利用Aspen模拟软件优化冷凝法油气回收工艺

利用Aspen模拟软件研究了冷凝法油气回收率与系统能耗的关系,并对冷凝回收工艺进行了优化。研究结果认为：油气回收工艺宜设计为三段制冷工艺。当其制冷温度依次为2℃、-30℃及-80℃时,即可以确保国家规定的95%以上的回收率,且系统能耗几乎控制在最低;当其制冷温度依次为2℃、-30℃及-120℃时,回收率可高达99.62%,而系统能耗不会剧增。     

对焦炉气合成甲醇工艺中转化工段的模拟和废热利用的研究

采用AspenPlus工程软件对焦炉煤气生产甲醇过程中的焦炉气转化工段进行了模拟计算。根据焦炉气组成及转化工段的操作条件,采用RK—ASPEN物性方法进行了模拟计算。用绝热反应器模型RSTOIC模拟转化炉上部的燃烧过程,用绝热反应器模型REQUIL模拟转化炉下部的转化过程。模拟结果表明,焦炉气中甲烷转化率大于98％,出转化炉的转化气中甲烷含量低于0．4％,满足甲醇合成需要。出转化炉的转化气温度约980℃,与实际操作温度吻合。高温废热可以副产转化过程需要的中压蒸汽、预热和加热粗焦炉气、副产甲醇精馏需要的低压蒸汽、作为甲醇精馏加压塔再沸器热源以及加热脱盐水和预热冷凝液等。     

液化天然气气化站中BOG压缩机运行的动态模拟与优化

基于LNG储罐动态模拟提出了一个BOG压缩过程的优化运行方案的算法。该算法采用了经验蒸发率模型来预测BOG（蒸发气）的产量,用MILP公式来分配BOG压缩机的负荷。最后,运用一个动态模拟软件进行安全分析。为提高精度,运用含有PR状态方程的AspenDynamics软件代替了以往应用的简化动态模型。通过对LNG储罐压力的动态模拟,得到当BOG压缩机正常运行时,在安全压力范围内的波动值。该算法优于一般流程中运用的算法,并且更加安全和节能。     

Simulation of integrated novel PSA/EHP/C process for high-pressure hydrogen recovery from Coke Oven Gas

This paper introduces a novel Coke Oven Gas (COG) hydrogen purification/compression system based on the technologies of Pressure Swing Adsorption (PSA) and Electrochemical Hydrogen Purification and Compression (EHP/C). As the EHP/C tolerates O₂, N₂ and CH₄ impurities, PSA can be utilized solely for CO and CO₂ removal (other COG impurities were not considered in this work). A relaxation of PSA hydrogen purity could significantly enhance its recovery rate. In this study, the suitability of traditional hydrogen PSA as part of the hybrid PSA/EHP/C approach was investigated. Aspen Adsorption and Matlab were used to model the PSA and EHP/C systems, respectively. The effect of adsorption pressure, purge-to-feed-ratio (P/F-ratio) and adsorption time within cycle on PSA performance is reported. This study found that breakthrough of non-detrimental components is typically accompanied with poisonous CO. Hence, the CO removal with traditional H₂-PSA resulted into high purity product. In a two-bed PSA, 36.3% of hydrogen was recovered at 99.9988% purity and 0.18 ppm CO. Subsequently, as a result, the EHP/C purification capability was merely utilized, but polished this hydrogen to >99.999% purity. Simultaneously, hydrogen was isothermally compressed to 20 MPa, consuming a marginal 2.42 kWh/kg. Compared to mechanical compression, this is 31.6% more energy efficient. Recovering hydrogen from by-product COG was found to save 0.5 kg CO₂/kg H₂ compared to hydrogen produced from natural gas. Conventional hydrogen PSA, utilizing 70% Activated Carbon and 30% Molecular Sieve 5A, was found not to be effective to target the removal of CO specifically. To increase synergy between PSA and EHP/C, the PSA requires adequate design and operation using appropriate adsorbents and cycle steps to target elimination of CO. An increased EHP/C catalyst tolerance for CO also contributes to higher flexibility.     

三甘醇脱水填料塔计算方法适用性分析

塔径计算是进行三甘醇填料脱水塔设计的首要工作,为了选用准确适用的塔径计算方法,详细介绍了多种塔径计算方法。以两个实际项目的数据为计算案例,分别采用贝恩-霍根(Bain-Haugen)关联式、通用压降关联图法(GPDC)、塔负荷系数法、Aspen HYSYS软件等不同方法计算三甘醇填料脱水塔的塔径,并进行了计算结果偏差分析和计算方法适用性分析。结果分析表明,塔负荷系数法、通用压降关联图法(GPDC)、Aspen HYSYS软件计算结果相近,经圆整后的塔径一致。贝恩-霍根(Bain-Haugen)关联式算出的结果偏差较大,过于保守,分别为11.11%和8.73%。由于通用压降关联图法(GPDC)的计算结果受GPDC关联图内数据点影响准确度不易保证,建议选用塔负荷系数法和Aspen HYSYS软件进行三甘醇脱水填料塔塔径的计算。      

Aspen Plus功能扩展方法探讨

对化工过程模拟软件Aspen Plus的用户模型的开发进行了分析,探讨了AspenPlus用户模型开发步骤和编写方法。Aspen Plus支持6种用户模型,其编写除了要遵循一个通用的规则外,针对每一种用户模型又有不同的定义方式。用户模型的编译和连接通过Aspen Plus提供的编译程序aspcomp和asplink来完成,最终生成一个目标模块文件或动态连接库。将该目标模块文件或动态连接库复制到Aspen Plus的执行目录下,即完成一个用户模型的开发全过程。最后给出一个具体用户模型的例子,以帮助用户熟悉该方法。     

分离碳酸二甲酯和甲醇的常压-加压精馏工艺流程的模拟

针对尿素醇解法合成碳酸二甲酯(DMC)工艺中DMC含量较低的DMC-MeOH物系的分离,建立了模拟常压-加压精馏工艺流程的模型。物系的液相活度系数由Wilson方程计算,通过AspenPlus过程模拟软件对常压-加压精馏工艺进行模拟计算。计算结果表明,常压-加压精馏工艺的主要物流的计算结果与实验值基本吻合,所建立的模型可靠;在满足产品中w(DMC)=99.5%的条件下,工艺模拟优化的结果为:常压精馏塔和加压精馏塔(1.0MPa)的实际塔板数分别为21和11,进料板位置分别为第6和第4块塔板,回流比分别为3.5和1.1,塔顶采出与进料流量比分别为0.63和0.92。     

串行流化床生物质气化合成二甲醚的模拟

以稻秸秆为研究对象,利用Aspen Plus软件建立了串行流化床生物质气化制取合成气合成二甲醚（DME）的模型,研究了不同气化温度、水蒸气与生物质的质量比（mS/mB）、DME合成温度、合成压力、吸收塔操作压力及吸收剂与DME的配比（nA/nD）对合成工艺的影响.结果表明：对于采用串行流化床生物质水蒸气气化技术制取DME的一步法合成系统,建议气化温度取750℃左右,mS/mB取0.3,DME合成温度取260℃,合成压力取4MPa,用水作吸收剂,吸收塔的操作压力控制在3～4MPa,nA/nD取0.5;在此工况下,1kg生物质（干燥基）所能产生的二甲醚物质的量约为6.1mol.     

高压水洗沼气净化吸收塔的模拟研究

运用Aspen Plus软件对沼气高压水洗净化工艺中的吸收塔进行了模拟计算。选用RadFrac单元操作模型,采用NRTL热力学性质计算方法,对吸收塔的填料高度和吸收剂用量进行了初步设计,在一定操作条件下考察了塔顶、塔底组成和塔内流量、温度及组成分布的情况、吸收过程中压强、吸收剂用量及吸收塔填料高度对净化后生物甲烷纯度的影响。模拟数据对实际应用具有指导意义。     

流程模拟技术在石家庄炼化Ⅰ套催化装置上的应用

通过Aspen Plus软件,建立石家庄炼化Ⅰ套催化装置除反-再部分外的流程模拟稳态模型,包括:分馏塔、吸收塔、解吸塔、稳定塔和再吸收塔流程模型,本流程模拟中的分馏塔、吸收塔、解析塔、稳定塔均采用Petro Frac模型,其中,分馏塔和稳定塔均为板式塔,解析塔为板式、填料混合装填,吸收塔、再吸收塔为填料塔。通过模拟工艺过程计算、灵敏度分析,确定较佳的操作条件,以指导生产,调整操作参数,旨在满足产品质量的前提下,达到节能降耗、提高装置经济效益的目的。实际运用过程中,找到吸收塔、解析塔、稳定塔相关变量的关联度,确定了最佳的优化操作参数,稳定塔顶回流量由70t/h下降至60t/h,塔底热源耗能减少266.714kW/h;解析塔底温度由118℃下降至110℃,重沸器热源减少381.14kW/h,合计节省蒸汽消耗0.73t/h,装置全年实现节能效益71.1万元。