Учебный курс по Aspen Plus. Методическое пособие для учебного курса
 Скачать 2.58 Mb.
|
|
( простые вещества ) • Для определения всех компонентов , необходимых в модели , используйте форму Components>Specifications • По возможности из банка данных извлекаются параметры физических свойств каждого из компонентов • В банках данных простых веществ содержатся такие параметры , как молекулярный вес , критические свойства и т д Порядок поиска в банках данных определяется на закладке Databanks • Для поиска и добавления компонентов к списку можно использовать кнопку Find • Для добавления компонентов - электролитов можно использовать мастер Electrolyte Wizard 10 Форма параметров компонента Выбор компонентов • Component ID используется для отображения названия компонента при вводе входных данных и выводе результатов моделирования • Прямой ввод имён компонентов может быть осуществлён одним из способов : ⇒ Formula: По химической формуле компонента ( например , C6H6). Для изомеров необходимо записывать следующим образом : C2H6O-2 ⇒ Component Name: По полному наименованию компонента на английском языке ( например , BENZENE - бензол ) • По кнопке Find открывается окно поиска компонентов в банках данных Поиск компонентов в банках данных • Поиск производится по названию компонента , формуле , классу компонента , молекулярному весу , температуре кипения или по CAS- номеру Будут найдены все компоненты , удовлетворяющие указанным условиям : 11 • Если указано несколько критериев , поиск осуществляется с использованием логической операции “ И ” Банки данных чистых компонентов • Параметры , отсутствующие в первом выбранном банке данных , будут искаться в банках данных далее по списку Банк данных Содержание Используется PURE13 Данные банка данных (DIPPR) и AspenTech в версии 2004 Основной банк данных компонентов Aspen Plus AQUEOUS Параметры чистых компонентов для молекул и ионов веществ , находящихся в жидком состоянии В моделях , содержащих электролиты SOLIDS Параметры чистых компонентов для сильных электролитов , солей и прочих твёрдых веществ В моделях , содержащих электролиты и твёрдые вещества INORGANIC Термохимические свойства неорганических компонентов в твёрдом , жидком и газообразном состояниях В моделях , содержащих электролиты , твёрдые вещества , а также применительно к металлургии PURE12 Банк данных , поставляемый с Aspen Plus 12.1 Для совместимости версий PURE11 Банк данных , поставляемый с Aspen Plus 11.1 Для совместимости версий PURE10 Банк данных , поставляемый с Aspen Plus 10.1-2 Для совместимости версий PURE93 Банк данных , поставляемый с Aspen Plus 9.3 Для совместимости версий PURE856 Банк данных , поставляемый с Aspen Plus 8.5-6 Для совместимости версий AQU92 Водный банк данных , совместимый с Aspen Plus 9.2 Для совместимости версий ETHYLENE Параметры чистых компонентов и бинарные коэффициенты взаимодействия компонентов , обычно участвующих в процессах производства этилена для использования с методом свойств SRK В моделировании процесса производства этилена ASPENPCD Банк данных , поставляемый с Aspen Plus 8.5-6 Для совместимости версий COMBUST Параметры чистых компонентов , обычно находящихся в продуктах сгорания , включая свободные радикалы В процессах , где присутствуют продукты сгорания POLYMER Цепочки повторяющихся мономерных звеньев В процессах полимеризации SEGMENT Сегменты и группы отдельных мономеров В процессах полимеризации FACTPCD FACT species ( представлены компоненты в чистом виде или расплаве только для использования в интерфейсе Aspen/FACT/Chemapp программы Aspen Plus) В пирометаллургических процессах PPDS Банк данных системы данных физических свойств Национальной технической лаборатории Великобритании Для связи с банком данных PPDS Пакет свойств • Для указания пакета свойств , используемого в расчёте , перейдите на форму Properties> Specifications • Пакетами свойств называются наборы уравнений и методов , используемых для описания физических свойств чистых компонентов и поведения смеси • Выбор правильных физических свойств критически важен для получения достоверных результатов моделирования 12 • Выбор типа процесса (Process Type) сузит число доступных пакетов свойств Форма задания пакета свойств Потоки • Для определения термодинамического состояния входных потоков используются два из трёх приведённых ниже параметров , задаваемых на форме Stream>Input: ⇒ Температура ⇒ Давление ⇒ Доля пара • На той же форме задаётся состав потока : ⇒ Общий поток и его составные части ⇒ Потоки отдельных компонентов • Данные по рассчитываемым ( не входным ) потокам используются как оценочные ( первое приближение ) 13 Форма исходных данных для потоков Блоки • В форме ввода или настройки каждого блока (Block>Input или Block>Setup) указываются условия работы и параметры оборудования для модели типового процесса • Для задания моделей некоторых блоков требуются дополнительные формы ввода исходных данных • У моделей всех установок есть формы задания дополнительной информации ( например , форма параметров блока – Block>Options) Форма задания исходных данных для блока Порядок работы 14 • Выберите пункт Control Panel меню View или нажмите кнопку « далее » ⇒ Выполняйте расчёт только тогда , когда все необходимые формы заполнены Если вы не уверены , все ли формы заполнены , нажмите кнопку « далее », она переведёт вас к незаполненным формам или сообщит о готовности к запуску расчёта Панель управления (Control Panel) • Панель управления (Control Panel) состоит из : ⇒ Окна сообщений , отображающего состояние процесса расчёта , где можно увидеть последние сообщения расчётного модуля ⇒ Области состояния , где показана иерархия и порядок выполнения блоков модели , а также сходимость расчётов ⇒ Панели инструментов , с помощью которой вы можете управлять процессом расчёта Запуск Начинает или продолжает вычисления Пошаговое выполнение Пошаговый расчёт технологического процесса по одному блоку Остановка Временно останавливает расчёт модели Повторная инициализация Очищает результаты моделирования Результаты Проверка результатов моделирования Сводка результатов • Файлы истории или сообщения панели инструментов (Control Panel) ⇒ Содержат все сообщения об ошибках и предупреждения ( Выберите History или Control Panel в меню View для отображения файла истории или сообщений панели инструментов ) • Результаты расчёта потоков ⇒ Содержат условия и состав потоков ( Для получения информации по всем потокам нажмите Results Summary>Streams; для отдельных потоков выберите имя интересующего потока в папке Streams и выберите форму Results) • Результаты расчёта блоков ⇒ Содержат рассчитанные значения условий работы блока ( Выберите интересующий блок в папке Blocks и выберите форму Results) • Примечание : также формы просмотра результатов имеются в Обозревателе Данных (Data Browser) на формах результатов (Results) для каждого блока или потока 15 1.4 Настройка представления схемы технологического процесса Настройка схемы технологического процесса включает в себя : • Добавление аннотаций ⇒ Текст ⇒ Графика ⇒ Таблицы • Отображение параметров технологического процесса ⇒ Параметры потока ⇒ Тепловая нагрузка для потока ⇒ Производимая работа для потока ⇒ Тепловая нагрузка и производимая работа для блока • Добавление объектов OLE ⇒ Заголовки ⇒ Графики ⇒ Схемы • Для изменения связей схемы технологического процесса используйте режим PFD Использование меню View • Используйте меню View для выбора элементов с целью последующего просмотра ⇒ Режим PFD ⇒ Данные технологического процесса ( глобальные данные , Global Data) ⇒ Аннотация ⇒ Объекты OLE • Все элементы могут включаться и выключаться независимо друг от друга Добавление аннотации • Для добавления текста и графики используйте панель инструментов Draw 1. Выберите Toolbar… из меню View для отображения панели Draw, если её нет на экране 2. Нажмите на кнопку панели инструментов и кликните по схеме процесса , чтобы поместить на неё объект • Объекты аннотации можно прикреплять к таким элементам , как потоки и блоки Текст Линия Квадрат Многоугольник Ломанная Окружность Дуга Стрелка Двойная стрелка Цвет Стиль линии Шрифт Размер шрифта Жирный Курсив Подчёркивание Выравнивание по левому краю Выравнивание по центру Выравнивание по правому краю Таблицы потоков • Для того чтобы создать таблицу потока , нажмите кнопку «Stream Table» на форме Results Summary>Streams>Material 16 Добавление параметров технологической системы • Выберите технологические параметры блока и потока , которые вы хотите представить как глобальные данные и укажите их на форме Tools>Options>Results View • Отметьте Global Data в меню View для отображения глобальных данных на схеме Изменение стиля линий на всей схеме • Вы можете изменить цвет и стиль линий , метки для материальных и тепловых потоков , а также потоков работы , соединений и измерений на форме Tools>Options>Styles • Вы можете выбрать двумерное или трёхмерное изображение иконок библиотеки моделей Чтобы эти иконки использовались по умолчанию , сохраните изменения с помощью меню Library>Save Defaults. 17 Изменение стилей линий по отдельности • Вы можете изменить цвет и стиль линий для отдельных потоков , используя контекстное меню Для этого : 1. Выберите интересующий вас поток 2. Нажмите правую кнопку и выберите Color & Style 3. Выберите стиль и цвет линии • Путём выполнения следующего действия Вы можете изменить установленные по умолчанию стили на форме Styles диалогового окна Tools>Options ( цвет , стиль линии , метка ) 4. Поставьте флажок Use Default для установки цвета и стиля линии по умолчанию Использование режима PFD • Выберите View>PFD Mode (F12) • В данном режиме Вы можете добавлять или удалять иконки типовых операций на схеме только для графического отображения технологического процесса • В режиме PFD Вы можете изменять соединение блоков схемы в соответствии с Вашим реальным технологическим процессом • Схема PFD полностью отделена от модели технологического процесса Если вы хотите внести изменение в модель , вам нужно вернуться в режим моделирования • Режим PFD обозначается бордюром зеленовато - голубого цвета вокруг схемы технологического процесса Примеры использования режима PFD • Может сложиться ситуация , когда для моделирования единицы оборудования установки необходимо использовать несколько блоков типовых процессов ⇒ Например , для моделирования реактора с жидким продуктом и воздушным клапаном необходимо использовать реактор RStoic и блок Flash2. В отчёте нужна только одна иконка , отображающая элемент установки 18 • С другой стороны , необходимость в явном моделировании некоторых элементов оборудования в схеме технологического процесса отсутствует ⇒ Например , насосы на схеме часто не моделируются ; перепадом давления можно пренебречь или включить в другой блок типовой операции Задание для самостоятельной работы • Часть A: Используя задание по моделированию процесса производства циклогексана (CYCLOHEX.BKP, раздел 2.8), отобразите глобальные данные потоков (T, P, F) и блоков • Часть B: Добавьте на схему технологического процесса заголовок • Часть C: Добавьте на схему технологического процесса таблицу потока • Часть D: Добавьте в режиме PFD насос к потоку BZIN ( только для графических целей ) 1.5 Особенности работы с программой Aspen Plus. Системные требования Форматы файлов , используемые в Aspen Plus Тип файла Расширение Формат Описание Документ *.apw Двоичный Файл , содержащий входные параметры и результаты моделирования , а также промежуточные результаты сходимости Резервная копия *.bkp ASCII Архивный файл , содержащий входные и выходные параметры модели Шаблон *.apt ASCII Шаблон , содержащий данные , используемые по умолчанию Входные данные *.inp Текст Входящие данные для модели Сообщения в процессе моделирования *.cpm Текст История вычислений , отображаемая в панели управления История *.his Текст Подробная история вычислений и предупреждающие сообщения Сводка результатов *.sum ASCII Результаты моделирования Описание проблемы *.appdf Двоичный Файл , содержащий информацию о массивах и промежуточных данных сходимости , используемую при расчёте модели Книга Excel *.apmbd Excel Встроенные в модель Aspen Plus книги Microsoft Excel Чёртёж схемы процесса .dxf ASCII Файл AutoCAD схемы технологического процесса Динамическая модель .dynf .dyn.appdf Текст Входные параметры Aspen Dynamics и Aspen Plus Отчёт *.rep Текст Отчёт о моделировании Сводка результатов в XML *.xml XML/ ASCII Результаты моделирования Aspen Plus в формате XML Характеристика типов файлов • Двоичные файлы ⇒ Зависят от операционной системы и версии ⇒ Нельзя прочитать , нельзя напечатать • Файлы ASCII ⇒ Можно использовать в разных операционных системах 19 ⇒ Совместимы с разными версиями программы ⇒ Можно прочитать ⇒ Не предназначены для печати • Текстовые файлы ⇒ Можно использовать в разных операционных системах ⇒ Совместимы с разными версиями программы ⇒ Можно читать и редактировать ⇒ Предназначены для печати Способы удобного сохранения Ваших моделей Документ (*.apw) Резерв (*.bkp) Входные данные (*.inp) XML (*.xml) Описание модели Да Да Да Да Информация о сходимости Да Нет Нет Нет Результаты Да Да Нет Да Изображение схемы Да Да Нет Нет Можно прочесть Нет Нет Да Да Скорость открытия и сохранения Высокая Низкая Самая низкая Низкая Требование к занимаемому пространству Высокая Низкая Самая низкая Низкая Сравнение размеров одного и того же файла , сохранённого в различных форматах 435 Кб 48,2 Кб 0,98 Кб 59,3 Кб Файлы шаблонов • Файлы шаблонов используются для определения предпочитаемых вами : ⇒ Единиц измерения ⇒ Наборов свойств для отчётов о потоке ⇒ Форматов отчёта о потоке ⇒ Условий входных потоков ⇒ Установки опции избыточной воды ⇒ Классов потоков ⇒ Пакетов свойств ⇒ Списков ( необходимых ) компонентов ⇒ Прочих параметров приложения , используемых по умолчанию • Как создать собственный шаблон ⇒ Любая схема технологического процесса ( как завершённая , так и незавершённая ) может быть сохранена как файл шаблона ⇒ Для того чтобы ваш персональный шаблон появился на закладке Personal диалогового окна New, сохраните файл в папку Aspen Plus GUI\Templates\Personal ⇒ Когда файл шаблона будет выбран в диалоговом окне New, в окне Preview появится текст с закладки Setup>Specifications>Description Программные и технические требования • Aspen Plus 2004.1 наиболее эффективно работает на исправном компьютере под управлением операционных систем Windows XP или Windows 2000 с пакетом обновлений Service Pack 3 или более поздним • Необходимое для установки программы место на жёстком диске : ⇒ 200 Мб для механизма моделирования ⇒ 250 Мб для интерфейса пользователя ⇒ 150 Мб для системных компонентов на диске Windows 20 • Программное обеспечение лицензируется посредством менеджера лицензий SLM • Минимальные и рекомендуемые требования к системе : Ресурс Минимум Рекомендуется Процессор Pentium III, 500 МГц Pentium III, 750 МГц Физическая память 256 Мб 512 Мб Виртуальная память ( состоит из физической памяти и файла подкачки ) 500 Мб 768 Мб и более Жёсткий диск 6 Гб 10 Гб • Чем больше ресурсов , тем лучше Если объём ресурсов близок к минимальным требованиям , постарайтесь избегать запуска большого числа программ параллельно с Aspen Plus • Поддерживайте достаточный объём свободного места на дисках , используемых : ⇒ Рабочей директории Aspen ⇒ Файлами подкачки Windows • Удаляйте ненужные файлы : ⇒ Старые .appdf, .his и т п ⇒ Неархивированные файлы документов Aspen (*.apw) ⇒ Временные файлы Aspen ( например , _4404ydj.appdf) • Регулярно проводите дефрагментацию , даже если Windows говорит , что необходимости в этом нет 1.6 Возможности взаимодействия с другими программами В данном разделе Вы познакомитесь с возможностями Aspen Plus для реализации обмена данными с другими программами Использование буфера обмена • Копирование табличных данных из электронных таблиц ( т е ., Microsoft Excel) в модель Aspen Plus. Например : ⇒ Названия или идентификаторы компонентов ⇒ Регрессии данных ⇒ Состав потоков ⇒ Соответствие данных ⇒ Оценки данных • Копирование графиков схемы технологического процесса с последующей вставкой в : ⇒ Текстовый процессор для создания отчётов ⇒ Программу подготовки слайдов для презентаций • Копирование результатов моделирования ( профили колонн , результаты расчётного анализа ) в : ⇒ Электронные таблицы для последующего анализа ⇒ Текстовый процессор для создания отчётов и документов ⇒ Конструкторские программы ⇒ Базы данных для хранения результатов • Копируйте графики и таблицы в Process Flowsheet Window ( непосредственно на схему ) • Копируйте объекты других приложений Windows в Process Flowsheet Window с помощью функций OLE Пошаговые инструкции по использованию буфера обмена 1. Выберите поля данных или графические объекты ⇒ Для выбора нескольких полей данных или объектов , нажимайте на них левой кнопкой мыши , удерживая клавишу 21 ⇒ Столбцы данных можно выбрать , нажав на « шапку » 2. Для того чтобы скопировать текст выполните одно из следующих действий : ⇒ Выберите Copy из меню Edit ⇒ Нажмите кнопку Copy на панели инструментов ⇒ Нажмите правую кнопку мыши и выберите Copy ⇒ Нажмите CTRL-C 3. Разместите курсор в поле ввода , где вы желаете разместить информацию и выполните одно из следующих действий : ⇒ Выберите Paste из меню Edit ⇒ Нажмите кнопку Paste на панели инструментов ⇒ Нажмите правую кнопку мыши и выберите Paste ⇒ Нажмите CTRL-V Внедрение и связывание объектов (OLE) • Можно использовать в других приложениях : ⇒ Aspen Plus как контейнер OLE. В Aspen Plus можно встраивать другие приложения Windows. Например , для расширения возможностей построения графиков , схем технологического процесса Aspen Plus можно использовать таблицы и графики Microsoft Excel. ⇒ Aspen Plus как сервер OLE. Схемы технологических процессов Aspen Plus можно встраивать в документы отчётов , а данные потоков – в чертежи CAD. Например , если получатель отчёта захочет посмотреть допущения , сделанные в модели , он может обратиться к встроенной модели Aspen Plus и запустить её напрямую из отчёта • Вы можете встраивать другие приложения Windows как объекты окна схемы технологического процесса Aspen Plus • Вы можете сделать это двумя способами , используя : ⇒ Буфер обмена ⇒ Диалоговое окно Insert, которое можно вызвать из пункта меню Edit/Insert • Вы можете редактировать объекты , встроенные в схему технологического процесса , непосредственно в Aspen Plus, дважды кликнув по этому объекту • Кроме того , вы можете перемещать объекты , изменять их размер и привязывать к блоку или потоку схемы Создание активных связей • Вы можете создавать активные связи между полями входных и выходных величин схемы Aspen Plus и другими приложениями Windows ( например , Word и Excel), используя буфер обмена • Для того чтобы создать активную связь : 1. Откройте оба приложения 2. Выберите данные ( или объект ), который вы хотите вставить и связать 3. Выберите Copy в меню Edit 4. В месте , куда вы хотите вставить связь , выберите пункт Paste Special в меню Edit 5. В диалоговом окне Paste Special нажмите на переключатель Paste Link Работа с файлами , содержащими активные связи • Убедитесь , что сохранены файлы обоих приложений : • Если у вас созданы активные связи в обоих направлениях , рекомендуем следующий порядок действий : 1. Сохраните файл первого приложения 2. Сохраните файл второго приложения 3. Сохраните файл первого приложения ещё раз 22 • При открытии файла со связью появится диалоговое окно с запросом на восстановление ссылок • Для запуска связанного исходного приложения : 1. Выберите Links из меню Edit Aspen Plus 2. Выберите исходный файл в диалоговом окне Links и нажмите на кнопку Open Source 1.7 Задание для самостоятельного моделирования – расчёт технологического процесса производства бензола Необходимо добавить на схему исходные данные потоков и аппаратов C охраните задачу под именем BENZENE.BKP. Поток FEED Условия P 38 bar T 538°C Расходы компонентов , kmol/hr Hydrogen (H 2 водород ) 184 Methane (CH 4 метан ) 43 Benzene (C 6 H 6 бензол ) 43 Toluene (C 7 H 8 толуол ) 2.3 Используйте пакет свойств PENG-ROB Холодильник COOLER T 93°C ∆ P 0 Сепаратор FL1 T 38°C P 34.5 bar Сепаратор FL2 Q 0 P 1 atm 23 Результаты расчёта • Какова тепловая нагрузка блока COOLER? _________ • Какова температура в блоке FL2? _________ 24 2 Расчёт оборудования в Aspen Plus 2.1 Типовые модели аппаратов В данном разделе будут рассмотрены основные типы моделей аппаратов в Aspen Plus, а также изучены методы работы со схемами технологических процессов Модели типовых аппаратов • Смесители и делители • Сепараторы • Теплообменники • Колонны • Реакторы • Устройства , изменяющие давление • Манипуляторы • Устройства для работы с твёрдыми телами • Модели пользователей Смесители и делители Модель Описание Назначение Использование Mixer Смеситель потоков Объединяет несколько потоков в один Операции по смешиванию потоков , возможно добавление тепловых потоков и потоков работы FSplit Делитель потоков Разделяет поток Делители потоков , выпускные клапаны SSplit Делитель потока твёрдых веществ Разделяет составляющие поток твёрдые вещества Делители потоков твёрдых веществ , выпускные клапаны Сепараторы Модель Описание Назначение Использование Flash2 Блоки расчёта фазового равновесия с двумя выходами Определяет тепловое и фазовое состояние Установки разделения пара и жидкости , испарители , барабанные сепараторы , однокаскадные сепараторы , сепараторы избыточной влаги Flash3 Блоки расчёта фазового равновесия с тремя выходами Определяет тепловое и фазовое состояние Декантаторы , однокаскадные сепараторы с двумя жидкими фазами Decanter Жидкостный декантатор Определяет тепловое и фазовое состояние Декантаторы , сепараторы с двумя жидкими фазами без газообразной фазы Sep Многовыходной разделитель компонентов Разделяет компоненты входящего потока на любое количество исходящих Операции разделения компонентов , такие как дистилляция и абсорбция , когда подробности процесса сепарации неизвестны или неважны Sep2 Двухвыходной разделитель компонентов Разделяет компоненты входящего потока на два исходящих Операции разделения компонентов , такие как дистилляция и абсорбция , когда подробности процесса сепарации неизвестны или неважны Дополнительная информация : Принципы работы с отдельными моделями описаны в онлайновой системе помощи или в документации , в том числе в Справочнике по моделям типовых процессов Aspen Plus 25 Теплообменники Модель Описание Назначение Использование Heater Нагреватель или охладитель Задаёт тепловое и фазовое состояние выходного потока Нагреватели , охладители , клапаны , миксеры Насосы и компрессоры , когда результаты , относящиеся к продукту , не важны HeatX Двухпотоковый теплообменник Передаёт тепло от одного потока к другому Двухпотоковые теплообменники Оценка трубчатых теплообменников , когда геометрия неизвестна MHeatX Многопотоковый теплообменник Передаёт тепло между любым количеством потоков Теплообменники с несколькими потоками тепла Двухпотоковые теплообменники Охладители с жидким азотом Hetran* Интерфейс к B-JAC Hetran Моделирует трубчатые теплообменники Трубчатые теплообменники широкого спектра конфигураций Aerotran* Интерфейс к B-JAC Aerotran Моделирует теплообменники с воздушным охлаждением Широкий спектр конфигураций теплообменников с воздушным охлаждением Моделирует экономайзеры и конвекционные секции огненных нагревателей HXFlux Расчётная модель передачи тепла Моделирует конвективный теплообмен между теплоотводом и источником тепла Определяет среднюю логарифмическую разницу температур , используя точные или приближённые методы HTRIIST* Интерфейс к программе HTRI IST Моделирует трубчатые теплообменники Трубчатые теплообменники широкого спектра конфигураций , в том числе паровые котлы * Требуется дополнительная лицензия Колонны – посекционный расчёт Модель Описание Назначение Использование DSTWU Кратко – конструкция дистиллятора Определяет минимальное флегмовое число , минимальное число тарелок или действительное флегмовое число и действительное число тарелок по методу Винна - Андервуда - Джилиленда Оценивает параметры колонны по минимальной информации Distl Кратко – коэффициент дистилляции Выполняет разделение на основе флегмового числа , числа тарелок и соотношения D:F по методу Эдмистера Запускает разделение в колонне по минимальным данным SCFrac Кратко – дистилляция для перегонки нефти Определяет состав продукта и скорость потока , количество тарелок на секцию и нагрузку , используя долевые показатели Сложные колонны , например , блоки нефтепереработки и вакуумные перегонные колонны 26 Колонны – потарельчатый расчёт Модель Описание Назначение Использование RadFrac Полная – перегонка Полная модель одной колонны Дистилляторы , поглотители , десорберы , экстракционная и азеотропная дистилляция , реакционная дистилляция MultiFrac Полная – перегонка в сложных колоннах Полная модель для нескольких колонн любой сложности Совмещённые тепловые колонны , воздушные сепараторы , сочетания абсорберов / десорберов , сочетания колонн первичной перегонки этилена и башенных охладителей , перегонка нефти PetroFrac Перегонка нефти Полная модель для приложений перегонки нефти Колонны предварительной парожидкостной балансировки , вакуумные блоки , установки каталитического крекинга или установка для коксования , ректификационная колонна для вакуумной смазки , ректификационная колонна для этилена и башенные охладители Extract Жидкостная экстракция Полная модель колонн жидкостной экстракции Жидкостная экстракция Реакторы Модель Описание Назначение Использование RStoic Стехиометрический реактор Стехиометрический реактор с указанной длительностью или коэффициентом преобразования Реакторы , в которых кинетика неизвестна или не важна , а известны длительность и стехиометрия реакции RYield Реактор с выходами Реактор с определёнными выходами Реакторы , в которых кинетика и стехиометрия неизвестны или не важны , а известно , что получается на выходе REquil Реактор на основе равновесия Стехиометрический расчёт химического и фазового равновесия Однофазное или двухфазное химическое равновесие , одновременно с фазовым равновесием RGibbs Реактор на основе равновесия по энергии Гиббса Достижение химического и фазового равновесия путём минимизации свободной энтальпии Химическое или одновременно химическое и фазовое равновесие В том числе равновесие твёрдой фазы RCSTR Реактор идеального смешения Реактор идеального смешения Одно -, двух - или трёхфазовый реактор с мешалкой , где протекают кинетические реакции в паровой или жидкой фазах RPlug Реактор идеального вытеснения Реактор идеального вытеснения Одно -, двух - или трёхфазовый реактор идеального вытеснения с кинетическими реакциями в любой фазе Реакции идеального вытеснения с внешним хладагентом RBatch Реактор периодического действия Реакторы периодического или полупериодического действия Реакторы периодического или полупериодического действия , где известна кинетика реакций 27 Устройства , изменяющие давление Модель Описание Назначение Использование Pump Насос или гидравлическая турбина Изменяет давление потока , когда известны требуемая мощность , давление или кривая производительности Насосы или гидравлические турбины Compr Компрессор или турбина Изменяет давление потока , когда известны требуемая мощность , давление или кривая производительности Политропные компрессоры , политропные объёмные компрессоры , адиабатические компрессоры , адиабатические турбины MCompr Многоступенчатый компрессор или турбина Изменяет давление потока на нескольких ступенях с промежуточными холодильниками Предусматривает потоки выброса жидкости на промежуточных холодильниках Многоступенчатые политропные компрессоры , политропные объёмные компрессоры , адиабатические компрессоры , адиабатические турбины Valve Клапан Рассчитывает падение давления или коэффициент расхода клапана (CV) Многофазовый адиабатный поток в шаровых и поворотных клапанах Pipe Один сегмент трубы Рассчитывает падение давления и теплоотдачу в одном сегменте трубы Многофазовый одноразмерный , полностью развитый поток по трубе с фитингами в установившемся состоянии Pipeline Трубопровод Рассчитывает падение давления и теплоотдачу в трубопроводе Многофазовый одноразмерный , полностью развитый поток по трубе с фитингами в установившемся состоянии Манипуляторы потоков Модель Описание Назначение Использование Mult Блок перемножения потоков Умножает входящие потоки на коэффициент , указываемый пользователем Умножает потоки для повышения или сокращения масштаба Dupl Мультипликатор потока Копирует входящий поток на любое число выходящих потоков Дублирует потоки для изучения различных сценариев на одной схеме технологического процесса Analyzer Блок отчёта о свойствах потока Рассчитывает свойства потока в определённых условиях Передаёт запрошенные свойства потока для использования в режиме EO FeedBl Блок создания уравнений потока Передаёт поток и состав смеси питающего потока Поддерживает совместимость с блоками Feedbl, реализованными в режиме EO в RT-OPT 10.0 ClChng Блок , изменяющий класс потока Изменяет класс потока Связывает части или блоки , использующие потоки различных классов Selector Блок выбора потока Производит переключение между различными входными потоками Проверяет различные сценарии технологического процесса QtVec Блок изменения нагрузки потока Сочетает несколько тепловых потоков в один поток нагрузки Моделирует один поток нагрузки или добавляет 28 Модель Описание Назначение Использование рабочие точки температуры Measurement Блок предсказания потока Сравнивает прогноз модели с показаниями измерений на установке Укажите целевую функцию в показателях отклонения измерений или стандартного сдвига Устройства для работы с твёрдой фазой Модель Описание Назначение Crystallizer Кристаллизатор непрерывного действия Кристаллизатор , удаляющий смешанные взвеси и смешанные продукты (MSMPR), используется при производстве одного твёрдого вещества Crusher Дробилка Конусные и щековые дробилки , корзиночные дезинтеграторы и валковые дробилки с одним или нескольким валками Screen Экраны Разделение твёрдых фракций с помощью экранов FabFl Тканевые фильтры Сепарация жидких и газообразных фракций с помощью тканевых фильтров Cyclone Циклоны Сепарация жидких и газообразных фракций с помощью циклонов VScrub Скрубберы Вентури Сепарация жидких и газообразных фракций с помощью скрубберов Вентури ESP Сухие электрофильтры Сепарация жидких и газообразных фракций с помощью сущих электрофильтров HyCyc Гидроциклоны Сепарация жидких и твёрдых фракций с помощью гидроциклонов CFuge Центробежные фильтры Сепарация жидких и твёрдых фракций с помощью центробежных фильтров Filter Вакуум - фильтры с вращающимся барабаном Сепарация жидких и твёрдых фракций в вакуум - фильтрах с вращающимся барабаном SWash Однокамерный скруббер твёрдых веществ Однокамерный скруббер твёрдых веществ CCD Противоточный фильтрдекантатор Многоступенчатый скруббер или противоточный фильтрдекантатор Dryer Сушилка непрерывного действия Испаряет летучие жидкости компоненты из смоченных твёрдых веществ Пользовательские модели Модель Описание Назначение Использование User Настраиваемая модель типовой операции Записывает подпрограмму на языке Фортран для расчёта значений исходящего потока на основе значений входящего потока и указанных вами параметров Работает с написанными пользователем подпрограммами на языке Фортран , ограниченными четырьмя входящими и исходящими потоками User2 Настраиваемая модель типовой операции Позволяет использовать в схеме технологического процесса Aspen Plus собственные модели или программное обеспечение Включает в Aspen Plus книги Excel, код Фортран , схемы Aspen Custom Modeler и модели CAPE-OPEN 29 Модель Описание Назначение Использование разработки третьих сторон User3 Настраиваемая модель типовой операции Вызывает предоставляемые пользователем модели открытой формы (EO) Моделирует возможности , отсутствующие в стандартных моделях Aspen Plus, включая старые встроенные модели из RT- Opt, модели Aspen EO из библиотеки моделей PML или модели собственной разработки Hierarchy Иерархическая структура / создание подсхем технологических процессов Предоставляет контейнер для объектов модели Позволяет организовать сложные схемы технологических процессов ( с большим числом типовых операций ), импортировать и экспортировать схемы из действующих моделей или в них , применяя различные методы свойств и списков компонентов Работа со схемой технологического процесса с помощью блоков подсхем (Hierarchy) • Aspen Plus предоставляет способ создания контейнеров для объектов моделирования посредством блоков подсхем Блоки подсхем состоят из : ⇒ Объектов схемы технологического процесса : потоков , типовых операций и других блоков подсхем ⇒ Объектов , не принадлежащих к схеме технологического процесса : спецификаций , калькуляторов и блоков сходимости • На схеме технологического процесса подсхема отображается как один блок ⇒ Структура данных внутри блока подсхемы такая же , как и структура верхнего уровня • В модели может содержаться до 10 вложенных подсхем Подсхемы • Не должно быть одинаковых названий входящих и исходящих потоков в подсхеме и основной схеме технологического процесса • Во всех подсхемах не должно быть одинаковых компонентов • Идентификаторы ( блока , потока , технических условий и т п .) не обязательно должны быть уникальными • Блоки можно перемещать между подсхемами • Содержание блока подсхемы можно экспортировать в отдельную модель для независимой работы • Вы можете объединить блоки подсхемы с помощью функции импорта 30 Схема технологического процесса Блок подсхемы HEAT Альтернативный способ разработки схем технологических процессов • До настоящего времени для графического составления схемы технологического процесса мы использовали окно Process Flowsheet и библиотеку моделей Однако , начиная с версии Aspen Plus 12, реализован диспетчер объектов Flowsheet Section, предоставляющий альтернативный способ создания модели • Диспетчер объектов схемы Flowsheet Section позволяет Вам : ⇒ Создавать , переименовывать , редактировать и удалять части схемы технологического процесса ⇒ Установить текущую секцию и изменить соответствующий ей класс потока ⇒ Определять блоки , входящие в секцию схемы , и соединяющие их потоки Использование диспетчера объектов схемы технологического процесса • Для того , чтобы создать схему технологического процесса с помощью диспетчера объектов Flowsheet Section: ⇒ Укажите для каждого блока название и выберите модель из списка доступных в Aspen Plus типовых операций ⇒ Укажите название каждого потока , подключённого к блоку ( введите новое имя или выберите его из списка ), и укажите порт , к которому подключён поток • Совет : До указания имён потоков , связанных с блоком , вы должны указать имя блока (Block ID) 31 • Номенклатура типов потоков ⇒ Входящие потоки : • F = Поток питающих материалов • HS = Поток тепла • WS = Поток работы ⇒ Исходящие потоки : • P = ( Единый ) Поток продукта • L = Поток жидкого продукта • V = Поток газообразного продукта • WD = Поток фильтрованной воды • HS = Поток тепла • WS = Поток работы • Совет : диспетчер объектов предоставляет быстрый и лёгкий способ изменения имён блоков и потоков Возможности копирования и вставки схемы технологического процесса • Вы можете копировать и вставлять объекты схемы технологического процесса , сохраняя целостность входных данных в формах выбранных объектов : 1. Выделите блок (- и ) и ( или ) поток (- и ) 2. Для того , чтобы сделать копию выделенных объектов , выберите в строке меню Edit/Copy или нажмите правую кнопку мыши и выберите Copy • Или для того , чтобы включить в функцию копирования какие - либо входные данные , такие как компоненты , свойства , проектные характеристики , вычисления и т п ., выберите Edit/Selected • Для копирования объекта с его удалением используйте функцию « вырезать » (Cut) в контекстом меню Выберите Edit/Paste для вставки выбранных объектов ⇒ Если вставляется два или более объекта с одинаковым именем , появляется диалоговое окно Resolve ID Conflicts. До того , как объекты буду помещены на схему технологического процесса , их имена следует изменить • Кроме того , наряду с использованием меню , вы можете использовать комбинации клавиш Ctrl-C для того чтобы скопировать , Ctrl-X для того чтобы вырезать и Ctrl-V для того чтобы вставить объект • Вы можете копировать объекты из одной модели в другую 32 2.2 Модели колонн (RadFrac) В этом разделе Вы научитесь : • вводить минимальный набор параметров , необходимый для расчёта модели ректификационной колонны RadFrac; • использовать спецификации колонны Потарельчатый и посекционный расчёт колонн с помощью RadFrac • Выполняет моделирование следующих процессов , протекающих в жидкой и газообразной фазах : ⇒ Обычная дистилляция ⇒ Абсорбция , в том числе кипячением ⇒ Отгонка , в том числе кипячением ⇒ Азеотропная перегонка ⇒ Реакционная дистилляция • Возможности настройки ⇒ Любое количество потоков питания ⇒ Любое количество боковых погонов ⇒ Общий расход жидкости и флегмы ⇒ Любое число нагревателей ⇒ Любое число отпарных секций Структура модели RadFrac Газообразный дистиллят Верхняя тарелка или тепловая нагрузка конденсатора 1 тарелка Жидкий дистиллят Водный дистиллят ( не обязательно ) Питание Флегма Боковые погоны ( не обязательно ) Циркуляционное орошение Отпарная секция ( стриппинг ) Продукт Возврат Кипячение Отпарка или Тепловая нагрузка кипятильника N- я тарелка Кубовая жидкость Псевдопотоки ( не обязательно ) Тепло ( не обязательно ) Тепло ( не обязательно ) Тепло ( не обязательно ) Тепло ( не обязательно ) Тепло ( не обязательно ) Настройки модели RadFrac • Для установки абсорбера без испарителя или кипятильника установите значение none в поле выбора типа конденсатора и кипятильника на форме RadFrac>Setup> Configuration • В форме RadFrac>Efficiencies можно указать КПД тарелки по Мёрфи или коэффициент парообразования на тарелке или по компоненту • По возможности укажите оценку и конструкцию тарельчатых и насадочных колонн • Если в качестве допустимых фаз выбрана “Vapor-liquid-liquid”, может быть смоделирована вторая жидкая фаза • Можно построить тепловые кривые испарителя и кипятильника 33 Пример модели RadFrac Поток FEED Условия (State variables) P 21.72 bar T 87.8°C Расход потока 453.6 kmol/hr Мольные доли компонентов в потоке (Composition>Mole-Frac) C1 0.26 C2 0.09 C3 0.25 nC4 (C4H10-1) 0.17 nC5 0.11 nC6 0.12 Используйте пакет свойств RKS-BM Колонна COLUMN Number of stages ( число тарелок ) 15 Condenser ( конденсатор ) |