基于Aspen HYSYS的LNG接收站全流程模拟

以某LNG接收站为仿真对象,使用Aspen HYSYS流程模拟软件,选取PRSV方程作为物性计算方程,建立了接收站稳态模型。根据各个设备的运行参数,对接收站进行全流程模拟,得到了各物流、设备能耗等详细参数,并利用此模型分析了外输流量、温度和压力变化时对接收站各流程性能参数的影响。实验结果表明:该流程模拟可以完全满足各种复杂工况变化与调整的模拟仿真需求。

基于Aspen EDR的管壳式换热器工艺选型设计教学实践

管壳式换热器工艺选型设计是化工过程中设备设计的重要环节之一。为了避免手工计算中繁琐的计算和复杂的校核问题,以无相变的乙醇冷却器为例,探讨Aspen EDR软件在管壳式换热器工艺选型设计中的实践应用。通过Aspen EDR软件的教学示范,激发学生学习积极性和主动性,提升学生运用理论知识分析和解决复杂化学工程问题的能力,强化专业软件应用能力。

Aspen Adsorption在气体吸附过程模拟方面的应用

Aspen Adsorption是一款吸附模拟软件,常用于气体吸附分离过程的模拟计算,对操作条件优化、设计优化、吸附材料性能评价等方面具有一定的指导作用。简要介绍了Aspen Adsorption软件的应用、模型参数和各种衡算方程,总结了其在穿透曲线计算方面的模拟计算和应用,归纳了利用循环控制器Cycle Organizer针对各种类型的变压吸附PSA(Pressure Swing Adsorption)和变温吸附TSA(Temperature Swing Adsorption)过程进行模拟的情况。此外,针对Aspen Adsorption与其他软件结合使用的案例也进行了简要介绍。最后对Aspen Adsorption的未来发展进行了展望。

基于Aspen Plus的甲烷联合重整制合成气过程热力学计算

甲烷联合重整产物合成气的组成受热力学平衡控制,反应中积炭反应也受操作条件的影响,因此,计算反应条件(原料组成、温度、压力)对产物组成和积炭形成的影响,进行定量热力学分析是工艺设计所需要的。本文使用Aspen Plus软件中的RGibbs模块,建立甲烷联合重整热力学反应模型,采用吉布斯自由能最小化法,考虑所有相关反应的进料组成、温度和压力对平衡反应混合物组成和积炭的影响。首先,设定化学计量比CH_(4)∶(CO_(2)+H_(2)O)=1∶1进料,调控CO_(2)、H_(2)O相对进料比例,结果发现:CO_(2)/CH_(4)比增加时,CH_(4)和CO_(2)转化率升高,但积炭量也相应增加,H_(2)/CO比减小;CH_(4)和CO_(2)的平衡转化率随温度升高而升高,且随着温度升高趋于极限,可通过调节温度从而调控H_(2)/CO比达到所需生产要求。然后,研究了压力对反应平衡的影响,结果表明CH_(4)和CO_(2)的热力学平衡转化率随压力升高而降低,积炭量增加。最后,结合进料比、温度和压力的影响,针对合成气制下游化学产品的不同需求以及特定氢碳比精准调控,模拟计算出合适的反应进料比例,为将来实际生产调控提供了理论计算依据。

基于Aspen Plus的玉米芯气化制合成气系统设计及优化

本研究以玉米芯为原料,基于Aspen Plus提出了一种二段式气化重整反应系统,通过合理调整热解气化段和CO_(2)/H_(2)O混合重整段的反应条件,不仅能降低焦油的生成,协同消耗CO_(2)实现“碳负排放”,而且能将生物质定向转化为用于甲醇、甲烷合成的目标合成气.通过能量分析,在保证外界供能最小的条件下,研究发现,500℃热解,制取甲醇原料合成气(V_(H_(2))/V_(CO)=2)的最佳重整条件为N_(CO_(2))/N_(C)=0.5、N_(H_(2))/N_(C)=2、温度为770℃;制取甲烷原料合成气(V_(H_(2))/V_(CO)=3)的最佳重整反应条件为N_(H_(2))/N_(CO)=0、N_(CO_(2))/N_(C)=2、温度为770℃.

基于Aspen Plus软件的芳烃异构化工艺模拟与优化

针对中国石化海南炼油化工有限公司第二套对二甲苯(PX)装置C_(8)芳烃异构化反应流程,利用Aspen Plus软件建立了稳态模型,并优选Rplug模块作为反应器模块;模型验证结果表明,模拟计算值与工业实际标定值具有很好的吻合性,说明该模型预测结果合理且可靠。运用该模型进一步分析了反应温度、反应压力、进料氢烃比等工艺参数对C_(8)芳烃异构化反应性能的影响,结果表明:优选的反应温度为347℃,反应压力为0.46 MPa,氢烃摩尔比为3.9;温度、压力对PX产率几乎无影响,氢烃摩尔比为3.9时PX产率最高;降低温度、升高压力和适宜氢烃比有利于乙苯(EB)转化,低温、小氢烃摩尔比和中等压力有利于减少C_(8)芳烃损失;根据模拟优化结果调整异构化操作参数,可有效提高EB转化率、PX产率和PX的质量流量。

使用Aspen Plus协助实现化工仿真实训课程的学习目标

化工仿真实训课程是一门主要面向化工专业的实践课程,其学习的主要目标是使学生初步掌握化工设备的基本操作,提高学生对化工过程的分析和决策能力,提高学生工程实践能力和创新能力,培养良好的职业规范和职业道德。本文结合我校化工仿真实训课程的教学现状,采用Aspen Plus软件作为工具,贯穿化工仿真实训课程的全过程,协助实现化工仿真实训课程的学习目标,解决目前存在的教学问题,提高课程的教学效果。

基于Aspen plus的典型林业生物质气化制氢过程模拟研究

林业生物质作为一种独特的碳基可再生能源资源,其气化制氢技术的开发对于我国减少对化石能源的依赖、强化能源安全以及推进碳达峰与碳中和目标的实现非常重要。鉴于生物质气化制氢技术路径的多样性,基于热力学原理的深入评估与工艺优化显得尤为重要,旨在实现林业生物质资源的高效转化与低成本绿色氢能的制备。本研究以典型林业生物质———松木屑作为原料,运用Aspen plus软件平台,构建了变压吸附生物质气化制氢系统模型。在气化工艺中,采用控制变量法,系统地探讨了氧当量比、气化温度及水气比等关键参数对氢气产量、热蒸汽生成量及系统电耗的综合影响。文章通过数据分析与比较,确定了气化温度850℃、氧当量比0.30、水气比0.1为本研究最优工况。燃气组分中氢气含量高达27.21%,伴随生成一氧化碳(33.15%)、二氧化碳(20.97%)、水蒸气(18.60%)、氮气(0.06%)及微量甲烷。变压吸附工艺产生的氢气体积数较大,为94.36 m3/h,且氢气较为纯净,但整个系统消耗电量相对较高,为42.57 kW·h。综上所述,本研究可以为林业生物质气化制氢技术的工艺优化提供数据支持与理论依据。

Aspen Plus在生物质化学链气化技术中的应用进展

目前世界能源结构仍以化石能源为主,面对能源紧缺与环境恶化的局面,开发可再生能源不仅能够调节能源结构,缓解能源压力,同时可以改善因化石能源过度使用而带来的环境问题。生物质为生活中最常见的可再生能源,对于生物质的合理利用是目前研究的主要方向。生物质的高质化利用有直接燃烧、生物转换和热化学转换等方式,但普遍存在产生大量污染物及生物质利用效率不高等问题。因此,发展清洁高效的可再生能源利用技术显得至关重要。化学链气化技术不仅可以从CO_(2)捕集和载氧体的循环使用等方面降低环境污染,还能从产生的合成气等化学用品中提升经济效益。通过Aspen Plus模拟软件还可以对生物质耦合化学链气化过程进行实时监控、优化,并对后续的工艺开发提供理论和数据支持。因此,本文从生物质种类与过程能量供给方式出发,对不同类型的生物质化学链气化过程Aspen Plus模拟研究进行了系统论述,综述了Aspen Plus模拟软件在生物质化学链气化技术领域中的工艺模拟、反应器优化、生产过程中能耗问题的应用情况,并提出了该软件的应用前景和发展方向,为我国化学链技术的应用和模拟研究提供了一定的参考。

基于Aspen软件的固体氧化物电池系统过程模拟研究综述

总结通过Aspen软件中已有模块与功能对固体氧化物电池进行过程模拟的方法,介绍后续固体氧化物电池模拟的优化、从稳态模型到动态模型的改进和电池模型在多种场合中的应用,模拟将固体氧化物电池模型与燃气轮机、等离子体气化、冷热电三联供系统与热电联供系统的结合过程,并对未来基于Aspen软件的固体氧化物电池过程模拟的研究进行了展望。

Aspen Plus在苯加氢装置技改中的应用

运用Aspen Plus流程模拟软件,对唐山旭阳苯加氢的加氢油分离工段进行了流程模拟。根据此工段的工艺流程、中控DCS操作数据和化验分析数据等,建立与实际相符模拟模型。在此基础上,对苯加氢预技改后的工艺进行模拟,得到相关数据,为装置技改的可行性提供依据。

基于Aspen Plus的异丙醇脱水共沸精馏模拟与优化

通过Aspen Plus模拟计算,从苯、环己烷、二异丙醚三种共沸剂中选定环己烷作为异丙醇脱水的共沸剂进行精馏除水。使用Aspen Plus灵敏度分析功能对异丙醇-水-环己烷三元共沸体系的共沸精馏塔和提纯塔进行工艺优化,共沸精馏塔最佳工艺参数为理论板数22块、第10块理论板进料、常压操作,提纯塔最佳工艺参数为理论板数10块、塔顶采出量10 kmol/h、常压操作。基于共沸精馏塔、提纯塔最佳工艺条件进行全流程模拟计算,结果为共沸精馏塔塔底异丙醇产品摩尔纯度99.72%、摩尔流量24.85 kmol/h;提纯塔塔底产品水摩尔纯度99.71%、摩尔流量55.65 kmol/h;系统共沸剂补加量0.0336 kmol/h。

电子级丙烯精馏Aspen Plus模拟

采用Aspen Plus对丙烯精馏过程进行模拟。选用RK-SOAVE状态方程,使用灵敏度分析,探讨精馏操作压力、理论板数、回流比等关键参数对丙烯精馏的影响,优化精馏过程中参数。

基于Aspen的乙酸乙酯-乙醇-水体系恒沸精馏和萃取精馏模拟

利用AspenPlus软件模拟乙酸乙酯-乙醇-水体系先恒沸精馏,再用水作为萃取剂,通过三次萃取精馏,最终得到质量分数大于99.5%乙酸乙酯成品,总回收率约89%~90%,萃取剂通过提馏塔提纯,循环使用。研究思路和方法适用于二元或三元共沸物体系的精馏提纯。

基于Aspen plus的双效MVR系统流程模拟与分析

结合双效蒸发与MVR系统各自的技术优点,提出双效MVR节能工艺路线,并利用Aspen plus对其工艺流程进行模拟,通过计算确定了工艺流程中关键技术参数,为双效MVR蒸发结晶装置的设计和研究提供了技术支撑。

基于Aspen Adsorption的船舶VOCs吸附储能模块研究

为了治理船舶涂装行业位于船坞、码头等室外场地喷涂过程中产生的无组织VOCs排放,设计了2000 m^(3)/h处理量的VOCs移动吸附储能模块,以解决室外环境无组织VOCs排放的问题。储能模块可与末端治理设备形成有序、高效的循环再生流程。同时,利用Aspen Adsorption软件根据吸附剂属性,模拟VOCs移动储能模块单次循环所能工作的最长时间和处理效率,得到穿透曲线,并计算出单台储能模块所能储存的有机物量。结果表明:VOCs吸附储能模块装载2.2 m^(3)吸附剂时,在2000 m^(3)/h风量、300 mg/m^(3) VOCs含量的进气条件下,可满足长达40 h的吸附时间,并保证吸附效率在96%以上。每立方的吸附剂可吸附约12.5 kg的VOCs,每一台储能模块在吸附达饱和后可存储约26.26 kg的VOCs,将其脱附燃烧后可提供9.729×10^(5) kJ能量。VOCs移动吸附储能模块可以应对船舶涂装外场产生的无组织排放,并能为蓄热式氧化炉RTO提供能量,减少RTO运行时的能量消耗。

基于Aspen Plus的制氢反应釜参数性能仿真研究

利用Aspen PlusTM化工过程模拟软件,通过建立模拟模型对Cu-Cl循环进行分析、设计和优化,分析五步循环过程的能量、火用和产率的有效性,根据氢气较低的热值计算出五步热化学过程的热效率为44%;通过分析其敏感性,得出各种操作参数对效率和产量的影响,并进行参数优化。该成果可用于开发利用Cu-Cl循环的新系统配置,提高Aspen Plus的制氢反应釜参数性能。

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。

基于Aspen HYSYS软件的柴油加氢改质装置流程模拟与优化

利用Aspen HYSYS软件,建立柴油加氢改质装置的全流程模型,通过考察反应器入口温度、氢油体积比和分馏塔塔顶石脑油采出量等操作参数对反应氢耗量、石脑油产量和质量的影响,在满足精度要求的基础上对操作参数进行模拟与优化。结果表明:提高改质反应器入口温度和氢油体积比有利于增加石脑油产量,但催化剂床层温度过高会影响催化剂寿命;提高分馏塔塔顶石脑油的采出量可升高石脑油干点、精制柴油闪点以及塔顶温度;在氢油体积比由1400降低至1200,石脑油干点由170.0℃升高至173.5℃的优化操作条件下,可节省中压蒸汽消耗量2.92 t/h,增加石脑油产量1.1 t/h。

利用ASPEN-ADSIM模拟变压吸附分离过程

参照变压吸附气固相平衡图,利用ASPEN ADSIM流程模拟软件建立一个虚拟的三组分体系单塔变压吸附分离模拟模型。模型模拟得到了塔内气相组成、出口浓度、塔的压力状态等的动态结果,揭示了在升压、吸附、降压、冲洗等步骤中吸附塔内气相的变化过程,很好的描述了变压吸附分离过程。该模型通过结合具体物性参数,能够为实际工程分离方案选择、步骤设计提供模拟和预测。