芳烃联产装置生产对二甲苯工艺的全流程模拟优化

[目的]为了整体把握对二甲苯(PX)全流程生产工艺状况并实现优化,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了芳烃联产装置生产PX工艺全流程的稳态模型.[方法]以C8的富集和分离功能进行分区以简化建模过程,并以产品质量和能耗为目标对重要操作参数进行优化,然后利用Aspen Energy Analyzer对该工艺进行能量衡算和燃料气排放计算.[结果]所建模型的模拟结果与原工艺流程高度吻合,可对工艺流程进行操作优化;优化后重整稳定塔的塔顶压力为1.7 MPa,抽提蒸馏塔进料溶剂比为2.8,苯塔、甲苯塔、抽余液塔和成品塔的回流比分别为2.0,2.9,1.0和1.1;通过能量衡算计算出优化调整后的节能潜力达10.33%,预计节省能耗费用可达3 950万元/年;计算出全流程生产燃料气118万吨/年,若将其作为生产化工产品的原料而非燃料,即可减少572万吨/年的CO₂排放量.[结论]应用Aspen Plus流程模拟软件实现芳烃联产装置生产PX全流程的模拟和操作参数的优化,从全局能量优化和CO₂排放角度提出改进方案,可达到节能降耗的目标.     

纯氧克劳斯工艺的模拟与优化

基于Aspen Plus软件建立克劳斯工艺全流程模型,使用工厂数据进行验证,探究了进口酸气组成、氧气浓度及进气流量、氧气预热温度、炉膛压力及第二催化段反应器温度等工艺参数对克劳斯工艺的影响,并以Aspen Plus为优化工具,硫收率为目标函数计算了最佳操作参数.优化结果表明:总硫收率从优化前的98.31％提高到优化后的...     

基于软测量技术的Aspen Plus用户模型二次开发

Aspen Plus仿真软件能够很好地实现化工工艺流程的模拟,并能对化工工艺流程实现参数优化、灵敏度分析和经济评价等。但化工工艺流程复杂,装置模型众多,Aspen Plus中现有的模型库不可能提供所有的单元模型。基于Aspen与Matlab的数据交互功能,开发了Aspen与Matlab接口用户模型——AEM用户模型。该用户模型能够实现在Aspen界面下调用Matlab程序,建立基于软测量技术的用户模型,大大扩展了Aspen Plus的适用范围。应用本文方法,采用高斯过程回归(GPR)软测量多模型建模方法,完成了双酚A生产流程中结晶塔的用户模型开发,实现了双酚A加合物结晶过程的模拟,并应用于双酚A生产流程模拟中。     

响应曲面法对三氯氢硅精馏工艺的优化

使用Aspen Plus模拟了三氯氢硅粗馏的三塔精馏过程,在Aspen单因素优化的基础上,利用统计学范畴的响应曲面法(RSM)进一步处理,探究了预分离塔和三氯氢硅塔的理论板数、进料位置、精馏采出、回流比等关键参数对于产品组成的综合影响,拟合了二项式数学模型,并按照不同权重给出了流程的参数组合。结果表明,以响应曲面法对流程进行优化较单因素优化可节能25.4%,对产品质量达标的方案可节能29.9%,对产品质量最优的方案可节能21.9%,优化效果良好。     

基于Aspen平台的Oxy-CFB燃烧侧动态特性模拟

以某循环流化床富氧燃烧中试系统为模拟对象,借助Aspen Plus流程模拟软件搭建了Oxy-CFB燃烧系统的稳态模型.在此基础上针对动态过程模拟进行改进,并利用Aspen Dynamics平台建立了该燃烧系统的动态模型,利用试验数据对模拟结果进行了验证.基于动态模型对Oxy-CFB床温以及燃烧排放产物中二氧化碳、氧气、一氧化碳、一氧化氮等进行了仿真研究.研究表明,基于Aspen平台的动态过程模拟为Oxy-CFB锅炉燃烧系统的动态特性分析提供了新的研究手段,模拟所得的床温及烟气各组分随给煤量、一次风量阶跃变化的动态响应规律可为今后Oxy-CFB燃烧系统的控制设计提供重要依据.     

双酚A脱水精馏过程的模拟与优化

基于Aspen Plus仿真,研究了一个双酚A脱水精馏塔装置的优化操作问题。采用RadFrac模块进行全流程模拟,选择UNIQUAC热力学模型,对以苯酚和丙酮为原料生产双酚A的脱水精馏过程进行模拟计算。分析了进料位置和回流比对分离纯度和年总操作费用的影响,在进料位置和回流比同时变化的情况下,利用Matlab寻优,得到了脱水精馏塔的最佳进料位置及回流比。仿真结果显示,优化后的塔顶水质量分数比优化前有了明显提高,年总操作费用大大降低。该优化结果对工业流程设计和生产操作具有指导意义。     

产业化工况下木质纤维素生物炼制过程的流程模拟

针对产业化规模的木质纤维素生物炼制工艺,在Aspen plus流程模拟平台上建立了全过程流程模拟模型.构建了木质纤维素生物炼制中涉及物质的全组分物性数据库,建立了Aspen plus平台上的严格热力学流程模拟模型;对年加工300 000 t玉米秸秆原料生产纤维素乙醇的产业化装置进行了严格流程模拟计算,从节能减排角度对纤维素乙醇生产过程中的新鲜水用量、废水减排和蒸汽能耗等工程问题进行了分析,并给出了积极的节能减排解决方案.该模型可以为产业化纤维素乙醇生产技术的过程设计、操作优化以及技术经济评价提供设计和优化工具.     

Aspen Plus在化工设计教学中的应用

随着计算机技术的发展,Apsen Plus作为高水平的仿真软件在高校教学中备受青睐,本文在传统教学的基础上,将Apsen Plus流程模拟软件有步骤地应用于化工设计课程的教学中,通过Apsen Plus软件对一精馏塔进行模拟设计,使学生逐步掌握Aspen Plus软件的使用和加深对化工设计这门课的理解。     

Aspen Plus模拟与优化炔醛法生产1,4-丁二醇的研究

1,4-丁二醇(BDO)是一种重要的有机化工原料,本文选择炔醛法生产技术路线来合成BDO。为得到更优异的BDO合成工艺流程,采用Aspen Plus软件进行流程模拟,建立反应和精馏工段模拟流程,同时对加氢反应器和BDO精制塔进行详细设计。并根据工业操作数据,对BDO生产过程进行模拟与优化。结果表明所生产的BDO纯度可达99.97wt%,且该路线具有高转化率、高选择性、低能耗的优势。     

流程模拟技术在天津石化3#常减压装置上的应用

以中国石化天津分公司1000wt/年常减压装置为研究对象,采用Aspen Plus流程模拟软件,建立了与实际工况相吻合的常减压装置稳态流程模拟模型,通过对闪蒸塔、常压塔和减压塔的模拟,了解各操作参数对装置性能的影响;通过蒸馏塔模型中的气液相负荷分布和温度梯度的分布情况,加深对蒸馏操作的理解。随着重油加工工艺技术的发展,炼厂能够加工更加劣质的渣油,因此常减压装置轻油收率和总拔出率的提高,对提高原油的利用率及炼厂的经济效益极为重要。为此,重点对影响常减压装置轻油收率的关键操作参数进行灵敏度分析,优化操作,实现提高常减压装置轻油收率的目的。     

低温多效海水淡化系统的Aspen Plus模拟

应用Aspen Plus软件,模拟低温多效蒸发海水淡化系统的操作单元,建立完整的系统模型,并对模型进行分析.用法国SIDEM公司的四效低温多效海水淡化系统,对建立模拟系统的可信性进行验证.     

基于Aspen Plus的草酸二甲酯加氢工段工艺参数优化

针对CO气相催化偶联制草酸二甲酯（DMO）-草酸酯加氢合成乙二醇（EG）的生产新工艺,应用Aspen Plus软件,在物性常数估算、模型建立的基础上,考察理论板数、进料板位置和回流比等对DMO加氢工段主要工艺单元装置EG精制塔T-204的分离效果的影响,并一步进行了加氢工段全流程模拟.结果表明,T-204优化后的总理论板数、进料板位置、塔顶蒸发速率和回流比分别为25、7、40.95 kmol/h和3.1.全流程模拟显示,15 183.36 kmol/h的H2、189.79 kmol/h的DMO可生产9 980.27 kg/h EG,同时反应放出的热量得以有效利用.     

年产60万t对二甲苯项目中苯/甲苯/混合二甲苯分离的Aspen Plus模拟研究

采用Aspen Plus软件对年产60万t的对二甲苯项目中的苯、甲苯和混合二甲苯物系在分隔壁精馏塔中的分离进行模拟计算,通过对分隔壁精馏塔进料板的位置、回流比、侧线采出位置等参数的优化,以求达到经济效益最好、节能效果最佳为目的。将优化后的分隔壁精馏塔与传统的普通双塔精馏在分离效果、能耗方面进行比较,结果表明分隔壁精馏塔分离效果较好、能耗较低,热负荷比常规精馏塔降低了24.05%。     

变压精馏乙醇-苯混合物分离工艺模拟计算

乙醇-苯混合物是一种二元最低共沸液体混合物。研究了变压精馏分离乙醇-苯工艺流程,以Wilson活度系数方程作为物性计算方法,使用过程模拟软件AspenPlus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,提出的工艺方案可为工艺装置设计提供理论参考。     

气流床气化的洗涤冷却室性能模拟及(火用)分析

基于Aspen Plus工业系统流程软件,建立了气流床气化系统中的洗涤冷却室模型,模拟预测了入口合成气的温度、压力和洗涤冷却黑水的温度、水量等操作参数对洗涤冷却室出口合成气水汽比的影响,并对洗涤冷却过程进行了热力学分析。模拟结果表明:入口合成气或洗涤黑水的温度升高使洗涤冷却室的温度升高,出口合成气的水汽比增大;出口合成气的水汽比随进口合成气的压力升高而减小;洗涤冷却室入口黑水流量增大,出口合成气的水汽比有所降低。对洗涤冷却室的分析的结果表明:随着洗涤冷却室室内压力增大和入口合成气温度的升高,洗涤冷却过程的损失增大。     

间歇萃取精馏分离二氯甲烷-乙醇-水体系的模拟及实验研究

基于NRTL模型,以乙二醇为萃取剂,用Aspen Plus软件对二氯甲烷-乙醇-水三元体系间歇萃取精馏过程进行模拟,分别考虑了溶剂比、回流比、塔板数、溶剂进料位置和溶剂进料温度对整个精馏过程的影响.原料为100 kg含95％二氯甲烷(质量分数)、3％水、2％乙醇的混合溶液,利用模拟结果对各工艺参数进行分析和优化,得出了最佳的操作条件:精馏塔塔板数为20块、溶剂进料位置在第2块塔板、溶剂进料温度为38℃、回流比为2.5、溶剂比为0.575.在该操作条件下,塔顶的二氯甲烷的质量分数可达99.8％以上,回收率为96.65％,满足溶剂回收再利用的要求.通过实验对该模拟结果进行验证,得到的二氯甲烷质量分数高达99.8％,回收率为90％左右,与模拟结果基本一致.     

特优级糠醛生产过程的计算机模拟及工业应用

针对我国糠醛产品纯度不高的现状,设计出适合于特优级糠醛产品生产分离的工艺流程,运用化工流程模拟软件Aspen Plus对糠醛精制过程进行计算机模拟优化。通过灵敏度分析得出最佳的操作参数为：一级分离塔理论板数20,进料位置第6~8块板,回流比5~6,二级分离塔理论板数25,进料位置第19~21块板,回流比1.4。同时,通过实验室小试装置对糠醛原料进行分离提纯,实验结果与模拟结果基本吻合,证实了非随机（局部）双液体模型（NRTL）可适用于糠醛物系。经济效益分析的结果表明,年产1万吨特优级产品的企业每年可以获得1181万元的经济效益,显著提高了企业的竞争力。     

乙基胺分离系统各塔的设计和模拟计算

根据各物料挥发度的不同以及三乙胺与乙醇、水的三元共沸物在不同压力下共沸组成的不同,对乙基胺粗产品进行了分离。乙基胺分离系统包括6个塔,精馏后得到纯的一乙胺、二乙胺、三乙胺产品。利用模拟软件Asp-en Plus对乙基胺分离系统进行了设计和模拟计算,得到了各塔理论板数和回流比等设计参数。精馏后产品的质量纯度满足一乙胺不低于0.995,二乙胺不低于0.995,三乙胺不低于0.998的要求。通过对分离系统中各塔冷凝器和再沸器热负荷的计算,得到了年产30000t乙基胺分离系统所需要提供的冷却水量约为1669t/h,需要提供的中压饱和蒸汽约为25.7 t/h,需要提供的低压饱和蒸汽约为15.1 t/h。     

醋酸乙烯精制工艺中TQ-203塔的参数模拟优化与技术改造

针对某工厂醋酸乙烯精制工艺TQ-203塔存在处理量不能满足生产要求、能耗较高的问题,运用流程模拟软件Aspen Plus对TQ-203塔进行模拟,选取最接近生产实际的NRTL模型,确定了理论板数为31块。由单因素分析给出了较优的参数范围,利用正交实验方法得到的最佳参数组合为：进料位置为第5块理论板,回流比为2.30,侧线采出位置为第29块理论板。根据上述结果提出对TQ-203塔更换塔板、调整进料及侧线采出位置的改进措施,能够满足该塔对处理量及产品纯度的生产要求;提出了侧线采出预热进料和采用第五精馏塔侧线采出做本塔塔釜热源的节能措施,该措施能节省水蒸汽(0.4MPa)12.56t/h、循环冷却水434.54t/h,可取得经济效益1495万元/a。