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 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。

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。

Aspen Plus模拟不锈钢酸洗焙烧烟气SCR设计及应用

针对混酸焙烧烟气低温、超高浓度NOx的特点,可采用“GGH+燃烧器+循环+SCR”的脱硝工艺,并结合Aspen Plus软件,进行物料和热量衡算。设计工况下,GGH的冷流体温升为120~155℃,烟气的循环倍率为1.5~2.5。低负荷时采用天然气补热,高负荷时采用助燃风降温,控制SCR入口温度为260~280℃确保催化剂的活性,SCR出口温度<430℃避免催化剂失活。最终,设计和指导了某混酸焙烧烟气SCR项目,并到达预期效果。

甲基氯化物精馏提纯过程的Aspen模拟

针对三氯硫磷液碱两步法产生的甲基氯化物,结合各组分物性特点及分离要求,建立了甲基氯化物负压双塔精馏提纯工艺,并采用Aspen软件完成工艺模拟。以理论板数、进料位置、回流比、塔顶采出量为自变量,以脱轻塔塔底甲基二氯化物质量流量、脱重塔塔顶各组分质量分数为因变量,完成脱轻塔和脱重塔的灵敏度分析,优化了工艺设计运行参数。优化后的精馏提纯工艺能够很好地实现提纯要求,甲基氯化物、硫代三甲酯、甲基二氯化物质量分数分别为99.04%、0.67%、0.29%,且甲基氯化物收率达到97%。

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。

基于Aspen Plus的高氨氮废水处理工艺模拟与优化

针对催化剂生产过程中高氨氮废水处理耗能高、氨氮去除不彻底、易造成二次污染等问题,在Aspen Plus化工仿真模拟平台构造蒸汽汽提处理氨氮废水相关工艺模型,考察了废水pH、汽提塔塔板数、汽提塔操作压强、废水进料温度、蒸汽进料流量等因素的影响规律。结果表明:调节进料废水的pH为11、温度为80℃,进料蒸汽流量为400 kg·h^(-1)、温度为130℃,汽提塔设置塔板数为20、常压操作,可使蒸汽单耗及整体操作成本较小;吸收塔的塔板数最优值为7,硫酸质量流量最优值为206 kg·h^(-1)。最后基于相同氨氮废水数据,优化了蒸汽循环汽提/硫酸吸收工艺路线,最终该流程将蒸汽单耗降低到110 kg·h^(-1),实现了氨氮废水中氨氮零排放水准,还回收了一定浓度的硫酸铵产品。

基于Aspen Plus的气流床煤气化炉建模及其变工况特性研究

【目的】研究整体煤气化联合循环(integrated gasification combined cycle,IGCC)电站中煤气化炉的运行机理,分析和优化煤气化炉的关键运行参数。【方法】基于Aspen Plus建立了气流床煤气化炉的稳态热力学模型,并与文献中数据进行比对,验证了模型准确性,在此基础上,开展了对煤气化炉关键参数敏感性的研究。【结果】热力学模型适合对稳态的煤气化过程进行模拟,具有模拟结果准确、建模简单和计算量不大的优点。【结论】敏感性分析的结果表明:氧煤比是影响煤气化过程的最主要的运行参数,氧气不足和氧气过多都会造成合成气有效成分的产量减少,建立的Shell气化炉模型的最佳氧煤比在0.85左右;水煤比也是影响煤气化过程的关键参数,气化炉内能量充足时,增加输入水的量可使合成气中含有更多的氢气,而能量不足时过多的水也会导致合成气有效成分的减少。

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。

Aspen Plus在精馏塔操作培训中的应用

精馏是化工装置中十分重要的单元操作,影响精馏分离效果的因素很多,这使得精馏操作更加复杂和灵活,增加了精馏塔操作调整和培训难度。文章以芳烃联合装置邻二甲苯塔为例,将Aspen plus模拟软件应用到操作培训过程中,探讨了在压力、回流量及进料组成变化时精馏塔的参数变化趋势和调整策略,提出了确定精馏塔灵敏板的方法;流程模拟不但加深了精馏原理的理解,提高了操作培训的效果,同时增强了技术人员分析问题和解决问题的能力。

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。