复杂石油蒸馏塔的稳态模拟

合集下载

《炼油技术与工程》2011年1—12期分类索引

《炼油技术与工程》2011年1—12期分类索引

马书涛 ( 8—2 ) 6
傅 钢 强 (9一 1 )
延迟焦化装置提高负荷率 的瓶颈分析及对策

Ⅱ 一
2 1 年《 0 1 炼油技 术与工程》 分类索弓 连续重整装置预加氢反应器压力降分析及解决方案
闰德 兴等 ( 9—5)
夏佳兴 张 奎 山 马 强 ( 3—2 3)
高导 电性高酸原油 电脱盐工艺研究
电脱盐罐 内钙渣沉积的分析及对策
张海兵 甄新平 马 忠庭等 ( 0— 8 1 2) 朱 军 ( 0— 1 1 3)
脱丙烯干气带液的原因及对策
马献 波
聚丙烯粒料气力输送设计计算
高空速条件下生产符合欧 V排放标准清洁柴油的工业
柴油超深度 加氢脱硫机理及氮化物影响 的研究进展 弹丸焦生产 方案 的经济效益和实施措施
夏少青 耿 庆光 李学华 李 步
催化裂化汽油选择性加氢装置的设计与开工 王德会 ( 4—2 4) 黄 占修 ( 5—1) 4 ta硫回收联合装 置烧 氨实践 0k /
加 工工 艺
2 2Mta . / 连续重整装置的设计与开工
张 欣 ( 4—3 9)
板式空气预热器 内部流场数值模拟与结构优化 炼油厂高温烃泵机械密封的设计选用探讨 丙烷泵机械密封系统的选用
潘从 锦 张 兴 明 木合塔 尔等 ( 4—4 4)
邵 以华 ( 5—1 8)
独山子石化分公司氢网压力波动分析和改进措施
任 斌 ( 0— 2 1 2)
李 汩 王 雷 ( 8—1 ) 8
金 陵连续重整装置长周期运转 的问题及对策
张延雪 ( 8—2 ) 2
加氢裂化装置掺炼劣质催 化裂 化柴油技术 的应用
徐光 明 于长青 ( 4—1)

化工系统工程稳态模拟

化工系统工程稳态模拟
4. 缩短研发周期
通过模拟实验代替实际实验,可以大大缩短新产品的研发 周期,降低研发成本。
02
化工系统稳态模拟基础
化工系统简介
01
02
03
化工系统
指由多个化学反应和物理 过程组成的复杂系统,包 括原料的输入、反应过程、 产物的输出等。
化工系统的特点
具有高度的复杂性、非线 性、时变性和不确定性, 涉及大量的物质、能量和 信息流动。
背景
随着化工行业的快速发展,生产过程越来越复杂,对生产过程的控制和优化要 求也越来越高。稳态模拟作为化工系统工程中的重要技术手段,能够为实际生 产提供理论支持和指导。
稳态模拟的定义和重要性
定义
稳态模拟是指对化工生产过程中的物料平衡、能量平衡和 化学反应等进行的数学建模和计算机模拟。在稳态模拟中 ,系统的状态参数(如温度、压力、流量等)不随时间变 化。
06
结论与展望
结论
稳态模拟是化工系统工程中的重要手段,通过模拟可以预测实际生产过程中可能出 现的各种情况,为优化生产和提高经济效益提供有力支持。
稳态模拟技术在化工生产中得到了广泛应用,不仅提高了生产效率,还降低了能耗 和环境污染,为可持续发展做出了贡献。
稳态模拟技术在实际应用中仍存在一些挑战和限制,如模型精度、计算效率和数据 可靠性等方面的问题,需要进一步研究和改进。
重要性
稳态模拟的重要性主要体现在以下几个方面
1. 优化工艺参数
通过模拟不同工艺参数下的系统性能,可以找到最优的工 艺参数组合,提高产品质量和生效率。
2. 降低能耗
通过模拟不同操作条件下的能耗情况,可以找出最优的能 源利用方案,降低生产成本。
3. 提高安全性
通过模拟潜在的危险操作和事故情况,可以预测系统的安 全性能,及时发现和解决潜在的安全隐患。

Kaibel分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态模拟

Kaibel分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态模拟

Kaibel分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态模拟蔺锡钰;吴昊;沈本贤;凌昊【摘要】Kaibel分壁精馏塔(Kaibel divided-wall column,KDWC)可在一个塔内实现四组分混合物的高纯度分离。

本文以分离苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯为研究对象,建立了 KDWC 严格稳态模型,获得了优化的塔体结构。

通过研究KDWC分离17组进料组成的基础上,获得了KDWC的稳态分离的初步规律:实现KDWC的高纯度分离,既需要通过分液比控制预分馏段顶部馏出气相中的二甲苯含量,又需要通过分气比控制预分馏底部馏出液相中甲苯含量;两个侧线的组成中,重组分杂质的含量要远多于轻组分杂质的含量;中间组分甲苯在预分馏段仍有返混。

随后,在Aspen Dynamic环境下建立了KDWC的组分控制模型,控制结果表明该模型可以应对±10%的流量和进料组成波动,但二甲苯产品纯度会出现少量偏差。

%Kaibel divided-wall column (KDWC) permits separation of a four-component mixture into four pure fractions in a divided-wall column. This work studied separation of a four-component mixture of benzene, toluene, o-xylene and tri-methyl-benzene in a KDWC. The optimum economic design of the Kaibel divided-wall column was obtained. Then seventeen cases of various feed compositions were investigated for obtaining the steady state behavior of the KDWC. Xylene should be controlled at the top of the prefractionator, while toluene should be controlled at the bottom of the prefractionator;the content of heavy impurities was much larger than that of the light impurities in the two side streams;the intermediate component, toluene re-mixed in the prefractionator. At last, a control structure with five composition control loops was established. Simulationshowed that it could handle ±10% disturbances of flow rate and feed composition, but the purity of xylene sometimes had small deviations.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】10页(P1353-1362)【关键词】Kaibel分壁精馏塔;芳烃;蒸馏;分离;稳态;动态控制;模拟【作者】蔺锡钰;吴昊;沈本贤;凌昊【作者单位】华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ202引言分壁式精馏塔(divided-wall column, DWC)也叫全热耦合精馏塔,可以高纯度地分离三组分和四组分混合物,相比常规两塔和三塔的分离方式可以节省能耗30%以上[1]。

稳态精馏过程模拟的建立-习题

稳态精馏过程模拟的建立-习题
第 6页
稳态精馏过程模拟---习题
【练习7】烯丙醇精馏
体系中进料流股温度为40℃,压强15.7Psia,进料组成:
组分 Allyl Alcohol(烯丙醇) Water Sodium Chloride(氯化钠) 流量 / lbmol/hr 6.15 281.50 31.00
采用Radfrac模块进行精馏计算,产品要求塔顶采出中烯丙醇摩尔含量为0.447, 塔釜产品中烯丙醇摩尔含量不高于1.0e-5。精馏塔理论板数为12,进料板位置为5, 塔顶压强14.7Psia,塔压降1Psia。 热力学模型取WILS-HOC。
稳态精馏过程模拟---习题
【练习1】
利用Peng-Robinson方程计算体系热力学性质,计算下列多股进 料精馏塔的产品组成、塔板温度分布、每块塔板上气液相流率及组成、 再沸器和冷凝器的热负荷,该精馏塔具有32块理论板(含部分冷凝器 和再沸器),操作压强为250psia。两股进料均是在250psia下的泡点 状态。塔顶采出流率:36.0Lbmol/h;回流流率:150.0 Lbmol/h。
25
17 11 12 100
24.6
0.3
0.4
16.7 11.0 12.0
59.9
40.1
进料流股在塔压条件下的气相分率为0.66。 假定整个塔的压降为2psia。采用SRK模型 计算体系热力学性质。 1)计算:进料条件下流股温度及各组分的K值; 2)若取回流比为1.3倍最小回流比,则实际回 流比的值是多少?此时的提馏段和精馏段 各有多少理论板? 3)若取回流比值为1.5,理论板数为15,进料 位置为9块板,则能够实现何种分离效果? (采出量不变) 4)计算2)中精馏塔的塔板温度及组成。分析 进料位置变化对精馏效果的影响。

某炼油厂原油蒸馏塔模型的改进

某炼油厂原油蒸馏塔模型的改进

可以在模型计算之前方便地选择加工 的油种。同
维普资讯
第4 期

பைடு நூலகம்
琴等 某炼油厂原油蒸馏塔模 型的改进
4 9
议 见表 1 由于临 界 温 度 与 临 界 压 力 不 能 由试 验 测 定 J在 所有 关联 式提 出时 的验证 都是 以纯组 分 7, 或 特定 的混 合 物来代 替进行 , 分计算 方法及 使用 部 建议见 表 2 。这 些方 法在 计 算 临界 温 度 时计 算 结 果相对 误差 小 于 2 %。在 计 算 临 界 压 力 时 中低 沸 点区相对误差小于 3 高沸 点区相对误 差较大 , %,
中平均沸点高于 50℃时各方法计算结果之间相 7 对误 差可 达 1%以上 。 因此 选择 方 法时 要 注 重高 0
沸点 区临界 压力 的计 算精 确 性 。偏 心 因子 计 算 的 部分方 法及 使用建议 见 表 3 。 33 热物理 性质 计算方 法库 .
模 型的计 算 速度 , 提 高 了 动 态模 型 应 用 的 可 能 也
性。
2 原 油 评 价 数 据 库
分析 , 选择适合特定炼油厂特定混炼原油组合的方 法 , 可 自行 添加适 合该 厂 的物性计算 方法 。开放 并
式 的物性计 算 方法库 如 图 l 示 。 所 32 基础 物性数 据 计算方 法库 .
维普资讯
20 02年 4月
石 油 炼 制 与 化 工 P ' O E ̄ R C SI GA D P I C E C,S ER L LI O ES r P N N ERO H MI, ̄ U
第3 3卷第 4 期
某炼 油厂 原 油蒸 馏 塔 模 型 的改进
研究 方 向为 建 模 优 化 , 基 垒 项 目 : 家 83 c s 助 项 目({ A I2o 。 国 6/  ̄1资 2 DI A 2 ) J

aspen催化分馏塔流程模拟计算

aspen催化分馏塔流程模拟计算

催化分馏塔流程模拟计算一、工艺流程简述催化裂化是我国最重要的重质石油馏份轻质化的装置之一。

它由反再、主分馏及吸收稳定系统三部分所组成。

分馏系统的任务是把反再系统来的反应产物油汽混合物进行冷却,分成各种产品,并使产品的主要性质合乎规定的质量指标。

分馏系统主要由分馏塔、产品汽提塔、各中段回流热回收系统,并为吸收稳定系统提供足够的热量。

催化分馏系统分离其工流流程如图3-1所示,所涉及主要模块有进料混合罐(M1)、催化分馏塔(T2014)。

图3-1 催化分馏系统模拟计算流程图FEED进分馏塔油汽; SS塔底汽提蒸汽;GAS塔顶气;COIL轻柴油,SS1柴油汽提蒸汽;HOIL回炼油;YJ油浆;二、需要输入的主要参数1、装置进料数据2、单元操作参数3、设计规定及模拟技巧三、软件版本采用ASPEN PLUS 软件12.1版本永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07 来源:internet 浏览:504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等。

为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制,这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位,或曰电机电角度信息,为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时,就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系,这种调整可以称作电角度相位初始化,也可以称作编码器零位调整或对齐。

下面列出了采用增量式编码器,绝对式编码器,正余弦编码器,旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。

增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中,增量式编码器的输出信号为方波信号,又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器,普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B,以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ 输出信号外,还具备互差120度的电子换相信号UVW,UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。

20万KVA石油炼厂蒸馏塔初步设计方案

20万KVA石油炼厂蒸馏塔初步设计方案

20万KVA石油炼厂蒸馏塔初步设计方案
概述
本文档旨在提供一个初步的蒸馏塔设计方案,用于20万KVA
石油炼厂。

该设计方案将涵盖塔的结构、材料、尺寸、操作条件等
关键方面。

塔的结构
蒸馏塔将采用传统的直立式结构,包括底部塔座、塔体、塔盖
和塔顶。

材料选择
塔体主要采用高强度碳钢,以满足对承压和耐腐蚀性能的要求。

塔座则采用混凝土材料,以提供足够的稳定性。

尺寸设计
塔体的尺寸将根据厂房空间和工艺需求进行综合考虑。

通过适
当的计算和模拟,确定合适的直径和高度,以实现最佳的蒸馏效果。

操作条件
塔体将设计为能够在不同操作条件下进行稳定和高效的操作。

这包括适当的温度、压力和液位控制,以及调节设备的安装和使用。

安全措施
在设计过程中,将充分考虑安全因素,确保塔体在使用过程中
的安全性。

这包括灭火系统、泄压装置、防爆装置等的设计和配置。

维护和检修
设计方案将考虑到维护和检修的便利性。

对于关键部件和设备,将提供易于拆卸和更换的设计,以确保设备处于良好的工作状态。

结论
该初步设计方案提供了一个基本框架,供20万KVA石油炼厂
进行蒸馏塔的设计。

在实际设计过程中,应该根据具体情况进行细
化和优化,确保最终方案的可行性和可靠性。

复杂精馏塔的数学模型建立

复杂精馏塔的数学模型建立

复杂精馏塔的数学模型建立和模拟计算应用化学0311马迪卓200349032前言简单蒸馏与平衡蒸馏只能将混合物进行初步的分离。

为了获得较高纯度的产品,应通过多级的蒸馏过程,使混合物的气、液两相经过多次混合接触和分离。

进行质量和热量的传递,使混合物中的组分达到更高程度的分离,这一目标可采用精馏的方法予以实现。

精馏塔是一圆形筒体,塔内装有多层塔板或填料,塔顶设有冷凝器,塔底装有再沸器,塔中部适宜位置设有进料板。

精馏操作是分离液体混合物最为广泛采用的重要分离单元之一。

在精馏过程中所采用的塔通常是一股进料分离出两种产品,即塔顶馏出轻组分产品D,塔底获得重组分产品W,称该塔为常规精馏塔或简单精馏塔。

当分离多股组分相同而组分各异的混合物时,常采用多股进料塔。

当分离多组分混合物时,其中某产品纯度要求不是很高,其挥发能力仅次于塔顶产品,故可采用抽侧线产品塔,以降低投资费。

如果进料中含有少量轻组分,若要将其冷凝下来需要较高品位的冷剂。

为此,可采用带部分冷凝器的精馏塔,将该少量轻组分以气象排出,然后单独处理。

如果精馏过程允许带水,且要分离比水轻的组分,则可采用直接蒸汽加热方式,这样既提高了塔釜传热效率,又省出一台再沸器。

如果混合物中待分离的两组分相对挥发度接近1或形成恒沸物则应选择加入质量分离剂进行分离,如恒沸精馏或萃取精馏。

对于那些批量小,组分经常变化的混合物分离通常选择间歇精馏。

为了对上述精馏塔进行模拟计算,则需分别建立数学模型。

本文下面就介绍用三对角线矩阵法来实现对复杂精馏塔的数学模拟。

数学建模1.数学模型复杂精馏塔模型如图。

设塔含N 个理论板或平衡级。

理论版序号从上之下编排,塔顶冷凝器序号为1,塔底再沸器序号为N 。

塔内理论板数为(N-2)该塔的每一个理论板上均有一个进料Fj,气相侧线Uj 和一个中间冷却(或加热)器热流量为Qj 。

塔内的任意理论塔板如图。

平衡级的严格计算应满足4组方程式物料衡算方程(M 方程),相平衡方程(E 方程),摩尔分数加和方程即归一方程(S 方程),热衡算方程(H 方程)A .物料衡算方程(M 方程)对塔内任意一个平衡级j 上的组分i 进行物料恒算可得ij j j ij j j ij j j i j j i j x U L y W V z F y V x L )()(1,11,1+++=++++--B .相平衡方程(E 方程)0=-ij ij ij x K yC .摩尔分数加和方程即归一方程(S 方程)∑∑===-=-mi ij mi ijy x110101或D. 热衡算方程(H 方程)0)()(1111=-+-+-++++--j j j j j j j Fj j j j j j Q h U L H W V H F H V h L以上公式中,i=1,2,3,……m j=1,2,3,……Nx(i,j)——平衡级j 上的组分i 的液相摩尔分数; y(i,j)——平衡级j 上的组分i 的气相摩尔分数; z(i,j)——平衡级j 上的组分i 的进料摩尔组成; K(i,j)——平衡级j 上的组分i 的平衡常数;L(j)——平衡级j 流出进入下一级的液相流量,kmol/h; V(j)——平衡级j 流出进入上一级的气相流量,kmol/h; hj(j)——平衡级j 上液相摩尔焓,kJ/kmol ; Hj(j)——平衡级j 上气相摩尔焓,kJ/kmol;Hfj(j)——平衡级j 上进料摩尔焓,kJ/kmol;以上M 、E 、S 、H 方程分别含mN 、mN 、N 、及N 个方程,共含2N (m+1)个方程,该方程组共含变量为(4mN+9N )个。

(完整版)化工过程分析与合成2.3-3复杂精馏塔的稳态模拟-松弛法

(完整版)化工过程分析与合成2.3-3复杂精馏塔的稳态模拟-松弛法

于是上面等式改为:
(
d
(
H
L j
dt
xij
)
)t
't
=
[V j1 yij1 L j1xij1 (V j W j ) yij (L j U j )xij Fj zij ]tt
假定液存量为定值,则:
dH
L j
0
dt
又当t 0,上式整理成:
H L dxij
j
dt
t
[(Vj1 yij1
d. 进行热量衡算,求各板气、液流量
V L n 和 n
j
j
方法同三对角线矩阵法。
xk 1
e. 用松弛法基本公式求各板上新的液相组成 ij
并圆整之(因松弛法计算后
xk1 1 ij
)。
i
x k 1 x x ij圆
k 1 ij
k 1 ij
i
以新的圆整液相组成重复c至e 步的全部计算过程。 f. 若满足下式,则计算结束,输出计算结果
U
j )xij
Fj zij
]k
j
t
H
L j
称为松弛因子
通过上式可以计算全塔液相组成分布:
x x j 1, 冷凝器 :
k 1
i1
k i1
1[V2
yi 2
V1 yi1
(L1
U1)xi1]k
2 j N 1:
x x k1 ij
k ij
j [(Vj1 yij1
L x j1 i
j 1 )
(Vj
Wj ) yij
(Lj
U
j )xij
Fj zij ]k
x x j N,再沸器 :
k1

常压蒸馏塔模拟分析

常压蒸馏塔模拟分析
计算得到的模拟和优化数据既为实现装置的实时控制与优化操作打下了基础又可作为在线数据校正系统的参考依据用于过失误差的侦破与剔除同时还可作为神经网络训练样本的数据来源装置简介齐鲁石化公司某常减压装置建于1975原油处理能力为每年300万吨主要加工孤岛原油据孤岛原油含轻质油少的特点采用了两段汽化蒸馏不设初馏塔的工艺流程可生产重整原料汽油蜡油燃料油沥青共九种产品
第 !# 卷 第 ’ 期 ’""( 年 ( 月
山 东 理 工 大 学 学 报(自 然 科 学 版) ( AN5 Y -DN<) ?G=L6>O GI A<>6JG67 :65KDLM5HB GI -DN<6GOG7B
XGO) !# 2G) ’ F>L) ’""(
文章编号: (’""() !""#$!%&# "’$""%"$"&
[2 & %’] 对该方程组的求解方法大致有下述几种 (
%(6(%
这类算法的特点是将各类方程按板组合, 逐板进行求解 ( ,89:; 和 <=>?8;@A 及 B?:8C8 和 D8EE8; 提出了适合于各类精馏计算的逐板数学模型 ( 为了避免 ,89:;0<=>?8;@ 只对轻组分和重组分进行, 中间组分可作部 F=AA8G 提出在组分修正时, 分校正或完全不校正 ( 同时, 在全塔物料平衡方程式中, 引入校正因子 !( 为 ,H;>8G 为了加快收敛速度, 了适合具有侧线提馏蒸馏塔计算的需要, 采用了侧线提馏 I:JK8H 和 !8J?8>>: 修改了原 ! 法的校正公式, 的校正因子 ( 由于逐板计算舍入的误差传播影响大, 数值上不甚稳定, 尤其是在复杂塔计算时较难收敛, 计算时 间长 ( 因此, 逐板计算法的应用受到了限制 ( $=H=L= 提出了一种新的逐板计算法, 使用拉格朗日乘子将 蒸馏计算转化为多塔板的优化问题, 但该法的计算量较大 ( 用矩阵法对各板同时求解 ( 常用的有三对角矩阵法、 % (6 ( 6 矩阵法 这种算法将方程组按类别组合, 牛顿—拉普逊法等 ( 三对角矩阵法可分为流量加和法 ( $. 法) , 泡点法 ( F# 法) 两种 ( $. 法的计算速度较快, 应用于烃类 吸收过程和一些萃取过程颇有效, 对于精馏过程不能保证其收敛性 ( F# 法主要适用于烃类物系的精馏 计算, 对吸收塔则收敛性较差 ( 对于原油蒸馏这样多组分多级分离过程, 该法具有较大的局限性 ( 牛顿—拉普逊法直接求解 % 和 $ 方程组, 收敛速度快, 无需进行费时的泡点计算, 但该法占用内存 仍较大, 且收敛性易受初值选取的影响 ( 万 方数据 联合使用 F# 法和 $. 法, 提出一种用于原油蒸馏的新方法 ( 该法的特点是在精馏段使用 ,=AM #(

原油常减压蒸馏塔的流程模拟

原油常减压蒸馏塔的流程模拟
下 减压渣油 。
2 2 工 艺 分 析 .
分的沸程范 围为 40~ 0 对 于较重 的馏分 也开 5 7 0K,
发 了专 用 的方 法 。
3 2 收敛算法的选择 .
U im软 件提供 了三 类收敛 算法 , 中 L gc ns i 其 eay Is eO t ni .u 算法 、 o ie s eO t d M d i I i —u 算法用 于不含 化 fd n d
研 究 与 应 用
化 自 化 仪 ,0 ,7 )89 工 动 及 表 203 5: —3 1 ( 8
C n mla d I sr me t n Ch mia n u t o t n n tu n si e c lI d s y r
原 油 常 减 压 蒸 馏 塔 的 流 程 模 拟
常减压蒸馏 是原 油 加工 的第 一道 工序 。装置 是根据 原油 中各 组分 的沸点 ( 发度 ) 同用热 挥 不 的方 法从原油 中分离 出各种 石油 馏 分 。其 中常压
蒸 馏蒸馏 出低沸点 的汽油 、 煤油 、 柴油等组 分 , 而
收稿 日期 :0 00 41 修改稿) 2 1-4 ) (
中图分类号 : E 2 文献标识码 : 文章编号 : 003 3 (O O 0 - 8 - T 64 A 10 -9 2 2 L )50 80 0 6
1 引 言
常减压蒸馏是炼油加工的第一道工序。通过蒸 馏 可以按 产品生产方案将原油分割成相应的直馏汽
信息 。经过二十年 的发展 , 工过程 流程模拟 已 化 被化学工程师普遍采用 , 成为设 计新装 置和分 析现
殷 卫兵 罗雄麟 史 , , 伟
( . 国石 油 大 学 自动 化研 究 所 , 京 124 2 中 国石 油 锦 西 石 化 分 公 司 , 宁 葫 芦 岛 1 50 ) 1中 北 0 29;. 辽 20 1

常压塔的稳态模拟和操作优化

常压塔的稳态模拟和操作优化
2 常压塔 多 目标 优化
原 油是 复杂 的 混合 物 , 常 采 用 假组 分 来 表 通 征原 油物性 , 该方 法表 征 比较准 确 , 需基础 数据 所 是原油 的实 沸点蒸 馏 曲线 。A pnPu 件 采用 se ls软 假组分 来 表征 原 油 的 物性 。其 主 要 的步骤 为 : 流 程搭 建 、 础数 据录 入 、 基 物性 方法 选择 。 从 装 置操作 参 数 优化 、 降低 成 本 和 能耗 以及 石化企 业 的利润 方 面 出发 , 择 最 大化 装 置 利 润 选 和最 小化 装 置能 耗 这 两 个优 化 目标 。基 于 此 , 选 择 5个 产 品 的流量 、 塔顶 循环 流 量 、 中段 回流 2个 流量 、 常压 塔 进料 温 度 作 为 决 策变 量 。各 个 决 策 变量 的上 下 限见表 3 。
关键 词 : 目标 优 化 常 压 塔 多
Ase ls 操 作优 化 pnPu
对 于常压塔 的多 目标 优 化 问题 , 内外 目前 国 的研 究 非 常 少 ,nm a … 采 用 严 格 机 理 的 Ia dr等 ME H 方 程来 模 拟 常 压塔 装 置 , 晓栋 等 采 用 S 于 H S S软件 来进 行常 压塔 装 置 的稳 态模 拟 , 两 YY 这 者采 用 的优化算 法都 是 N G ./ S A 1。本文利 用 流程 模拟 软件 A pnPu 来建 立某 厂常 压塔 的稳态 模 se ls

38 一
第4 卷 第7 2 期

宁等 . 塔的稳态模拟和操作优化 常压
表 1 常压塔关键物流操作参数 比较
T b e 1 Co a io fk y o ea in p r mee s o a l mp rs n o e p r t a a tr f o a mo p e c d si a in tw r t s h r it lt o e i l o

精馏过程中非稳态数学模型的建立与求解研究概述

精馏过程中非稳态数学模型的建立与求解研究概述

精馏过程中非稳态数学模型的建立与求解研究概述摘要:精馏(包括普通精馏和反应精馏等特殊精馏)过程的非稳态模拟对生产和研究均具有指导和促进意义。

本文对精馏过程非稳态问题进行了分析,并对用于精馏的非稳态模拟的数值方法进行了总结。

关键词:模拟非稳态精馏过程前言:在石油炼制和石油化工生产中分离过程是极其重要的环节,而精馏过程则是其中应用最多的分离过程。

精馏过程模拟作为一种过程研究的手段,可以较少的时间生产投资少,费用低的过程设计。

非稳态模拟不仅能反应开、停车过程和间歇操作过程的情况,还能用来考察干扰现象对系统稳定性的影响,从而决定采用哪种适当的控制系统和控制手段。

1. 精馏不稳态过态精馏过程中,某些状态参数[1](温度、压强、流量及浓度等)随着时间而变化的过程称精馏不稳态过程。

不稳态过程是广泛存在的,就研究领域而言,稳态过程只是不稳态过程的一个特例。

不稳态过程涉及的范围很广。

在大规模连续化生产中,广泛存在着不稳态过程。

一般连续精馏操作力求稳定进行,但若干外来因素的影响(如进料量和组成的变化,加热蒸汽压强和冷却水温度的变化等),将引起塔内短时间偏离理想操作状态,操作人员通过随时调节操作状态重新恢复到给定值的过程是经常遇到的,该稳态过程的维持是基于不稳态过程的调节而实现的。

稳态精馏的开工过程属于不稳态过程[2]。

任何稳态精馏均需经历或长或短的开工阶段,通常采取全回流操作以建立塔内沿高度的浓度梯度,在精密精馏和同位素精馏塔内,开工过程可持续几天甚至数月。

间歇精馏是典型的不稳态过程,对于小批量多产品的分离要求,常采用间歇精馏过程,在整个生产过程中经历着不稳态过程。

不稳态连续蒸馏过程,如控制循环精馏过程是靠无限循环一种不稳态精馏过程完成分离任务的精馏过程。

2.数学模型和数值方法数学模型是完成过程分析和模拟的[3],它包括从守恒定律、物性关系、联接条件和约束条件等得出的全部数学关系1。

与精馏过程的稳态模拟一样,动态模拟一样,动态模拟亦采用多级塔构型,如下图。

分壁精馏塔分离四元醇体系的稳态研究

分壁精馏塔分离四元醇体系的稳态研究

分壁精馏塔分离四元醇体系的稳态研究王志锋;沈海涛;潘蓉;沈本贤;凌昊【期刊名称】《石油学报(石油加工)》【年(卷),期】2017(033)001【摘要】Kaibel分壁精馏塔(KDWC)和强化Petlyuk分壁精馏塔(PDWC)可在一个塔内实现四元体系混合物(MEPB)的高效分离.以分离甲醇(M)、乙醇(E)、正丙醇(P)和正丁醇(B)为研究对象,建立并优化了KDWC和PDWC塔的严格稳态精馏模型.结果表明,与常规正序三塔序列分离过程相比,KDWC可减小再沸器负荷36.46%,PDWC可减小再沸器负荷45.95%.在KDWC预分馏段内需实现ME/PB 的清晰分割,主塔上、下段分别需要实现M/E和P/B的清晰分割;在PDWC预分馏段内仅需实现M/B的清晰分割,中间塔的上、下段分别需要实现M/P和E/B的清晰分割,M/E和P/B的清晰分割由主塔上、下段完成.KDWC和PDWC主塔内各组分均不存在返混,但在2个分壁精馏塔的预分馏段和PDWC的中间段存在中间组分的返混现象.【总页数】9页(P115-123)【作者】王志锋;沈海涛;潘蓉;沈本贤;凌昊【作者单位】华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ202【相关文献】1.分壁精馏塔分离五元体系的稳态及动态研究 [J], 华涛;邱洁;何桂春;伍祥;凌昊2.强化Petlyuk分壁精馏塔分离四元混合醇的动态控制 [J], 张英;王志锋;沈海涛;高景山;凌昊3.Agrawal分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态研究 [J], 段圆梦;沈海涛;凌昊4.分壁精馏塔分离芳烃的稳态及动态研究 [J], 杨剑;沈本强;蔺锡钰;吴昊;凌昊5.Kaibel分壁精馏塔分离四元醇动态控制 [J], 何桂春;伍祥;潘慧;张英;薄德臣;凌昊因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于Aspen+Plus的原油蒸馏装置流程模拟及优化

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,℃

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

仿真实验精馏塔实验报告(3篇)

仿真实验精馏塔实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 通过仿真实验,理解精馏塔的工作原理和操作过程。

2. 掌握精馏塔设计参数对分离效果的影响。

3. 学习精馏塔操作条件对分离效果的影响。

4. 分析精馏塔在操作过程中的动态变化。

二、实验原理精馏塔是一种用于分离混合物中不同组分的化工设备。

其基本原理是利用混合物中各组分的沸点差异,通过加热使混合物部分汽化,然后在冷凝过程中重新液化,实现组分间的分离。

三、实验设备与材料1. 仿真软件:如 Aspen Plus、HYSYS 等。

2. 实验数据:包括混合物的物性数据、汽液平衡数据等。

3. 电脑:用于运行仿真软件。

四、实验步骤1. 建立模型:根据实验数据,在仿真软件中建立精馏塔模型,包括塔板结构、热力学参数、物料平衡等。

2. 设置操作条件:根据实验要求,设置精馏塔的操作条件,如回流比、进料位置、塔顶温度等。

3. 运行仿真:运行仿真软件,观察精馏塔在操作过程中的动态变化,如塔顶温度、塔底温度、塔顶组成、塔底组成等。

4. 分析结果:对仿真结果进行分析,评估精馏塔的分离效果,并找出影响分离效果的因素。

五、实验结果与分析1. 理论塔板数:通过仿真实验,计算出精馏塔的理论塔板数。

理论塔板数越多,分离效果越好。

在实验中,我们观察到理论塔板数与回流比、进料位置等因素有关。

2. 回流比:回流比是精馏塔操作的重要参数之一。

实验结果表明,回流比增加,塔顶组成提高,但塔底组成降低。

当回流比达到一定值后,塔顶组成的变化趋于稳定。

3. 进料位置:进料位置对精馏塔的分离效果有显著影响。

实验中,我们观察到当进料位置位于塔中部时,分离效果最佳。

4. 动态变化:通过观察精馏塔在操作过程中的动态变化,我们可以了解精馏塔的稳定性。

实验结果表明,在合适的操作条件下,精馏塔可以保持较长时间的稳定运行。

六、实验结论1. 精馏塔的分离效果受理论塔板数、回流比、进料位置等因素的影响。

2. 通过合理设置操作条件,可以显著提高精馏塔的分离效果。

基于基准假组分方法的石油分馏塔动态仿真

基于基准假组分方法的石油分馏塔动态仿真
摘要 : 研究石油分馏塔动态性能优化问题 , 传统假组 分方法在进料油切换操作的动态仿真中, 造成模型输 出振荡甚至无法运
行, 从而影 响系统 的稳定性 。针对进料油切换操 作问题 , 提 出了一种基准假组分的原油特征化方法 , 采用轻质油品和重质油
品作 为两组基准假组分 , 各个假组分的质量分数 根据原 油的实沸点数据和密 度计算得到 。以工业生 产数据为基础 , 经 过对
f a i l i n g i n r u n n i n g .I n t h i s p a p e r ,a n e ic f i e n t p e t r o l e u m c h a r a c t e r i z a t i o n m e t h o d w a s p r o p o s e d b a s e d o n s t a n d a r d
第3 0 Leabharlann 第 2 期 文 章编 号 : 1 0 0 6— 9 3 4 8 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 2 3 0— 0 5


机 仿

2 0 1 3 年2 月
基 于基 准假 组 分 方 法 的石 油 分馏 塔 动态 仿 真
妥 少辉 , 楚纪 正
( 北京化工大学信息科学与技术学 院, 北京 1 0 0 0 2 9 )
建立的分馏塔 动态机理模型 的仿真验证与分析 , 结果证 明将基准假组分方法 用于原油特征化表 征方 面是行之有效 的 , 并且
提高了分馏塔模型对原油 品种和组成变化的适应能力 , 为模 型动态性能的提高提供 了 依 据。 关键词 : 石油 ; 基准假组分 ; 分馏塔 ; 动态仿真
中图分类号 : T P 3 9 1 . 9 文 献标 识 码 : B

复杂石油蒸馏塔的稳态模拟

复杂石油蒸馏塔的稳态模拟

复杂石油蒸馏塔的稳态模拟
黄文;楚纪正
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2011(041)006
【摘要】针对石油蒸馏塔结构复杂、参数校正难和产品性质计算难等问题,分析了不同结构的石油蒸馏塔模型、参数校正方法和产品性质计算方法,开发了带有参数校正的复杂石油蒸馏的稳态模型。

通过与某装置常压塔的工艺数据比较,证实该模型具有较好的模拟精度和运算速度,能够预测原油蒸馏塔的实际工艺状态。

【总页数】6页(P13-18)
【作者】黄文;楚纪正
【作者单位】北京化工大学信息科学与技术学院,北京市100029;北京化工大学信息科学与技术学院,北京市100029
【正文语种】中文
【相关文献】
1.原油常压蒸馏塔稳态过程的数据协调与过失误差检测 [J], 赵豫红;顾钟文;周春晖
2.基于稳态模型的常压蒸馏塔在线优化控制 [J], 张亚乐;康飚
3.太阳模拟器复杂构型卫星稳态温度场的数值模拟 [J], 刘阳;刘学;黄本诚
4.复杂结构火箭发射药非稳态温度场的数值模拟 [J], 李杰;周彦煌
5.石油物系蒸馏塔的稳态模拟平台 [J], 孙哲;楚纪正;曹柳林
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

θ法应用于原油蒸馏过程模型计算

θ法应用于原油蒸馏过程模型计算

θ法应用于原油蒸馏过程模型计算
段琴;王雄;徐博文
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2001()z1
【摘要】摘要:选择了θ圆整归一方法应用于原油蒸馏过程稳态模型的计算。

实验证明这种方法的应用提高了模型计算中迭代速度,可以达到加速收敛的效果,这种归一圆整的方法完全可以适应原油蒸馏常压塔具有多股进料、多股汽液侧线采出的特点。

并可望应用于原油蒸馏过程动态模型的计算。

本文给出了应用于不同平台的仿真结果。

【总页数】3页(P117-118)
【关键词】θ法、稳态模型、原油蒸馏
【作者】段琴;王雄;徐博文
【作者单位】清华大学自动化系
【正文语种】中文
【中图分类】N945.13
【相关文献】
1.原油常压蒸馏的改进松驰法严格计算 [J], 李为民;童微木
2.原油常压蒸馏的改进松驰法严格计算 [J], 李为民;邬国英
3.原油蒸馏塔的模拟计算 [J], 汪学军
4.用蒸馏法和卡尔费休法测量原油含水率的比较 [J], Poyn.,WG;王国庆
5.用蒸馏法和卡尔费休法测量原油含水率的比较 [J], WesleyG.Poynter;王国庆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  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)。

油蒸 馏塔 专 用稳 态 模 拟 系 统 , 在 此 基 础 上 通 过 并 对产 品进 行 平衡 闪蒸 与 蒸 馏 数 据 转换 , 计 算 产 可 品 的初馏 点 与终馏 点 。通 过在 某 常压塔 的具体应 用, 验证 了模 拟 系统 的有效 性 。







2l 0 1年第 4 1卷

21 0 1年 6月






P T O E M R FN R N I E R N E R L U E I E Y E G N E IG
第 4 卷第 6期 1
复 杂 石 油 蒸馏 塔 的稳 态 模 拟 木
黄 文 , 纪正 楚
( 北京化工大学信息科学 与技术学 院 , 北京市 10 2 ) 0 0 9
() 7
S = v 1 o o


L 0
() 8
对 塔顶 的物料 平衡 式 ( )改写为 1
. 一 一 ¨ , 0 , ( + z J )

() 9
对焓 平衡 式 ( )改写 为 6
Lb o +
图 1 典 型 平 衡 塔 板 模 型 示 意
F g S h m ai a r m ftp c le uiiru ta i .1 c e tc dig a o y i a q lb i m r y
基 金 项 目 : 家 8 3项 目(0 7 A 4 1 1 。 国 6 20 A 0 Z 9 )
因此 , 研 究分 析 总结 了石 油 蒸 馏 塔 的典 型 本 结 构模 型 , 进 了 D v 等 提 出 的计 算塔 板 效率 方 改 ae 法 。构建 了运算 速度 快 、 准确 性 高 、 于操 作 的石 易
摘要: 针对石 油蒸馏塔 结构 复杂 、 参数 校正难 和产品性质计 算难 等问题 , 析了不 同结 构 的石 油蒸馏塔模 型 、 分 参数校正方法 和产 品性 质计算 方法 , 开发了带有 参数 校正的复杂石油蒸馏 的稳态模型 。通 过与某装置常压塔 的工 艺数据 比较, 实该模 型具 有较好 的模 拟精度 和运算 速度 , 证 能够 预测原油蒸馏塔 的实 际工艺状态。
馏塔。
以典 型塔 板 模 型 为 基 础 , 对 塔 顶 、 并 中段 回
流 、 底进 行建 模 , 此假 设有 Ⅳ层 理论 塔板 。 塔 在 2 1典型塔 板 的数 学模 型 . 蒸 馏塔 塔 段 可 用 图 1所 示 的 典 型 塔 板 原 型
表示。
收稿 日期 :0 1 1 5 修改稿收到 1 :0 1 2— 3 2 1 一O —2 ; 3期 2 1 —0 2 。 作者简介 : 黄文 , 北京化工大学 在读研究 生, 主要从事石油蒸 馏塔建模仿真的研究。Ema :u nw n @1 3 cm。 — i ha g eme 6 .o l
关键 词: 石油 蒸 馏 塔
参数 校 正
稳 态模 拟
原 油 蒸馏 装 置 是 原 油 深 度加 工 的基 础 , 拔 其
1 虚 拟组 分切 割与 物性计 算 原 油及 其 常减压 蒸馏 装置 的产 物 以及 由此衍 生 的众 多石 油 产 品 , 是 复 杂混 合 物 。欲 建 立 石 均 油 加工 设备 的模 型 , 必须 首 先 对 原 油及 油 品这 类 石 油复 杂混 合物 进 行 刻 画 , 就 是所 谓 的特 征 化 这 处 理 。油 品特征 化处 理 的 目的是 将 油 品复杂混 合
一( 1 + Lh
) =0
( 0 1)
( )部 分冷凝 2
对冷 凝器 气体 流量 为设 定值 。 对部 分冷 凝
法 。假设 蒸 馏 塔 塔 段 处 理 的物 质 系统 有 C个 组 分 , 中组 分 G为 不 凝 组 分 , 其 即在 塔 操 作 条 件 下
套 迅 速 而 有 效 的 原 油 稳 态 模 拟 程 序 意 义
重大 。
近年来 国 内外 炼 油工 作者 对石 油蒸 馏装 置 的 模 拟 与优 化进 行 了大量 的工 作 。殷 卫 兵 等 1 通 11 9
率 与蒸 馏塔 的结 构存 在 关 联 , 析蒸 馏 塔 的典 型 分
不溶 于液 体 , 存在 于气 相 。其 余组 分 O为 可凝 仅
组分 , 在气 、 两相 中均 可存 在 。 液 2 石 油蒸 馏塔 数 学模型
结 构是 蒸馏 塔模 拟 和确 定 塔 板 效 率 的前 提 , 过 通 操 作条 件关 联 的产 品性 质计 算式 只适 用特 定 的蒸
过 设 置合适 的 中段 回流 建 立 了原油 常减 压蒸 馏塔
的流 程模 拟 ; 学 峰 等 将 进 化 算 法应 用 在确 定 颜 蒸 馏塔 塔板 效 率 和稳态 数 据 的 整定 ; ae等 提 Dv
出 了插 值并 优 化确 定塔 板效 率 。 由于产 品质 量往 往 用蒸 馏塔 的操作 条件 进 行 关 联 计 算 , 而塔 板 效
出率 和 能 耗 直 接 影 响 整 个 石 油 企 业 的 经 济 效
益 。 而蒸 馏 塔 稳 态 模 拟 既 是 蒸 馏 塔 设 计 和 优 化 的重要手段 , 也是 蒸 馏 过程 动 态模 拟 的基 础 。经 过二 十 年 的发 展 , 工过 程 流程 模 拟 已被 化 学 工 化 程师 普遍 采用 , 为设 计 新 装 置 和 分 析 现 有 装 置 成
性能 、 改进 现 有装 置操 作 的有力 工 具 。 因此 , 发 开

物 用 一 系 列 假 组 分 ( 称 虚 拟 组 分 , suo 又 ped— cmpnn) 示 , 此 油 品 的蒸 馏 及 其 他 加 工 过 o oet表 如 程便 可借 用 多组 分物质 系 统 的方 法进 行处 理 。 对 于切 割好 的假 组 分 , 用 楚 纪 正 等 提 出 采 的物 性关 联式 计算 其物 性 。在此 将物 质组 分分 为 不凝 气 、 可凝组 分 , 进而 发展 各类 气液 相蒸馏 塔算
相关文档
最新文档