Aspen_Plus石油炼制过程的模拟
合集下载
相关主题
- 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)。
3
• 典型地
10 < UOPK < 13
此处 10.0 表示芳烃含量很高 13.0 表示烷烃含量很高
2014年3月19日
所生成虚拟组分的命名
• Components\Petro Characterization\Generation 规定命名选项 • 自动生成的名称可以是:
– 实际计算出来的 NBP (如: PC864F) – 沸程下限温度 (如: PC800F) – 沸程上限温度 (如: PC900F) – 用户选择的顺序号 (如: PC1, PC2 …)
• 对于高度非线性调和现象，如马达法辛烷值， 建议使用用户调和子程序。
2014年3月19日
性质曲线的流股计算 • 性质曲线被切割为与虚拟组分同样多的片段。 • 为每一个片段计算出平均的性质数值 • 流股的性质数值由虚拟组分以及它们在流股中 的浓度做调和计算得出 • 计算虚拟组分混合物的性质，有各种调和计算 选项。
TBP Range (F) 100 - 800 800 - 1200 1200 - 1600
No. of Cuts
Increments (F) 25 50 100
28 8 4
2014年3月19日
蒸馏曲线的切割
2014年3月19日
虚拟组分性质
• 用Watson/UOP “K”和API关联式估算：
NBP UOPK specific gravity
2014年3月19日
Blend组分之 Mixture\Specifications表
2014年3月19日
Assay/Blend 结果 • Assay/blend 的计算结果 可以在表格 Components\Assay-Blend Results查看. • 每一个assay 或 blend 组分有自己单独的结果 表格(results form).
* 需要与Phillips Petroleum签订License协议。
2014年3月19日
Assay(石油)数据库 • 每一种石油至少提供如下信息:
– 馏程分析 – 重度 和/或 重度曲线
• 某些石油有附加的性质曲线:
– – – – – – – 苯胺点 闪点 凝固点 硫含量 金属含量 硫醇 研究法/马达法 辛烷值
2014年3月19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.
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
2014年3月19日
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 *
• 用户定义的名称
2014年3月19日
附加的ASSAY组分数据 • 可选的性质曲线:
– 轻端组分分析 (light-ends matching) – 比重或者API重度曲线 – Watson UOPK 曲线 – 分子量曲线 – 性质曲线 (多于30种性质) – 绝对 & 动力粘度曲线
• 如果输入油品整体性质，单独的曲线数值被归 一到整体性质. • 可以应用用户性质曲线
Aspen Plus高级班
石油炼制过程的模拟
2014年3月19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。
2014年3月19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：
2014年3月19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.
2014年3月19日
– 烷烃 – 环烷烃 – 芳烃 – 雷诺蒸汽压
访问Assay数据库
2014年3月19日
创建Blends组分 • 通过规定blend 中每个assay 的百分数，由assay 创建blend. • 调和可以是 Mole, Mass, 或 StdVol基准. • 要创建一个blend，至少规定2个assay组分.
2014年3月19日
虚拟组分命名 • 虚拟组分的命名约定
– 计算出的沸点 (例如： PC125, PC136, …) – 规定起始编号 – 切割温度上限 (例如：将225-250F 窄馏份命名为 PC250) – 切割温度下限 (例如：将225-250F 窄馏份命名为 PC225) – 用户定义的名称列表
– 分子量(MW) – 正常沸点(TBP) – 重度或者 Watson UOP K
2014年3月19日
Assays 和 Blends 组分
输入 Assay Data (TBP, D86) 输出
Pseudocomponents
Assay-1 Blend Assay-2 Pseudocomponents
2014年3月19日
Generation\Cuts 表格
2014年3月19日
虚拟组分的生成
• 缺省情况, 一套完整的虚拟组分由输入的所有 assay组 分生成. • 在表格Components\Petro Characterization\ Generation \ Specifications上，用户可以规定生成 虚拟组分时，包括/不包括特别的assay. • 只有在表格 Generation\Specifications上选出的 assays和 blends ，才用于生成虚拟组分。 • 在表格 Generation\Specifications上未选用的 Assays or blends，将不被使用， 它们的IDs 不在 流股输入表格上显示.
• 一个blend中的 assay的数量没有上限.
• 报告中的蒸馏曲线为:
– ASTM D86 – ASTM D1160 – Vacuum (liquid volume)
2014年3月19日
输入 Blend组分 1. 在数据浏览器 Data Browser, 选择组分 Components, 然后选择 Assay-Blend. 2. In the Assay-Blend 目标管理器, 创建一个 blend 并且提供名称(ID ). 3. 在Mixture\ Specifications表上，输入各 assay 组分的调和分数. » 虚拟组分将在模拟计算之初自动生成.
2014年3月19日
Assays组分的用户性质曲线 • 在表格Properties\Advanced\User Properties 上，建立用户性质曲线. • 在表格中激活 Assay Curve properties 选项 • 在 表格Component\Assay/Blend\Property Curve上，输入用户性质曲线的数据。
• Edmister-Okamota
• PML – D2887 至 True boiling point • API87
• API94
• TBPWT
2014年3月19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
2014年3月19日
石油性质的调和
• 石油性质调和方法:
– – – – 标准体积 (StdVol) 摩尔 (Mole) 质量 (Mass) 用户 (User)
• 用于性质计算的用户调和子程序：
– 用户子程序名称为 BLDPPU. – “调和选项”可以规定.
• 性质可以外延与否. » 在 Components\ Petro Characterization\Analysis Options\Blend Options \上，调和规则可以修改。
2014年3月19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
2014年3月19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
Assay组分BasicData \ Gravity/UOPK 表
2014年3月19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:
• 油品调和
• 用户自定义的虚拟组分
2014年3月19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:
– ASTM D86 – ASTM D1160
– Vacuum (liquid volume)
2014年3月19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
2014年3月19日
Assay组分BasicData \ DistCurve 表
2014年3月19日
重度的规定 • 油品整体重度
– 比重 – AP来自百度文库 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
2014年3月19日
» 曲线处理选项在 Components\PetroCharacterization \AnalysisOptions \ AssayProcedure表上.
2014年3月19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:
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。
2014年3月19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。
• 典型地
10 < UOPK < 13
此处 10.0 表示芳烃含量很高 13.0 表示烷烃含量很高
2014年3月19日
所生成虚拟组分的命名
• Components\Petro Characterization\Generation 规定命名选项 • 自动生成的名称可以是:
– 实际计算出来的 NBP (如: PC864F) – 沸程下限温度 (如: PC800F) – 沸程上限温度 (如: PC900F) – 用户选择的顺序号 (如: PC1, PC2 …)
• 对于高度非线性调和现象，如马达法辛烷值， 建议使用用户调和子程序。
2014年3月19日
性质曲线的流股计算 • 性质曲线被切割为与虚拟组分同样多的片段。 • 为每一个片段计算出平均的性质数值 • 流股的性质数值由虚拟组分以及它们在流股中 的浓度做调和计算得出 • 计算虚拟组分混合物的性质，有各种调和计算 选项。
TBP Range (F) 100 - 800 800 - 1200 1200 - 1600
No. of Cuts
Increments (F) 25 50 100
28 8 4
2014年3月19日
蒸馏曲线的切割
2014年3月19日
虚拟组分性质
• 用Watson/UOP “K”和API关联式估算：
NBP UOPK specific gravity
2014年3月19日
Blend组分之 Mixture\Specifications表
2014年3月19日
Assay/Blend 结果 • Assay/blend 的计算结果 可以在表格 Components\Assay-Blend Results查看. • 每一个assay 或 blend 组分有自己单独的结果 表格(results form).
* 需要与Phillips Petroleum签订License协议。
2014年3月19日
Assay(石油)数据库 • 每一种石油至少提供如下信息:
– 馏程分析 – 重度 和/或 重度曲线
• 某些石油有附加的性质曲线:
– – – – – – – 苯胺点 闪点 凝固点 硫含量 金属含量 硫醇 研究法/马达法 辛烷值
2014年3月19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.
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
2014年3月19日
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 *
• 用户定义的名称
2014年3月19日
附加的ASSAY组分数据 • 可选的性质曲线:
– 轻端组分分析 (light-ends matching) – 比重或者API重度曲线 – Watson UOPK 曲线 – 分子量曲线 – 性质曲线 (多于30种性质) – 绝对 & 动力粘度曲线
• 如果输入油品整体性质，单独的曲线数值被归 一到整体性质. • 可以应用用户性质曲线
Aspen Plus高级班
石油炼制过程的模拟
2014年3月19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。
2014年3月19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：
2014年3月19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.
2014年3月19日
– 烷烃 – 环烷烃 – 芳烃 – 雷诺蒸汽压
访问Assay数据库
2014年3月19日
创建Blends组分 • 通过规定blend 中每个assay 的百分数，由assay 创建blend. • 调和可以是 Mole, Mass, 或 StdVol基准. • 要创建一个blend，至少规定2个assay组分.
2014年3月19日
虚拟组分命名 • 虚拟组分的命名约定
– 计算出的沸点 (例如： PC125, PC136, …) – 规定起始编号 – 切割温度上限 (例如：将225-250F 窄馏份命名为 PC250) – 切割温度下限 (例如：将225-250F 窄馏份命名为 PC225) – 用户定义的名称列表
– 分子量(MW) – 正常沸点(TBP) – 重度或者 Watson UOP K
2014年3月19日
Assays 和 Blends 组分
输入 Assay Data (TBP, D86) 输出
Pseudocomponents
Assay-1 Blend Assay-2 Pseudocomponents
2014年3月19日
Generation\Cuts 表格
2014年3月19日
虚拟组分的生成
• 缺省情况, 一套完整的虚拟组分由输入的所有 assay组 分生成. • 在表格Components\Petro Characterization\ Generation \ Specifications上，用户可以规定生成 虚拟组分时，包括/不包括特别的assay. • 只有在表格 Generation\Specifications上选出的 assays和 blends ，才用于生成虚拟组分。 • 在表格 Generation\Specifications上未选用的 Assays or blends，将不被使用， 它们的IDs 不在 流股输入表格上显示.
• 一个blend中的 assay的数量没有上限.
• 报告中的蒸馏曲线为:
– ASTM D86 – ASTM D1160 – Vacuum (liquid volume)
2014年3月19日
输入 Blend组分 1. 在数据浏览器 Data Browser, 选择组分 Components, 然后选择 Assay-Blend. 2. In the Assay-Blend 目标管理器, 创建一个 blend 并且提供名称(ID ). 3. 在Mixture\ Specifications表上，输入各 assay 组分的调和分数. » 虚拟组分将在模拟计算之初自动生成.
2014年3月19日
Assays组分的用户性质曲线 • 在表格Properties\Advanced\User Properties 上，建立用户性质曲线. • 在表格中激活 Assay Curve properties 选项 • 在 表格Component\Assay/Blend\Property Curve上，输入用户性质曲线的数据。
• Edmister-Okamota
• PML – D2887 至 True boiling point • API87
• API94
• TBPWT
2014年3月19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
2014年3月19日
石油性质的调和
• 石油性质调和方法:
– – – – 标准体积 (StdVol) 摩尔 (Mole) 质量 (Mass) 用户 (User)
• 用于性质计算的用户调和子程序：
– 用户子程序名称为 BLDPPU. – “调和选项”可以规定.
• 性质可以外延与否. » 在 Components\ Petro Characterization\Analysis Options\Blend Options \上，调和规则可以修改。
2014年3月19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
2014年3月19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
Assay组分BasicData \ Gravity/UOPK 表
2014年3月19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:
• 油品调和
• 用户自定义的虚拟组分
2014年3月19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:
– ASTM D86 – ASTM D1160
– Vacuum (liquid volume)
2014年3月19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
2014年3月19日
Assay组分BasicData \ DistCurve 表
2014年3月19日
重度的规定 • 油品整体重度
– 比重 – AP来自百度文库 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
2014年3月19日
» 曲线处理选项在 Components\PetroCharacterization \AnalysisOptions \ AssayProcedure表上.
2014年3月19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:
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。
2014年3月19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。