PROII流程模拟的应用实例.doc

3.7 过程系统模拟的应用实例 模拟软件的种类虽然较多，但针对化工过程模拟的基本思想和方法却相通。Aspen Plus应用非常广泛，我们以乙苯生产过程乙苯精馏塔为例介绍Aspen Plus稳态模拟的基本方法和基本思想。某干气制乙苯装置中，干气中的乙烯与苯催化反应生成乙苯，反应产物中同时包括反应副产品丙苯、二乙苯、多乙苯和没有反应完全的苯。反应物经过苯塔分离脱除苯后进入乙苯塔、丙苯塔获得乙苯、丙苯产品。已知进入乙苯塔物料含苯0.2%（摩尔分数，下同）、乙苯77%、丙苯10%、二乙苯12.8%，流量8679kg/h，压力1.45MPa（绝压，下同），温度281℃。乙苯塔为93块浮阀塔盘，进料位置为第块塔板，操作中，塔顶压力0.52MPa，冷凝器后压力0.5MPa，塔顶温度210℃，塔底温度254℃，回流量19000kg/h，塔顶产品中乙苯含量99.5%，釜液中乙苯含量1%，塔顶为全凝器，塔底为热虹吸式再沸器。 使用Aspen Plus模拟的基本步骤： 选择模板 选择运行类型 创建一个流程 ?计算的全局信息 规定组分 选择物性方法 输入物流规定 输入模型规定 运行模拟 检查结果 灵敏度分析 生成报告 建立一个新的运行 当启动Aspen Plus并建立一个新的模拟时，从一个空白模拟着手或者从一个模板着手见图。模板设定了特定工业通常使用的缺省项?测量单位?所要报告的物流组成信息和性质?物流报告格式?对游离水选项的缺省设置?性质方法?其它特定的应用缺省 Aspen Plus 内置下列模板 ?空气分离 ?化学工艺 ?电解质 ?气体加工 ?一般工艺 ?湿法冶金 ?石油 ?医药 ?冶金 ?固体 ?特种化工 对于每个模板，可以选择米制或英制作为缺省测量单位制，其它单位制也可用。 由于本分离工艺物系为芳烃分离，可以选择General with Metric Units 模板作为模拟模板。 图3-27 2. 选择运行类型 当建立一个新运行时，必须在New对话框上的Run Type的列表框中选择运行类型。Flowsheet 运行类型为流程模拟计算的基本类型。 Aspen Plus运行类型表 运行类型 说明 用途 Flowsheet 模拟计算的基本类型。 对流程模拟包括灵敏度分析和优化，同时集成了性质常数估计、化验数据分析/虚拟组分产生、性质分析 化验数据分析 一个独立的化验数据分析/虚拟组分产生运行。 当你不想在同一个运行中进行流程模拟而分析化验数据时用 数据回归 一个独立的数据回归运行，能够包含性质常数估计和性质分析计算。 将Aspen Plus所需的物性模型参数与所测量的纯组分、气液平衡、液液平衡和其它混合数据拟合，Aspen Plus在流程运行中不能执行数据回归。 PROPERTIES PLUS 一个PROPERTIES PLUS设置运行 制备性质包，以便供Aspen Custom Modeler /ADVENT 使用 性质分析 一个独立的性质分析运行，能够包含性质常数估计和化验数据分析计算。 当你不想在同一个运行中进行流程模拟时通过生成物性值表格而进行性质分析。 性质估计 一个独立的性质常数估计运行。 当你不想在同一个运行执行流程模拟时估计性质参数 本算例的目的是对乙苯分离过程进行稳态模拟，因此选择Flowsheet 运行类型， 3．创建一个流程 Aspen Plus是基于流程图的通用流程模拟软件，因此要定义一个能反应实际过程的流程图。定义一个流程用如下步骤： 在View 菜单下确认PFD 状态已经关闭，否则设置的模块和物流图形不能变成模拟模型的一部分，如图； 选择单元操作模块并将它们放置到流程窗口。Aspen Plus 中过程单元操作模型包括8大类、57小类、349个单元操作模型 表3-2 单元操作模型 类型 模型 说明 混合器/分流器 Mixer Fsplit Ssplit 物流混合 物流分流 子物流分流 分离器 Flash2 Flash3 Decanter Sep Sep2 双出口闪蒸 三出口闪蒸 液-液倾析器 多出口组分分离器 双出口组分分离器 换热器 Heater HeatX MHeatX Hetran Aerotran 加热器/冷却器 双物流换热器 多物流换热器 与BJAC 管壳式换热器的接口程序 与BJAC 空气冷却换热器的接口程序 塔 DSTWU Distl RadFrac Extract MultiFrac SCFrac PetroFrac Rate-Frac BatchFrac 简捷蒸馏设计 简捷蒸馏核算 严格蒸馏 严格液-液萃取器 复杂塔的严格蒸馏 石油的简捷蒸馏 石油的严格蒸馏 连续蒸馏 严格的间歇蒸馏 反应器 RStoic RYield REquil Rgib