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。

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。

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。

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%。

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。

超低挥发分燃料应用于直接气化熔融系统的Aspen Plus模拟

超低挥发分燃料的利用是我国煤炭清洁高效梯级利用技术的瓶颈。提出一种可应用于超低挥发分燃料的直接气化熔融系统,以蒸汽−氧气为气化剂生产高热值合成气。系统适应性广并可实现连续或间歇自动排渣。利用Aspen Plus软件对系统建立平衡模型,并通过实际试验结果进行验证,模拟结果和小试结果吻合较好。探索了氧气当量比、蒸氧比、原料含水率、水冷夹套散热对蒸汽−氧气氛围下的直接气化熔融系统气化性能的影响。结果表明,原料含水率和系统散热对系统气化指标的影响较小,氧气当量比小于0.223时,氧气当量比对系统影响不明显。该系统不适合通过增加蒸氧比来调整H_(2)/CO比以合成甲醇等高附加值产品。系统以兰炭为低挥发分燃料代表,氧气当量比推荐取0.208~0.254,蒸氧比推荐在1.35以下。进一步探索了系统超低挥发分燃料的利用方式,以期为其实际运行提供参考。

浅析Aspen Plus在新能源专业教学环节中的应用

新能源专业具有较强的工程应用性,要求学生具有工程实践能力,将流程模拟软件Aspen Plus应用到新能源教学环节中,本文以生物油模拟物加氢脱氧研究为例,指导学生通过案例教学模拟反应过程,结果证实,模拟值与实验值的变化趋势一致,Aspen Plus可以较好地模拟生物油加氢脱氧流程,通过教学实例说明,将Aspen Plus模拟与传统教学环节相结合,可以使同学们增强学习兴趣,加深对化工单元操作的理解,提升教学效果。

基于Aspen Plus的^(11)BF_(3)同位素分离工艺模拟研究

为实现高丰度^(11)BF_(3)同位素分离工艺的优化设计,本文通过自定义组分,补充商用化工流程模拟软件Aspen Plus数据库中同位素分子的相对分子质量和饱和蒸气压数据,回归扩展安托因方程参数,建立了基于Aspen Plus的^(11)BF_(3)同位素分离工艺模型。以两组实验数据为依据,采用默弗里板效率修正Aspen Plus中的模型,获得两组模拟值与实验值间的相对误差分别为-2.69%和0.91%,表明修正后的模型可较好地描述11BF3同位素分离过程。最后根据建立的数学模型分析了理论塔板数、回流比和塔顶压力对交换塔塔顶^(11)BF_(3)同位素丰度的影响。结果表明,塔顶压力降低、回流比增加和理论塔板数增加均有利于^(11)BF_(3)同位素的富集。通过计算得到当塔顶压力为常压、理论塔板数为720、回流比为300时,交换塔塔顶丰度达到最大值99.95%。本文结果可为后续的优化设计提供理论依据。

Aspen Plus稳态模拟应用于芳烃工艺中二甲苯塔设计优化

计算机流程模拟技术已成为当今石油化工技术研发、设计和生产优化的有效手段,其核心基础是建立数学模型,利用数学模型模拟复杂工业过程。利用Aspen Plus V12稳态模拟软件对工业对二甲苯(PX)工艺流程中二甲苯塔进行模拟设计,使设计工作更加可靠、高效、节能,在Aspen Plus软件中先后使用简捷塔模块DSTWU、严格精馏塔模块RadFrac、灵敏度分析、可视化水力学分析工具探讨流程模拟软件对精馏塔设计的指导意义。结果表明:软件模拟结果与某厂PX工艺装置设计数据吻合良好,另外通过灵敏度分析,找到了更优的精馏塔进料位置,降低了回流比和塔顶塔釜热负荷,达到了节能降耗的目的,优化了原有设计。同时也利用RadFrac模块内置的塔内件数据讨论了可视化水力学分析在精馏塔设计中的应用,可以很准确地计算塔径,这些都对指导设计工作具有一定的参考价值。

基于Aspen Plus的氨氮废水处理流程模拟

超临界水氧化技术作为高级氧化技术对氨氮废水具有较好的处理效果,但超临界水氧化技术能耗较大,因此精确预测超临界水氧化工艺参数,进而较好地实现自热可以降低超临界水氧化技术的能耗。采用Aspen Plus软件对超临界水氧化工艺进行模拟,研究结果表明,在氧气过量、温度为600℃、压力为25 MPa、停留时间为200 s时,氨氮废水可以被彻底降解,在1 s内大部分有机物被降解,提高反应器和泵的㶲效率能大幅提高超临界水氧化技术的处理能力。

Aspen Plus异丙醇/水盐析萃取操作实例

混合溶剂电解质系统在属性建模软件如Aspen Plus中精确建模目前仍存在挑战。主要是这些系统的建模需要特定相关化合物的知识和参数的输入。而对于这些参数的需求,在模拟基于最近快速发展的直通蒸馏(PTD)概念的新设计时尤为相关。为了支持PTD的具体应用,本工作用现有的实验数据确定并验证了异丙醇、水、碳酸钾三相体系中ENRTL-RK特性模型的准确用户参数,对有机相和水相两相体系进行了高精度的关联。在这项工作中,研究了在低盐浓度和高盐浓度下从异丙醇/水混合物体系中析出分离异丙醇的高效双水相体系。我们发现基于ENRTL-RK模型得到的交互作用参数能对真实实验数据溶解度曲线结果进行精确拟合。

烃类蒸汽转化法制氢的Aspen plus模拟与分析

烃类蒸汽转化法制氢是炼化企业常用的制氢工艺。以某厂烃类蒸汽转化制氢装置为研究对象,应用Aspen plus软件对该装置进行全流程模拟分析,得到了水碳比、温度、压力等重要参数对烃类蒸汽转化制氢工艺的影响,为实际生产优化提供理论依据和数据支撑。

以Aspen Plus辅助化工原理课程设计教学

化工原理课程设计是《化工原理》课程教学中的重要实践环节,是学生将书本知识运用于工程设计的首次尝试。然而化工原理课程设计常常以其手工计算量大、重复计算多等特点致使学生产生抵触情绪。Aspen Plus化工模拟软件在基础数据查询、设计参数优化、工艺流程优化、设计参数校核等方面具有诸多优势。以Aspen Plus辅助化工原理课程设计教学,一方面能够减少学生的计算工作量,提高学生的学习兴趣,另一方面能够增加教师选题的多样性,快速验证学生的设计结果。

基于Aspen Plus的含油污泥热解过程模拟

利用Aspen Plus对油田生产与储存过程中产生的落地油泥、罐底泥(统称为含油污泥)的连续热解过程进行建模分析,通过分析含油污泥的含水率、含油率、含固率三个指标,结合原油实沸点蒸馏数据,进行输入设定,根据指定的工艺流程,对主要的反应器和设备进行模型选择。通过对比分析模拟结果与现场运行参数,模拟结果与现场数据误差均符合设定要求,可以很好地指导含油污泥热解工艺的设计与研发工作,为优化工艺路线和设备合理化设计提供较为准确的理论依据和数据支撑。

基于Aspen Plus的加氢C5精馏模拟优化

精馏塔作为直接影响化工产品合格率的设备,其各项参数的严格模拟及灵敏度分析一直是工艺设计的重要组成部分。以某石化加氢装置生产符合戊烷发泡剂质量要求的C5馏分油的实际案例为例,通过AspenPlus软件中RadFrca精馏塔严格计算模块优化C5精馏塔的各项参数,最终选择出经济高效的工艺方案。

Aspen Plus模拟软件融入化工课程设计教学

本文针对应用型本科院校《化工课程设计》教学实践中存在的若干问题,阐释了在课程教学中引入Aspen Plus模拟软件教学内容的必要性。该教学内容有助于解决理论与实践联系的教学过程中存在的问题。