PROII流程模拟应用实例.doc

3.7 过程系统模拟的应用实例 化工流程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，下面我们以乙苯生产过程乙苯精馏塔生产实例为例介绍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40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1.5%， 生产中对乙苯产品指标有严格限制，要求乙苯产品纯度大于99.6%，同时为较小物耗要求乙苯塔釜液乙苯含量小于1%，试通过模拟分析提出改进方案。 使用Aspen Plus进行模拟的基本步骤： （1）选择模板 （2）选择运行类型 （3）创建一个流程 ?（4）规定计算的全局信息 （5）规定组分 （6）选择物性方法 （7）输入物流规定 （8）输入模型规定 （9）运行模拟 （10）检查结果 （11）灵敏度分析 （12）生成报告 1. 建立一个新的运行 当启动Aspen Plus并建立一个新的模拟时，可以从一个空白模拟着手或者从一个模板着手，见图3-27。模板设定了特定工业通常使用的缺省项包括?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 内置以下列模板： ?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，见图3-27。 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，见图3-27。 表3-1 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，见图3-27。 3．创建一个流程 Aspen Plus是基于流程图的通用流程模拟软件，因此要定义一个能够反应实际过程的流程图。定义一个流程用如下步骤： （1）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3-28； 图3-28 （2）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 RadFr