基于Aspen Dynamics的甲醇合成塔动态模拟

以某年产300kt甲醇合成装置为研究对象,利用先进的Aspen Plus工程设计软件对其进行全流程稳态模拟;并在稳态模拟的基础上,应用Aspen Dynamics软件对甲醇合成塔进行动态模拟,从而得到可供参考的最优的工艺控制参数,以指导实际生产操作。     

基于流程模拟的化工故障检测技术

提出了一种使用MATLAB仿真工具箱Simulink与动态模拟软件Aspen Dynamics相互调用来实现化工过程监测的方法.该方法具有以下优点:Aspen Dynamics能够快速建立精确的动态模型,具有完善的物性数据库,同时可以方便根据实际的化工过程对模型进行调整;使用Simulink仿真工具箱可以实时采集数据作为模型输入,同时完成对数据的必要处理.为了检测方法的可行性,将其应用于一个虚拟精馏过程来检验监测效果,结果表明, 其可以实现对存在生产计划变更过程的故障监测和无生产计划变更过程中故障的监测.     

乙醇氨化合成乙胺的动力学的Aspen Plus模拟

借助乙醇氨化合成乙胺的动力学模型,通过Aspen plus软件对固定床和精馏塔分别进行了模拟计算,得到了固定床较优的操作条件。另外利用DSTWU和RADFRAC精馏塔模型对产品的分离进行了模拟计算,确定了回流比为5.4和塔顶馏出物与进料的质量比为0.65时,得到乙胺的纯度达99.95%。     

燃料乙醇和车用乙醇汽油的发展动态研究

介绍了燃料乙醇和车用乙醇汽油的发展与应用。对国内外相关研究报道进行分析,总结出当前乙醇燃料推广使用存在的问题及应对策略。在此基础上,通过与巴西、美国乙醇燃料的发展情况进行对比,指出我国目前存在的差距及发展方向。     

苯回收塔工艺过程模拟

利用AspenPlus软件,选取BK10模型,对苯回收塔进料状态改变以后的运行状况进行了模拟计算。结果表明：进料位置在设计的17块塔板时,顶产出量应在9520—9620kg／h之间变化,回流比在0．69以上即可达到要求的分离精度。进料位置调整为23块板时,塔顶产出量应在9540．9620kg／h之间变化,回流比在0．61以上可以达到要求的分离精度。稳定控制塔顶产出量,可以有效提高分离精度。改变进料位置、优化操作参数可有效降低装置能耗。     

天然气液化工艺动态分析

针对在天然气液化过程中原料气参数时常发生变化,导致液化流程工艺参数处于不稳定状态,而这些参数的变化对液化系统产生的影响不能通过静态模拟来分析。利用Aspen Dynamics对液化系统在受到扰动的情况下进行动态模拟,以得到系统响应曲线并作动态分析。结果表明:系统对原料气参数变化做出不同程度的动态响应,其中温度干扰对系统稳定性影响较大,当施加不同方向的扰动时,系统出现反响现象,同时,根据模拟中液化系统所出现的反响特征,提出通过控制预冷制冷剂压缩机功率和深冷制冷剂节流阀开度来分别控制预冷和深冷制冷量的控制配对,通过动态模拟,证明该控制结构能对干扰迅速做出调整,提高了系统的稳定性。     

玉米基燃料乙醇工艺节能减排系统集成设计

针对玉米基燃料乙醇工艺进行节能减排系统集成设计,具体实施步骤：综合利用Aspen Plus及Excel软件中的Aspen Simulation Workbook模块,研究原料水的进料量、精馏塔的回流比等对换热器能耗的影响规律。基于能耗最优及不影响乙醇产品产量,将精馏塔的回流比由原工艺的2.3优化为1.7,原料水由原工艺的40 915 kg/h优化为8 000 kg/h。新工艺比原工艺节约能量33 082 k J/s,节约水资源32 915 kg/h。原工艺CO₂流股中CO₂的排放量为34 022 kg/h,本设计在CO₂排放管道处加一个乙醇胺吸收塔,可吸收99.58%的CO₂,具有明显的减排效果。     

基于Aspen Plus平台的纤维素乙醇的工艺研究

在Aspen Plus平台上对日处理量2 000 t玉米秸秆的纤维素乙醇生产流程建立流程模拟模型,预处理采用蒸气爆破法,对纤维素乙醇流程模拟模型进行严格的物料和能量计算,并进行了水分回收分析。结果表明:在日处理量2 000 t玉米秸秆时,每h的水用量为108.24 t,废水量为147.48 t,与水分回收之前的水用量和废水排量相比,分别减少了75.6%和69.5%;日处理2 000 t玉米秸秆时消耗的各种形式能量为492.84×109J/h,同时产出能量535.68×109J/h,能量产出大于能量投入;蒸气爆破法具有反应设备简化,能耗低的优点。     

Aspen模拟乙醇-水体系的共沸精馏

针对某化工厂生产的质量分数为15％乙醇水溶液的提纯,提出共沸精馏的方法进行脱水处理.利用Aspen模拟工艺流程,首先对该股物料进行普通蒸馏处理,得到质量分数为95％的乙醇-水共沸物.然后,以苯为共沸剂,优化工艺参数,塔底得到质量分数为99.67％的无水乙醇,塔顶得到乙醇-苯-水共沸物.塔顶物料静置后分层,上层苯液可经过...     

污泥超临界水气化过程的动态自适应模拟

针对生产过程中污泥组分的不稳定性,利用Aspen Plus建立了污泥的超临界水气化工艺模型与污泥成分的反算公式,开发了污泥的超临界水气化反应过程的动态自适应模型。该模型可根据反应器出口产物组成及相关参数,实时反算污泥的组成参数,并将反算参数作为工艺模型的输入条件,模拟计算下一时段反应器出口的产物组成。该研究在实际生产过程中对预测因污泥原料的不稳定性引起的产物组成的变化以及减小工艺系统波动方面具有一定的指导意义。     

Aspen Plus Dynamics软件在多变量模型预测控制中的应用

多变量模型预测控制是一种能够处理大滞后、强耦合和非线性等问题的先进控制算法,核心是多输入、多输出的预测模型。工业应用中通过对实际装置进行测试来回归模型参数,需要较长的实施周期。介绍了Aspen Plus Dynamics软件在搭建预测模型中的应用。     

乙醇脱水塔内两相和三相共沸精馏

研究了乙醇脱水塔内的两相共沸精馏和汽液液三相共沸精馏过程。利用Aspen plus模拟软件对乙醇脱水塔内4种工况的精馏曲线、共沸剂浓度分布、回流量和再沸器能耗进行了分析比较。结果表明,苯做共沸剂时,脱水塔内两相共沸精馏和汽液液三相共沸精馏的精馏曲线、共沸剂浓度分布、回流量和再沸器能耗相近,脱水塔精馏曲线都跨越了精馏边界,并且共沸剂在塔内大多数板上都有较高浓度分布。而环己烷做共沸剂时,两相共沸精馏工况和汽液液三相共沸精馏工况条件下的脱水塔内精馏曲线、共沸剂浓度分布、回流量和再沸器能耗有较大差别。汽液液三相共沸精馏工况条件下,环己烷在塔内大多数板上有较高浓度分布,起到较好的脱水作用,而两相共沸精馏工况条件下脱水塔内共沸剂仅分布在塔顶几块塔板上,塔内多数板上没有起到共沸剂作用。     

Design and control of a p-xylene oxidation process

The p-xylene (PX) oxidation process is of great industrial importance because of the strong demand of the global polyester fiber. A steady-state model of the PX oxidation has been studied by many researchers. In our previous work, a novel industrial p-xylene oxidation reactor model using the free radical mechanism based kinetics has been developed. However, the disturbances such as production rate change, feed composition variability and reactor temperature changes widely exist in the industry process. In this paper, dynamic simulation of the PX oxidation reactorwas designed by Aspen Dynamics and used to develop an effective plantwide control structure, which was capable of effectively handling the disturbances in the load and the temperature of the reactor. Step responses of the control structure to the disturbances were shown and served as the foundation of the smooth operation and advanced control strategy of this process in our future work.     

Aspen Plus在醋酸精馏塔中的应用

采用Aspen数据库软件对醋酸回收工艺进行模拟,建立醋酸精馏的稳态模型,对精馏塔的操作温度、热负荷、回流量、产品质量等操作变量进行分析,为旧塔改造和生产实际提供理论依据,通过投产后的对比分析,模拟值与操作值基本吻合。     

Performance of a Pinch Analysis for the Process of Recovery of Ethanol from Fermentation

The objectives of the project reported here were to perform an energy analysis for the process of the recovery of ethanol from fermentation broths by catalytic conversion to gasoline and to conduct a pinch analysis to obtain a new heat exchanger network, and thus, reduce the utility costs. A minimum temperature difference of 10 °C was used. A temperature interval diagram and cascade diagram were drawn to identify the pinch points and four such points were observed. New heat exchanger networks were formulated from this information. The least number of heat exchangers for the different networks created was 19, whereas the original process had 9. The cost of utilities was the same for both systems. Therefore, it was concluded that the implementation of this system in the Caribbean could be expensive since in the first instance, ethanol is not particularly plentiful. Secondly, electricity and water costs are expensive in the Caribbean compared to other countries in America, such that any effort in reducing CO₂ emissions by using ethanol would not be feasible.     

洗油初蒸馏塔的新工艺流程模拟研究

通过Aspen Plus软件,对某焦化厂提出的洗油初蒸馏塔新工艺方案进行流程模拟。模拟结果显示:随着塔顶萘油采出量的增加,C-甲基萘油中萘含量迅速下降,β-甲基萘含量先增加后下降,α-甲基萘增加;通过调整塔顶萘油采出量,可以解决C-甲基萘油中萘含量高的问题,但β-甲基萘含量会下降;增加回流量,对C-甲基萘油中各组分影响不明显。如果改变采出塔板为第12块,则β-甲基萘质量分数能保持在70%左右,α-甲基萘质量分数在18%左右。     

Design and control of a middle-vessel batch distillation for separating DMC–EMC–DEC mixture

In this paper, the mixture of dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate was separated by middle-vessel batch distillation with feeding in middle-vessel and process control characteristics were researched. The steady state simulation results in Aspen Plus were exported to Aspen Dynamics. Then control effect of liquid level control with HighSelector, composition control (structure1, structure2) and temperature control (proportional action, proportional integration action) were proposed. Composition control structure 2 and temperature control with PI action were investigated to achieve a good control effect.