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。

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 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。

基于Aspen对酒精精馏装置的多变量预测控制

建立乙醇水体系非理想精馏塔,在Aspen Plus中建立稳态模型,将稳态模型导入Aspen Dynamics后建立全场控制方案,并对酒精精馏过程的动态响应进行了研究。当扰动发生时由于传统PID控制方案效果不理想,最终导致产品纯度下降等问题,在动态模型的传统控制方案上添加多变量动态矩阵预测控制算法(DMC)。控制系统的仿真结果表明,基于机理模型的DMC可以大大降低生产波动,实现平稳运行过程。

Aspen Plus软件在“化工热力学”教学中的应用

“化工热力学”课程涉及的概念繁多,公式复杂,学生通常通过听课和做题记住相关的知识要点,缺乏实际应用,很难将其转变为自己解决问题的能力。Aspen Plus是一款在化工中得到广泛应用的流程模拟软件,学生往往对软件里内置的大量热力学模型不知道该如何选择。我们在“化工热力学”教学过程中,探索以Aspen Plus软件为核心,学生在学习相关课程知识后,在该软件中进行相应的应用,有效地提高了教学效果。

Aspen Plus在柴油加氢中循环氢脱硫系统工艺模拟优化

以某炼化公司240万t/年的柴油加氢装置中循环氢脱硫系统的工艺为基础,进行Aspen Plus软件的工艺模拟,模拟参数与生产参数对比,其相对误差最大4.1%,在误差允许范围内,表明该模型能较好说明实际生产情况。通过该模型,对循环氢脱硫系统进行优化,研究了贫胺液进塔温度、吸收液浓度和溶剂流量等因素对脱硫效果的影响。结果表明:贫胺液进塔温度从生产时的48℃优化到44℃,循环氢出塔H_(2)S摩尔分数为1.544×10^(-5);吸收液质量分数优化在30%,循环氢出塔H_(2)S摩尔分数为1.195×10^(-5);溶剂流量增至原来的33%,循环氢出塔H_(2)S含量只减小2%。

共沸精馏分离富含乙酸仲丁酯副产物体系的ASPEN模拟

为了分离乙酸仲丁酯副产物体系,研究了共沸精馏在乙酸仲丁酯-碳八烃物系中的应用。根据共沸剂的选取原则选定出甲醇作为共沸精馏分离乙酸仲丁酯-碳八烃混合物的共沸剂,使用ASPEN模拟软件模拟连续和间歇共沸精馏分离乙酸仲丁酯-碳八烃工艺流程,并通过间歇共沸精馏实验考察了所选共沸剂的分离效果。结果表明:使用甲醇作为共沸剂能成功的分离乙酸仲丁酯-碳八烃混合物;采用有62块理论板的填料塔,回流比为2.0,共沸剂甲醇与碳八烃的质量比为5∶4,塔釜异丙醇的质量分数达到99.6%。

基于Aspen Plus的废锅流程粉煤气化炉稳态流程模拟

粉煤气流床具有氧耗低、煤耗低、碳转换率高等优点,在工业中应用广泛。废锅流程可有效回收粉煤气化炉产生的粗合成气余热,从长远角度看更为经济环保。基于Aspen Plus建立了废锅流程粉煤气化炉稳态流程模型。在建模过程中,由于粗合成气进入辐射废锅时温度较高,需将辐射废锅内进一步的气化反应考虑在内。依据工程经验数据,将散热损失和碳转化率考虑在模型内,并与工业现场数据对比验证了模型的准确性。基于搭建的模型,研究了氧煤比、蒸汽煤比、碳转换率对气化参数的影响。研究结果表明,合成气有效成分随氧煤比的增加先急速增加后缓慢减少,在氧煤比为0.5时达到峰值。氧煤比低于0.5时,气化温度随着氧煤比的增加缓慢增长;氧煤比在0.5~0.9时,气化温度随氧煤比的增加剧烈增长;氧煤比高于1时,气化温度几乎不随氧煤比的增加而变化。考虑到气化温度不能低于煤种的熔融温度以利于炉内排渣,运行时应控制氧煤比高于0.6。合成气中有效成分(CO+H_(2))含量随蒸汽煤比的增加几乎呈线性降低,随碳转化率的增加而增加;气化温度随蒸汽比和碳转化率的增加而降低。

Aspen Plus在循环流化床锅炉模拟中的研究现状

本文简单描述了Aspen Plus软件与循环流化床锅炉流程,阐述了软件模拟现状,详细介绍了学者们对循环流化床锅炉模拟的模块选择,总结了当前模拟研究的不足,并分析展望了未来发展方向。