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关键词： 煤制甲醇   低温甲醇洗工艺   化工过程模拟   扩产改造  

摘要： 低温甲醇洗工艺发展于20世纪50年代,主要用来净化酸性气体。低温甲醇洗工艺利用的吸收溶剂为低温甲醇,其工艺原理为酸性气体在冷甲醇溶剂中具有极其优良的溶解度,从而能够极大程度的将酸性气体从原料气中脱除[1]。低温甲醇洗工艺产生的CO2集中流股为不含含硫化合物的纯净的产品气,同时该工艺也产生了浓缩的H2S流股,提供给后续的克劳斯装置。该工艺与其他净化方法相比,具有吸收杂质种类多、气体净化度高、吸收选择性好以及经济节能等优点,是一种较为成熟的气体净化方法。甲醇作为一种重要的碳一化学基础产品,在现代化学工业中,占据着举足轻重的地位,被广泛的应用于生产甲醇燃料、汽油辛烷值添加剂和甲醇汽油等方面。合成甲醇的主要原料有天然气、煤、重质油等,其中国外的化工企业中,将近90%的合成甲醇工艺采用天然气为原料。相比于国外的能源发达国家,我国的能源相对来说较为匮乏,能源结构具有缺油、少气和富煤的基本特点。这种特殊的能源结构导致了我国在甲醇合成工艺技术中,必将较多的采用煤作为合成原料,在此过程中,低温甲醇洗工艺广泛的应用于甲醇合成气的净化领域。近些年来,随着生产装置的更新换代和生产条件的改变,越来越多的低温甲醇洗工艺流程面临着改造优化等问题。本文就是针对某厂煤制甲醇过程中低温甲醇洗工艺流程的扩产改造问题进行的分析和研究。本文首先运用通用流程模拟软件Aspen Plus,对工厂原有的低温甲醇洗工艺进行模拟。在模拟值与实际值吻合良好,验证了所选物性方法合理的前提下,对原有流程的特点进行进一步的分析,提出合适的改造方案：增加一个新的气提塔进行减压再生,使富甲醇溶液气提后变为半贫甲醇液,并进一步降低半贫甲醇温度,增加甲醇对H2S和CO2的吸收能力;与此同时,建立半贫液的内循环,通过甲醇半贫液内循环的建立,减少了进入热再生塔的甲醇量,进而减少了低温冷量的消耗,同时也减小了热再生塔和甲醇水分离塔再沸器的热负荷。改造后的低温甲醇洗流程在达到工艺指标的基础上,满足了工厂提出的扩产30%的要求,扩大了原流程的生产能力。本文提出的扩产改造方案切实可行,易于操作,同时也节省了投资,为工程实践提供了实际的指导作用。

关键词： 化工   模拟技术   应用  

摘要： 化工过程模拟技术是化工技术与信息技术相结合的产物,基于计算机平台,利用数学模型对整个化工生产过程进行模拟与优化,为实践工作提供支持。文章分析了化工过程模拟技术的主要类型,并就其应用方向做出了介绍。

关键词： 模拟软件   ChemCAD   PRO/II   Aspen   Plus  

摘要： 近年来,化工行业发展速度很快,使得化工工艺设计面临了更大的挑战。为了应对这些挑战,基于计算机辅助设计的化工设计软件蓬勃发展,其中占主导地位的是化工流程模拟软件。化工流程模拟软件是由计算机技术、化学工程、系统工程等多学科理论在计算机上实现的综合性模拟系统,把复杂的化工过程描述为简单的数学模型,只需在计算机上模拟改变各种有效条件,即可得到实际生产中所需要的结果。

关键词： 低温甲醇洗   化工过程模拟   特殊原料气   设计  

摘要： 我国是以煤炭为主要能源的国家,煤化工是国家经济发展的重要支柱。从煤的加工过程来区分,煤化工主要包括：干馏、气化、液化以及化学品合成等。其中煤气化制得的煤气可用作合成氨、甲醇、天然气等产品的原料,然而未经净化的煤气中含有硫化物和二氧化碳等杂质,在合成过程中会导致催化剂中毒,因此酸性气体的脱除是气化合成过程中必不可少的一部分,其对后续工艺有着至关重要的影响。低温甲醇洗工艺采用物理吸收方法以甲醇作为溶剂,利用其在低温条件下对C02、H2S等酸性气体的溶解度大和选择性高的物理特性,同时或分段将酸性气体从原料气中脱除。该工艺与其他净化方法相比,具有吸收杂质种类多、气体净化度高、吸收选择性好以及经济节能等优点,是一种较为成熟的气体净化方法。本文根据某厂提供的原料条件和工艺要求对低温甲醇洗工艺流程进行设计和模拟,其原料煤气的组成较为特殊,不属于焦炉煤气和常规煤制气中的任何一种,它具有以下几个特点：1.杂质种类多,除了常见的C02、H2S和COS之外,还含有噻吩、硫醇、硫醚和苯;***2的含量较少,解吸过程中释放冷量相对较少,需要对换热网络进行匹配设计以回收更多冷量;***4的含量较多,在吸收过程中会有部分溶于甲醇,影响解吸所得CO2产品气的纯度。根据上述的原料特点,首先对低温甲醇洗工艺流程进行初步设计,然后应用通用流程模拟软件Aspen Plus将整个流程分成四段进行模拟,利用工程经验以及灵敏度分析等工具分别对每个设备进行参数设计,并对整个换热网络进行匹配设计,使流程在满足工艺要求的情况下,保证设备投资和能耗最小。最后进行全流程模拟,对部分参数进行微调,得到的净化气满足净化要求(CO2<50ppm,H2S<4ppm, COS<0.5ppm),有效成分H2和CO的回收率均达到99%,CH4的回收率达到97%;尾气和废水中硫化物含量小于20ppm,甲醇含量小于100ppm,均达到排放标准。因此,该设计方案可作为工厂建设的依据。

关键词： 石油磺酸盐   1,2-二氯乙烷   精馏   化工过程模拟   AspenPlus软件  

摘要： 胜利石油磺酸盐采用三氧化硫液相磺化反应制得,其磺化剂和原料油均使用1,2-二氯乙烷作为溶剂稀释。为保证磺化剂配制的安全性,1,2-二氯乙烷精制纯度须达到99.9%。采用AspenPlus软件对1,2-二氯乙烷的精馏提纯系统进行化工过程模拟,并对模拟过程与实际操作的吻合性进行验证。在优化模拟中考察了回流比以及进料位置对精制产品质量的影响。发现:提高回流比至4以上、将二塔底部进料方式改为塔中适宜位置进料,精馏出的1,2-二氯乙烷含量可达99.9%以上,现场试验结果与模拟结果基本吻合。

关键词： CAPE-OPEN理论   过程模拟系统   组件接口   物性数据库   单元模块  

摘要： 随着计算机硬件性能的提升和计算机软件技术的发展，计算机在化工过程中得到更为广泛的应用，日益成为实验控制、数据回归、工业设计、过程模拟中的得力助手。同时，更多化学物质的物性被测量、完善、整理，如偏心因子、临界参数、相对分子量、粘度等;不同物质间的交互参数也通过实验不断被整理中，混合物粘度、混合物表面张力、混合物密度等交互参数理论也得到进一步的发展;物性估算方法也由单一、原始、粗略变得更加的多样、准确，如热力学、统计力学、对应状态原理、基团贡献法、分子拓扑和人工神经网络得到进一步的发展。这些物性数据被编写成大型数据库，物质种类达到几万种之巨。\n 从上个世纪80年代开始，以美国AspenTech公司及SimSci公司、中国青岛化工学院为代表的多家科研单位开始从事化工过程模拟软件的开发。在上个世纪美国微软Windows操作系统流行之前，这些模拟软件均是基于DOS系统的非事件驱动程序，模块与模块、程序与程序间相互隔绝，各个模拟软件开发商闭门造车，知识与技术相互保密。随着Windows操作系统的流行，组件模型、事件驱动思想被软件开发商所吸收，此时化工技术也不断地革新、新技术不断地涌现，任何模拟软件开发商都不能涵盖所有的化工领域和工艺技术。曾经相互隔绝的化工过程模拟软件开发商们，亟需一种统一的通信协议来实现不同模拟软件间及模拟软件与其他应用软件间的交流。在AspenTech等公司的牵头下，欧盟于上个世纪90年代末制定并提出了CAPE-OPEN接口标准，即开放式计算机辅助过程工程接口标准。借助CAPE-OPEN标准，实现了不同模拟软件开发商单元模块及数据库的相互连接。\n 本文在VisualStudio编程环境下，利用VisualC++编程语言开发了一个小巧完善的化工过程模拟系统，其中单元模块及数据库完全遵循了CAPE-OPEN标准，成功实现了与AspenPlus，Hysys等模拟软件物性数据库的连接，实现了对COFE自带CAPE-OPEN单元模块的加载运行，并自主开发了管道阻力器等单元模块。同时借助MFC多视图窗口和GDI技术，开发了简单易用的用户界面(GUI)，包括支持缩放、拖动的模型搭建窗口，具有智能纠错的数据输入输出窗口，以及操作便捷的任务栏和状态栏。程序可以自动对循环流股进行断裂、对循环物流进行加速迭代收敛，流程计算结果可以通过接口直接导出到Word，Excel，文本文档中，或者保存为独立格式方便下次重新打开。\n 本文所进行的CAPE-OPEN理论研究和化工过程模拟软件开发成果，具有很强的基础价值和实用价值，值得作更深层次的探讨与拓展。

关键词： 化工过程   模拟软件   液化天然气工程  

摘要： 近年来，随着工业科学技术的不断发展，我国液化天然气工程的化工生产系统已逐渐完善。液化天然气工程的生产流程的应用和开发，标志着我国已然进入了网络式工程生产阶段，本文针对天然气液化装置的运行问题，深入探讨化工过程模拟软件在液化天然气工程中的应用。

关键词： 模型验证   化工过程模拟   SDG   仿真模型   软件开发环境   流程建模   自动验证   模型拟合  

摘要： Signed direct graph (SDG) theory provides algorithms and methods that can be applied directly to chemical process modeling and analysis to validate simulation models, and is a basis for the development of a software environment that can automate the validation activity. This paper is concentrated on the pretreatment of the model validation. We use the validation scenarios and standard sequences generated by well-established SDG model to validate the trends fitted from the simulation model. The results are helpful to find potential problems, assess possible bugs in the simulation model and solve the problem effectively. A case study on a simulation model of boiler is presented to demonstrate the effectiveness of this method.

关键词： 化工学习   化工过程模拟   Aspen   Plus  

摘要： 在化工学习中,应用Aspen Plus对化工生产中的典型工艺———苯加氢合成环己烷系统进行模拟,结果表明,Aspen Plus不仅可以简化复杂的化工过程,而且可以提高学生学习的效率和质量,增强工程意识,有利于理论和实践的结合。

关键词： 实验集成   化工过程模拟   实验教学   创新能力  

摘要： 以醋酸-水共沸精馏模拟与优化综合实验为例,通过化工过程模拟技术的贯穿,实现化工专业工程实验的集成,从而加强了案例教学,使学生获得真正意义上的工程实践训练。根据不同阶段的实验内容,采用与之适宜的灵活多样的教学方法和实验教学模式将化工工程实验内容从验证型单一实验向设计型综合实验发展,其教学方法由典型实验的集约型管理到综合实验的粗放型管理过渡。实验考核的内容、方法、时机及评价尺度都要做出适当调整,以逐步建立起促进学生创新能力培养的新型考核机制。