应用实例PROII流程模拟的分解案例.docx

3.7过程系统模拟的应用实例化工流程模拟软件的种类虽然较多，但针对化工过程模拟的基本思想和措施却相通。AspenPIUS应用非常广泛，下面我们以乙苯生产过程乙苯精询塔生产实例为例简介AspenPlus稳态模拟的基本措施和基本思想。某干气制乙苯装置中，干气中的乙烯与苯催化反应生成乙苯，反应产物中同步包括反应副产品丙苯、二乙苯、多乙苯和没有反应完全的苯。反应物通过苯塔分离脱除苯后进入乙苯塔、丙苯塔获得乙苯、丙苯产品。已知进入乙苯塔物料含苯0.2%（摩尔分数，下同）、乙苯77%、丙苯10%、二乙苯12.8%,流量8679kgh,压力1.45MPa（绝压，下同），温度281C。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05MPa,塔顶温度210,塔底温度254,回流量19000kgh,塔顶产品中乙苯含量99.5%,釜液中乙苯含量1.5%,塔顶为全凝器，塔底为热虹吸式再沸器。生产中对乙苯产品指标有严格限制，规定乙苯产品纯度不小于99.6%,同步为较小物耗规定乙苯塔釜液乙苯含量不不小于1%,试通过模拟分析提出改善方案。使用ASPenPlUS进行模拟H勺基本环节：（1）选择模板（2）选择运行类型（3）创立一种流程（4）规定计算的全局信息（5）规定组分（6）选择物性措施（7）输入物流规定（8）输入模型规定（9）运行模拟（10）检查成果（11）敏捷度分析（12）生成汇报1 .建立一种新的运行当启动ASPenPlUS并建立种新的模拟时，可以从种空白模拟着手或者从种模板着手，见图3-27。模板设定了特定工业一般使用的缺省项包括测量单位、所要汇报的物流构成信息和性质、物流汇报格式、对游离水选项的缺省设置、性质措施、其他特定的应用缺省。AspenPlus内置如下列模板： 空气分离 化学工艺 电解质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，其他单位制也可用。由于本分离工艺物系为芳蜂分离，可以选择GeneralWithMetriCUnitS模板作为模拟模板,见图3-27。Personal Refinexy Simulations |J Air Separation with English Unite/ Air Sepaiation with Metric Units加 Aspen IPE Stream Properties1口 Blank Simulation口工 Chemicals with English Units Chemicals with Metric Units Electrolytes With English Units Electrolytes with Metric Units毗 GaS Processing with English Units 渺 GaS Processing With Metric Units 毗 General with English Units: General with Metric Units,2 Hydrometallurgy with English Units¢3 Hydrometallurgy wi 即 Petroleum with Eng； 即 Petroleum with Met) QQ Phaimaceuticals Witl 盟 Phaimaceuticals Wltl QQ Polymers with Engli EjPolymers with Metri 皿 Pyrometallurgy with QlQ Pyrometalluigy Witb 岫 Solids with English" Solids with Metric U 皿 Specialty Chemicals 口口Specialty Chemicalsr reviewGeneral Simulation WithMetric Units:C, bar, kghr, kmol/hr, MMKcalr, Cum/hr.Property Method: NoneFlow basis for input: MoleStream report composition: Mole flowRIm TyPe !FlowsheetFlowsheetPROPERTIES PLUSProperty AnalysisProperbr Estimation v -j图3272 .选择运行类型当建立一种新运行时，必须在NeW对话框上H勺RUnTyPe的列表框中选择运行类型。Flowsheet运行类型为流程模拟计算H勺基本类型，见图327。表3-1AspenPIUS运行类型表运行类型阐明用途Flowsheet模拟计算的基本类型。对流程模拟包括敏捷度分析和优化，同步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。化验数据分析一种独立的化验数据分析/虚拟组分产生运行。当你不想在同一种运行中进行流程模拟而分析化验数据时用数据回归一种独立的数据回归运行，可以包括性质常数估计和性质分析计算。将ASPenPIUS所需的物性模型参数与所测量的纯组分、气液平衡、液液平衡和其他混合数据拟合，AspenPIUS在流程运行中不能执行数据回归。PROPERTIESPLUS一种PRoPERTlESPLUS设置运行制备性质包，以便供ASPenCUStomModeler/ADVENT使用性质分析一种独立的性质分析运行，可以包括性质常数估计和化验数据分析计算。当你不想在同一种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。性质估计一种独立的性质常数估计运行。当你不想在同一种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FIoWSheet运行类型，见图3-27o3 .创立一种流程AspenPlus是基于流程图的通用流程模拟软件，因此要定义一种可以反应实际过程的流程图。定义一种流程用如下环节：(1)在VieW菜单下确认PFD状态己经关闭，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阐明混合器/分流器MixerFsplitSsplit物流混合物流分流子物流分流分离器FIash2FIash3DecanterSep双出口闪蒸三出口闪蒸液-液倾析器多出口组分分离器Sep2双出口组分分离器换热器Heater加热器/冷却器HeatX双物流换热器MHeatX多物流换热器Hetran与BJAC管壳式换热器的接口程序Aerotran与BJAC空气冷却换热器的接口程序塔DSTWU简捷蒸储设计Distl简捷蒸福核算RadFrac严格蒸锵Extract严格液-液萃取器MuItiFrac亚杂塔的严格蒸馅SCFrac石油的简捷蒸谯PetroFrac石油的严格蒸储Rate-Frac持续蒸馈BatchFrac严格的间歇蒸储反应器RStoic化学计量反应器RYield收率反应器REquil平衡反应器Rgibbs平衡反应器RCSTR持续搅拌罐式反应器RPlug活塞流反应器RBatch间歇反应器压力变送器Pump泵/液压透平Compr压缩机/透平Mcompr多级压缩机/透平Pipeline多段管线压降Pipe单段管线压降Valve严格阀压降手动操作器Mult物流倍增器Dupl物流复制器CIChong物流类变送器固体Crystallizer除去混合产品的结晶器Crusher固体粉碎器Screen固体分离器FabFl滤布过滤器Cyclone旋风分离器Vscrub文丘里洗涤器ESP电解质沉降器HyCyc水力旋风分离器CFuge离心式过漉器Filter旋转真空过滤器SWash单级固体洗涤器固体CCD逆流倾析器顾客模型User顾客提供的单元操作模型User2顾客提供的单元操作模型本例中的任务是对乙苯塔进行模拟，因此选择严格蒸储模型，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-3O3,见图3-30。图3-30（3）用物流线画出生产过程的物料流程，同步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3-314 .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阐明之前，要在口回因Setup窗体中规定全局信息，见图332。虽然在选择模板时，AspenPlus已经规定了计算时默认值，但可以在任何时候返回这些表格和变化输入。,AspenPlus-Sunnlation1-SetupSpecifications-DataBrowser'FileEditViewDataTookRunPbtLibraryWindowHelp-SIXTitle:Units of measurementJGlobal Description Accounting Diagnostics 5 2 Setup0Press Flo. Setup Specif.DHII>g9Ml公W”例画”：K则切。SpecificationsSimulationOptionsStreamClassInput data:Output results:Global settegsRun type:(FlowsheetInput mode:Stieam class: CONVENFlow basis:Ambient pressure: pAmbient temp.: 50一VAIirl nhasfts用亡JSubstreamsQjUnite-Sets。CustomUnits国0口Cl白(ReportOptionsComponentsPropertiesStreamsBlocksReactionsConvergenceFor Help, press FldA.gFbldersAq)enPlus11.1NUMFleetNotComplete)图332表3-3SelUP包括的内容内容阐明用途Specification规定输入全局信息SimulationOptions模拟选项