - 1200 1200 - 1600
No. of Cuts
Increments (F) 25 50 100
• 油品调和
• 用户自定义的虚拟组分
2018年10月7日
石油的表征
• 石油是烃类化合物和杂质组成的宽沸程的混合物. • 石油或石油馏分的性质取决于它们的组成,但是 其组成难以定量分析 • 石油用虚拟组分(pseudocomponents)来表征, 虚 拟组分是蒸馏曲线上较小的片断. • 每一个虚拟组分的基本性质由下列关联式来计算: