PROII流程模拟应用实例Word格式文档下载.docx

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●气体加工

●一般工艺

●湿法冶金

●石油

●医药

●冶金

●固体

●特种化工

对于每个模板，可以选择米制或英制作为缺省测量单位制，其它单位制也可用。

由于本分离工艺物系为芳烃分离，可以选择GeneralwithMetricUnits模板作为模拟模板，见图3-27。

图3-27

2.选择运行类型

当建立一个新运行时，必须在New对话框上的RunType的列表框中选择运行类型。

Flowsheet运行类型为流程模拟计算的基本类型，见图3-27。

表3-1AspenPlus运行类型表

运行类型

说明

用途

Flowsheet

模拟计算的基本类型。

对流程模拟包括灵敏度分析和优化，同时集成了性质常数估计、化验数据分析/虚拟组分产生、性质分析。

化验数据分析

一个独立的化验数据分析/虚拟组分产生运行。

当你不想在同一个运行中进行流程模拟而分析化验数据时用

数据回归

一个独立的数据回归运行，能够包含性质常数估计和性质分析计算。

将AspenPlus所需的物性模型参数与所测量的纯组分、气液平衡、液液平衡和其它混合数据拟合，AspenPlus在流程运行中不能执行数据回归。

PROPERTIESPLUS

一个PROPERTIESPLUS设置运行

制备性质包，以便供AspenCustomModeler/ADVENT使用

性质分析

一个独立的性质分析运行，能够包含性质常数估计和化验数据分析计算。

当你不想在同一个运行中进行流程模拟时，通过生成物性值表格而进行性质分析。

性质估计

一个独立的性质常数估计运行。

当你不想在同一个运行执行流程模拟时估计性质参数

本算例的目的是对乙苯分离过程进行稳态模拟，因此选择Flowsheet运行类型，见图3-27。

3．创建一个流程

AspenPlus是基于流程图的通用流程模拟软件，因此要定义一个能够反应实际过程的流程图。

定义一个流程用如下步骤：

（1）在View菜单下确认PFD状态已经关闭，否则设置的模块和物流图形不能变成模拟模型的一部分，如图3-28；

图3-28

（2）选择单元操作模块并将它们放置到流程窗口。

AspenPlus中过程单元操作模型包括8大类、57小类、349个单元操作模型。

表3-2单元操作模型

类型

模型

混合器/分流器

Mixer

Fsplit

Ssplit

物流混合

物流分流

子物流分流

分离器

Flash2

Flash3

Decanter

Sep

Sep2

双出口闪蒸

三出口闪蒸

液-液倾析器

多出口组分分离器

双出口组分分离器

换热器

Heater

HeatX

MHeatX

Hetran

Aerotran

加热器/冷却器

双物流换热器

多物流换热器

与BJAC管壳式换热器的接口程序

与BJAC空气冷却换热器的接口程序

塔

DSTWU

Distl

RadFrac

Extract

MultiFrac

SCFrac

PetroFrac

Rate-Frac

BatchFrac

简捷蒸馏设计

简捷蒸馏核算

严格蒸馏

严格液-液萃取器

复杂塔的严格蒸馏

石油的简捷蒸馏

石油的严格蒸馏

连续蒸馏

严格的间歇蒸馏

反应器

RStoic

RYield

REquil

Rgibbs

RCSTR

RPlug

RBatch

化学计量反应器

收率反应器

平衡反应器

连续搅拌罐式反应器

活塞流反应器

间歇反应器

压力变送器

Pump

Compr

Mcompr

Pipeline

Pipe

Valve

泵/液压透平

压缩机/透平

多级压缩机/透平

多段管线压降

单段管线压降

严格阀压降

手动操作器

Mult

Dupl

ClChong

物流倍增器

物流复制器

物流类变送器

固体

Crystallizer

Crusher

Screen

FabFl

Cyclone

Vscrub

ESP

HyCyc

CFuge

Filter

SWash

CCD

除去混合产品的结晶器

固体粉碎器

固体分离器

滤布过滤器

旋风分离器

文丘里洗涤器

电解质沉降器

水力旋风分离器

离心式过滤器

旋转真空过滤器

单级固体洗涤器固体

逆流倾析器

用户模型

User

User2

用户提供的单元操作模型

本例中的任务是对乙苯塔进行模拟，因此选择严格蒸馏模型，如图3-29

图3-29

根据现场操作过程，选择FRACT2作为模拟模型，并添加乙苯塔位号T-303，见图3-30。

图3-30

（3）用物流线画出生产过程的物料流程，同时物流线将各单元模块连接起来。

本案例中，进塔物流号为101，塔顶液相采出物流号为102，塔底液相采出物流号为103，如图3-31。

图3-31

4．规定计算的全局信息

全局规定为整个运行设定缺省值，AspenPlus运行在输入详细的流程说明之前，要在Setup窗体中规定全局信息，见图3-32。

虽然在选择模板时，AspenPlus已经规定了计算的默认值，但可以在任何时候返回这些表格和改变输入。

图3-32

表3-3Setup包含的内容

内容

Specification

规定

输入全局信息

SimulationOptions

模拟选项

规定计算闪蒸收敛系统选项时间和误差限制

StreamClass

物流类

定义物流类和物流性质

Substreams

子物流

定义子物流和属性

Units-Sets

单位集

定义度量单位集

CustomUnits

习惯单位

确定用户习惯的单位

ReportOptions

报告选项

规定报告选项

5．规定组分

将模拟过程中所需的组分输入到组分列表中。

本案例中所需要的组分为苯、乙苯、丙苯、二乙苯，见图3-33、图3-34。

图3-33

图3-34

6．选择物性方法

选择接近的物性方法经常是决定模拟结果的精确度的关键步骤，同时也是模拟的核心工作。

物性方法是一批方法和模型，AspenPlus用它们计算热力学物性和迁移性质。

热力学物性包括逸度系数、焓、熵、吉布斯自由能、体积，迁移性质包括粘度、热导率、扩散系数、表面张力。

AspenPlus包括大量内置的物性方法足以满足大部分的应用，但是同时用户可以建立新的适合模拟需要的物性方法。

AspenPlus为用户物性方法的选择提供了参考。

表3-4油和气产品

应用

推荐的物性方法

储水系统

PR-BM、RKS-BM

板式分离

PR-BM、RKS-BM

通过管线输送油和气

表3-5炼油

低压应用（最多几个大气压）、

真空蒸馏塔、常压原油塔

BK10、CHAO-SEA、GRAYSON

中压应用（最多几十个大气压）

Coker主分馏器

FCC主分馏器

CHAO-SEA、GRAYSON、PENG-ROB、RK-SOAVE

富氢的应用

重整炉加氢器

GRAYSON、PENG-ROB、RK-SOAVE

润滑油单元、脱沥青单元

PENG-ROB、RK-SOAVE

表3-6气体加工

应用

烃分离

脱甲烷塔

C3分离器

PR-BM、RKS-BM、PENG-ROB、RK-SOVAE

深冷气体加工

空气分离

PR-BM、RKS-BM、PENG-ROB、RK-SOVAE

表3-7化工

应用推荐的物性方法

乙烯装置

初级分馏器

轻烃

串级分离器

急冷塔

CHAO-SEA、GRAYSON、PENG-ROB、RK-SOAVE

芳香族环烃

BTX萃取

WILSON、NRTL、UNIQUAC和它们的变化形式

乙苯和苯乙烯装置

PENG-ROB、RK-SOAVE、WILSON、NRTL、UNIQUAC和它们的变化

根据AspenPlus为用户物性方法提供参考，考虑本案例为乙苯和苯乙烯装置，选用物性方法为PENG-ROB，见图3-35。

图3-35

7．输入物流规定

对于一个模拟过程，根据自由度分析，必须规定过程系统进料物流的流率、组成、热力学状态，还可以提供撕裂循环物流的初始估值。

本案例中，乙苯塔物料含苯0.2%、乙苯77%、丙苯10%、二乙苯12.8%，流量8679kg/h，压力1.45MPa，温度281℃。

将上述数据输入到物流101的物流信息表中，如图3-36。

图3-36

8．输入模型规定

对于一个模拟过程，根据自由度分析，必须将模型的操作变量输入到模型规定中。

不同的模型规定各不相同。

本案例中，乙苯塔为93块浮阀塔盘，进料位置为第40块塔板，操作中，塔顶压力0.52MPa，冷凝器后压力0.5MPa，塔顶温度210℃，塔底温度254℃，回流量19000kg/h。

塔顶为全凝器，塔底为热虹吸式再沸器。

将上述信息输送到精馏塔的输入规定中，如图3-37。

注意，在模拟计算中，冷凝器和再沸器均按一块板来计，因此计算总板数为95块，进料位置为41块。

图3-37

值得注意的是塔板效率的选择。

精馏塔模拟计算中，塔板效率常常是根据计算结果和实际分离结果比较选定的，塔板效率的初值通常根据塔板型式和分离物性选定。

本案例中初选全塔效率60%，如图3-38