AspenPlus模拟软件在化工领域的应用分析

在国家科技水平稳步提升的支持下,我国化工行业取得了长足发展,目前化工产业已经成为社会经济支柱产业,化工产品更是在社会方方面面随处可见,同时社会各界也对化工产品品质提出更高要求,因此化工领域各相关方面很有必要通过对AspenPlus模拟软件的合理应用不断发展进步,以便实现整个化工领域的健康良性发展,基于此,本文在针对Aspen进行简要说明的基础上,详细分析AspenPlus模拟软件在化工设计与化工课程教学两个方面的具体应用。

基于AspenPlus的煤干燥过程模拟计算

运用Aspen Plus软件进行了煤干燥过程的模拟计算,研究了煤干燥的主要操作参数(干燥介质种类、温度、流量和湿度)与干煤出口温度之间的关系.结果表明,干煤出口温度与干燥介质种类并无显著关系,干煤出口温度随着干燥介质的温度、流量的增大先缓慢增加后迅速增加.当干燥介质流量较小时,干煤出口温度随着干燥介质含水量的增加略有增加;而当干燥介质流量较大时干煤出口温度随着干燥介质含水量基本不变.

工业系统流程模拟利器——ASPENPLUS

流程模拟软件的功效在于依托精确的模型、科学的计算方法对单元和系统进行计算和高效的优化设计。在已经开发成功的模拟软件中,ASPEN PLUS是比较先进的,在大型化工和热工系统模拟中更展现了它的优势。概括介绍了这款软件的功能和使用方法。

基于ASPENPLUS模拟的污泥自热干燥焚烧发电工艺

基于ASPEN PLUS模拟平台,对机械脱水后含水率为70%的污泥经热干燥后再进入循环流化床焚烧的模拟计算,与其他焚烧过程计算方法相比,可以快速实现污泥焚烧过程的模拟,并可方便对焚烧工艺及物流参数进行优化调整。结果显示:完全可用污泥焚烧后的烟气对污泥进行干燥;用污泥焚烧后的烟气(300～400℃)对污泥进行干燥,可将污泥含水率由70%降至60%左右,而不需要额外的热源;随着污泥含水率由70%降低到60%,污泥的发电效率不断增加。

用AspenPlus模拟木薯制无水乙醇四塔精馏工艺过程

用Aspen Plus对木薯制取无水乙醇的工艺流程进行了模拟计算。利用Aspen Plus中的灵敏度分析来优化萃取塔和回收塔的最优塔板数、回流比和进料位置。经过对醪塔、精馏塔、萃取精馏塔、回收塔的模拟,基于NRTL活度系数模型,以乙二醇、醋酸钾为萃取剂,可连续模拟出纯度高达99.9%(质量分数)的无水乙醇,展现了萃取精馏技术在工业生产无水乙醇上的应用前景。

利用AspenPlus对污水汽提装置进行优化分析

为提高含硫污水汽提装置运行效率,兼顾汽提净化水质量与装置能耗。利用AspenPlus流程模拟软件对塔河炼化2#含硫污水汽提装置进行建模,并利用该模型在不同条件下模拟运行,根据运行结果来确定各种变量对净化水质量的影响,旨在优化生产装置工艺操作,在满足净化水质量指标的情况下,降低装置能耗。

AspenPlus在胺液系统能效提升中的应用

以扩散理论和离子反应为基础,选用ELECNRTL作为热力学模型,利用Aspen Plus流程模拟软件对炼厂胺液系统进行建模和优化分析。在所建立的模型基础上对全厂胺液系统进行影响因素分析,确定了各因素全厂胺液系统能耗的影响规律,掌握了胺液系统能效提升的有效手段,为今后胺液系统节能降耗指明了方向。

合成氨(油头)甲醇洗流程模拟——AspenPlus应用范例

以ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件模拟合成氨装置的甲醇洗流程，对有关物系的相行为预测、物性计算和各分离塔的模拟。

AspenPlus软件应用于煤气化的模拟

用AspenPlus软件对煤气化过程进行模拟,同时考察操作条件的改变对煤气化性能的影响。计算时假定煤气化反应分成两部分:煤的热裂解和气化炉内进行的一系列化学反应。用CPD模型预测煤热裂解的产物分布,并假定所有反应遵循Gibbs自由能最小的原理。计算结果与气流床的煤气化反应结果比较符合。

AspenPlus流程模拟软件在C8芳烃分离工艺开发设计中的应用

C8芳烃由于原料来源不同，组分较多，组分间沸点差很小，使C8芳烃分离可供选择的流程较多，精馏分离所需理论板数，采用传统的手工计算方法工作最大，使我方案的技术经济比较难于进行。本文运用精馏的基本原理，介绍了AspenPlus在C8芳烃分离工艺开发设计中的应用，得出了以乙烯裂解汽油加氢抽提后的C8芳烃为原料，生产乙苯、邻二甲苯的最佳工艺流程和工艺条件。

用ASPENPLUS模拟分析石油化工流程

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，ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ是当今最先进的石油化工流程模拟软件代表。本文通过用ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ对氯乙烯（ＶＣＭ）生产过程的模拟分析，介绍ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ的功能和特点和用ＡＰＳＥＮＰＬＵＳ模拟分析石油化工流程的一般步骤和方法，最后论述了对ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ进行二次开发应用的一些技术关键及其对策。

基于AspenPlus自带数据库和NIST数据库的精馏模拟研究

AspenPlus在化工工厂设计或优化中起到了越来越重要的作用,本文分别选用AspenPlus内自带数据库和NIST数据库对甲醇-水和甲醇-乙醇体系的精馏分离单元进行模拟,并依次采用了精馏单元简捷模型、严格模型,调整回流比、以保证塔顶出料纯度。研究不同数据库及不同计算模型对精馏模拟的影响。最终得出直接使用AspenPlus自带的数据库与NIST数据库模拟出的结果有偏差,简捷模型和严格模型模拟的结果同样有偏差。

用AspenPlus模拟分析和优化多晶硅合成工段洗涤塔

利用AspenPlus模拟分析了三氯氢硅合成洗涤塔,利用灵敏度工具分析了摩尔回流比对洗涤塔操作的影响,还利用优化分析工具对进料温度进行了分析。经对洗涤塔的模拟分析,建议实际运行采用适宜的较小回流比操作,可提高氯硅烷的回收率,还可降低再沸器的供热,甚至可取消它,有效避免硅粉和金属氯化物对其的严重磨蚀和腐蚀,同时还可减少冷凝器所需的冷量,降低多晶硅生产中的操作成本。

基于ASPENPLUS的典型压力容器优化设计研究

采用ASPENPLUS软件对煤制甲醇合成工段进行模拟计算,深入研究温度、压力、进料流量等对甲醇合成反应的影响,以期分析甲醇合成塔的控制变量,提高其性能,达到工艺优化。

ASPENPLUS在间二甲苯～空气二元体系露点温度分析中的应用

二甲苯是重要的化工原料,主要应用于合成橡胶、油漆印染、合成纤维等诸多生产领域。二甲苯的排放不但危害人类健康,也对大气造成严重污染,因此必须进行回收处理。冷凝法是二甲苯回收的常见方法。本文基于化工模拟软件ASPENPLUS,对间二甲苯~空气二元体系混合物的露点温度进行了详细的分析和计算,得到了不同压力、浓度下间二甲苯露点温度的变化曲线,为冷凝法高效回收二甲苯提供了依据和参考。

基于AspenPlus的生活垃圾衍生燃料与油漆废渣的等离子体气化模拟研究

本文利用AspenPlus软件建立了等离子体气化模型,针对不同混合比例的垃圾衍生燃料与油漆废渣研究在不同的等离子输入功率、空气加入量、水蒸气/空气加入量对制备合成气特性的影响。结果表明,等离子输入功率的提高有利于气化合成气气体热值的提高,随着油漆废渣比例的提高,可以改变合成气中CO和H_(2)的组分含量,有利于合成气的进一步利用。ER和蒸汽/空气比是影响气化过程的重要因素,当ER为0.35时,合成气产气率最高。当蒸汽/空气比增大时,CO含量逐渐降低。因此应根据合成气的具体利用方式,控制气化剂的种类和用量。

基于Aspen Plus软件的双酚A装置反应单元流程模拟与优化

利用Aspen Plus流程模拟软件对离子交换树脂法合成双酚A装置反应单元工艺进行了建模,考察了反应单元进料温度、苯酚/丙酮质量比、丙酮至一段反应器比例等参数对丙酮转化率、双酚A收率及其选择性的影响,并对操作参数进行了优化。结果表明:在单因素变化情况下,反应单元进料温度升高,或苯酚/丙酮质量比降低,或丙酮至一段反应器比例增大,均会使双酚A收率和丙酮转化率增大;在一段、二段反应器进料温度分别为65,76℃,苯酚/丙酮质量比为15.0,丙酮至一段反应器比例为1.00的优化条件下,双酚A收率、丙酮转化率分别提高3.96,4.30个百分点。

甲基氯硅烷轻组分分离流程的模拟与优化

采用Aspen Plus软件对配套30万吨/年甲基氯硅烷单体生产装置的轻组分精馏过程进行建模与优化,首先通过甲基氯硅烷二元体系气液平衡实验值与不同热力学模型预测值之间的均方根差和绝对平均偏差优选出WILSON模型,并通过对比分析不同塔序优化方案的模拟结果,优选出利用原共沸塔优先分离三甲基氯硅烷,再将原含氢塔与三甲塔串联后分离甲基二氯硅烷的方案。优选方案的模拟结果显示,其甲基二氯硅烷流股纯度达99.60%、收率达99.59%,三甲基氯硅烷流股纯度达99.80%、收率达98.40%,残余的共沸物流量为68.34kg/h,总能耗2361kW。此外,水力学的分析结果验证了可行性。

硫酸铵废水双效蒸发工艺模拟与研究

针对工业硫酸铵废水盐含量高、游离酸含量高、难生化的特性,以某4t/h硫酸铵废水处理装置为例,对除杂(金属除杂剂除杂、过滤器分离出金属离子杂质)后的硫酸铵废水采用ELECNRTL热力学物性方法、通过AspenPlus软件进行双效顺流蒸发工艺建模与模拟,模型计算参数与文献值的对比验证了ELECNRTL物性方法应用于硫酸铵废水双效蒸发工艺模型的可行性,并分析了废水中和过程以及双效蒸发过程的系统控制参数。分析结果表明:中和反应在偏碱性条件下进行可保证硫酸铵废水中的游离酸(H_(2)SO_(4))全部转化为(NH_(4))_(2)SO_(4),通过蒸发、浓缩、离心分离等可得到纯度达97%以上的硫酸铵产品,可进一步干燥制得肥料级硫酸铵产品或工业级硫酸铵(化工原料),具有一定的经济效益。

三塔精馏从废溶剂中回收高纯度N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的模拟分析

以树脂生产过程中回收的废有机溶剂为原料,采用三塔真空精馏法回收其中的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),废溶剂原料依次通过粗脱水、精脱水和成品精制等过程,分离其中的水和树脂等杂质后,得到高纯度NMP产品。利用流程模拟软件AspenPlus分析各过程中精馏塔的塔板层数、进料层数、回流比等因素对原料脱水率及产品纯度的影响。结果表明:通过流程模拟与工艺优化,原料经脱水与精制后可获得NMP质量分数>99.90%、含水质量分数<0.01%的电子级产品,产品回收率为97.6%,三塔精馏系统回收高纯度NMP产品的能耗为2.75MJ/kg。该优化结果可为从废有机溶剂中提纯NMP产品提供参考。