【導(dǎo)讀】當(dāng)工藝過程確定后，就需要通過工藝模擬來對其進(jìn)行解析計算，以便改進(jìn)工藝流程，通常在工藝設(shè)計、開發(fā)中所說的工藝模擬是指利用專業(yè)軟件，在輸。調(diào)整輸入數(shù)據(jù)或流程參數(shù)，使得演算結(jié)果滿足工藝流程設(shè)計的要求。HYPROTECH公司是一家從事計算機(jī)仿真技術(shù)開發(fā)的世界級專業(yè)技術(shù)公。藥、礦冶工業(yè)等多個領(lǐng)域。據(jù)2020年統(tǒng)計，全球50％的石油煉制企業(yè)、90％的天然。目前，HYPROTECH公司已被。美國ASPENTECH公司兼并。測工廠可能發(fā)生的問題等功能。它既可縮短小試、中試等研究時間，又可節(jié)省研究。成本，為工藝的直接放大與提升起到?jīng)Q定性作用。了有效的模擬方式。PRO/II可以用于流程的穩(wěn)態(tài)模擬、物性計算、設(shè)備設(shè)計、裝置。藏氣田在工藝模擬前應(yīng)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實沸點蒸餾實驗由于是在常壓下進(jìn)行，為避免發(fā)生裂解，中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法（見）將其轉(zhuǎn)化為實沸點蒸餾數(shù)據(jù)。餾，所得數(shù)據(jù)以重量分率用圖或表格的形式表示。沸點蒸餾數(shù)據(jù)和相應(yīng)的特性因數(shù)K。

　　

【正文】 esGas的露點在操作條件下（操作壓力 =5500kPa）是否符合管輸?shù)馁|(zhì)量規(guī)定（水露點＜ ℃） （ 1）選擇 Balance圖標(biāo)后，將其命名為 DewPoint，在 Inlet Stream欄選擇 SalesGas流線，Outlet Stream欄輸入新流線 SalesDP； （ 2）點擊 Parameters項，在 Balance Type中選擇 Mole； （ 3）點擊 Worksheet項的 Conditions欄，將 SalesDP流線的 Vapor/Phase Fraction設(shè)為 Pressure輸入 5500kPa，此時 Temperature的值顯示為 ℃＜ ℃，說明經(jīng)加工處理后的干氣 SalesGas在操作條件下符合管輸?shù)馁|(zhì)量規(guī)定。 6）計算干氣 SalesGas的低熱值 （ 1）選擇 Spreadsheet圖標(biāo)后，將其命名為 Lower Heating Value； （ 2）進(jìn)入 Spreadsheet項，根據(jù)表 2310在相應(yīng)的單元格內(nèi)輸入所要求的內(nèi)容； 表 2310 Lower Heating Value中 Spreadsheet項的填 寫內(nèi)容 單元號 填寫內(nèi)容 單元號 填寫內(nèi)容 單元號 填寫內(nèi)容 A1 Component A7 nC4 C6 B1 Mole Fraction A8 iC5 C7 C1 Comp Lower Heat Value(MJ/m3) A9 nC5 C8 D1 Total Lower Heat Value(MJ/m3) A10 C6 C9 A3 C1 A11 C7+ C10 A4 C2 C3 C11 A5 C3 C4 C12 Sales Gas NLHV(MJ/m3) A6 iC4 C5 （ 3）依次將流線 SalesGas組分 C1～ C7+的摩爾分?jǐn)?shù)分別輸出到單元格 B3～ B11； （ 4）依次將公式計算出的流線 SalesGas組分 C1～ C7+的低熱值分別輸出到單元格D3～ D11上； （ 5）通過輸入公式將計算出的流線 SalesGas在 ℃（ ）下的低熱值輸出到單元格 D12上，這樣就得到了干氣 SalesGas的低熱值為 MJ/m3，見下圖。 圖 2312 干氣 SalesGas低熱值的計算結(jié)果 7）在滿足管輸質(zhì)量規(guī)定的前提下使加工處理后的干氣 SalesGas獲得更高的低熱值 上述目的可以通過添加一個調(diào)節(jié)器 Adjust達(dá)到，即由調(diào)節(jié)器自動算出低溫分離器 LTS的溫度（流線 ColdGas的溫度） ℃，從而增加了 SalesGas中重組分的含量，使得干氣的低熱值增加。 8）進(jìn)一步計算脫丙烷塔 Depropanizer的塔盤尺寸（ Tray Sizing） 前面在添加脫丙烷塔 Depropanizer時，其 Condenser Pressure和 Reboiler Pressure兩項都是輸入的估算值，為了更準(zhǔn)確地進(jìn)行模擬，可以運用 Tray Sizing功能進(jìn)行塔盤尺寸的計算，具體步驟如下： （ 1）從公用消耗（ Utility）上選取 Tray Sizing，將其命名為 DEPROP TS； （ 2）點擊 Select TS，在 Flowsheet欄中選取 Depropanizer（ COL1）、 Object欄中選取Main TS； （ 3）點取 Auto Section，在隨即出現(xiàn)的 Auto Section Information中共有 4種塔盤類型：篩板 Sieve、浮閥 Valve、泡罩 Bubble Cap和填料 Packed，默認(rèn)缺省項浮閥 Valve和相應(yīng)的 Area Tolerance、 NFP Diam Factor等值，點擊 Complete Auto Section， HYSYS在脫丙烷塔穩(wěn)態(tài)模擬的基礎(chǔ)上計算塔盤的尺寸； （ 4）激活 Tray Sizing： DEPROP TS上 Design項的 Setup，從 Performance項的 Result欄中查看塔盤計算結(jié)果，在記下其中的主要參數(shù)（見表 2311）后，點擊 Export Pressures鍵，忽略任何可能出現(xiàn)的警告或提示； 表 2311 脫丙烷塔塔 盤計算 Tray Sizing： DEPROP TS的結(jié)果 參數(shù) 計算值 參數(shù) 計算值 Section Diameter m Tray Spacing mm Weir Height mm Total Weir Length mm Max DP/Tray kPa （ 5）進(jìn)入脫丙烷塔內(nèi)部的子流程環(huán)境，雙擊 PFD中的反應(yīng)塔以打開 Main TS，查看Rating項的 Sizing，將表 2311所得的塔盤計算值分別填寫到相應(yīng)的欄目中去，將Internal Type選為 Valve型，然后關(guān)閉 Main TS； （ 6）退出脫丙烷塔的子流程環(huán)境，在 DePropanizer里查看 Parameters項的 Profiles頁，在這里可以看到塔內(nèi)各塊塔盤的運行參數(shù)，注意有一點與表 2311記載的塔盤主要計算結(jié)果不同：脫丙烷塔的總壓降為 34kPa，但表 2311中各塔盤的最大壓降為，即脫丙烷塔容許的最大壓降為 ,為了與表 2311中的塔盤計算結(jié)果相符，刪去 Condenser和 Reboiler目前的壓力值，在第 1塊塔盤 1_Main TS的 Pressure(kPa)欄中輸入 1391，在第 10塊塔盤 10_Main TS的 Pressure(kPa)欄中輸入 1395，這樣脫丙烷塔的總壓降即為 4kPa＜ 。 9）例二的穩(wěn)態(tài)工藝模擬運行完畢，計算結(jié)果見圖 2313。 圖 2313 脫丙烷塔 DePropanizer中 Parameters項的 Profiles頁 倀愀爀愀洀攀琀攀爀猀禘葶倀爀漀昀椀氀攀猀疘 ??ā ? 圖 2314 例二穩(wěn)態(tài)工藝模擬的工作手冊（ Workbook） 在初步完成工藝模擬后，有必要對整個工藝流程 進(jìn)行物料平衡、熱量平衡校核以及相圖分析，以便根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行工藝方案的比選，指導(dǎo)定型設(shè)備和儀表的選型，非定型設(shè)備的工藝計算和管道尺寸計算，完成 PFD和 PID的設(shè)計。下面就以例二的模擬結(jié)果為例，對其進(jìn)行分析和校核。 1）物料平衡校核 物料平衡校核是進(jìn)行工藝設(shè)計和設(shè)備設(shè)計的基礎(chǔ)。物料平衡就是根據(jù)質(zhì)量守衡定律來確定原料和產(chǎn)品之間的定量關(guān)系，對整個反應(yīng)過程、步驟進(jìn)行核算，即進(jìn)入任何過程的物料質(zhì)量，必須等于從該過程離開的物料質(zhì)量與積存于該過程中的物料質(zhì)量之和： 輸入 =輸出 +積存 鑒于大多數(shù)過程均為穩(wěn)定過程（即過程進(jìn)行 中無物料積存），則物料平衡關(guān)系簡化為： 輸入 =輸出 物料平衡的分類按計算對象劃分可分為總物料平衡和某組分物料平衡，按校核范圍劃分可分為系統(tǒng)和設(shè)備的物料平衡。在進(jìn)行物料平衡校核時可采用順程法從原料進(jìn)入系統(tǒng)開始，沿物料走向進(jìn)行校核；也可采用返程法從出口產(chǎn)品開始逆物料流程方向進(jìn)行核算。 通常進(jìn)行物料平衡校核的步驟是： （ 1）明確校核任務(wù)：包括生產(chǎn)規(guī)模，年操作時間，原料、輔助材料及公用系統(tǒng)的規(guī)格，產(chǎn)品質(zhì)量要求及收率等； （ 2）繪制詳細(xì)的工藝流程圖（ PFD）或物料平衡示意圖，并在圖上相應(yīng)的位置上標(biāo)注上主要流線的順序號 ； （ 3）收集相關(guān)數(shù)據(jù)：包括原料、中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品的物性參數(shù)，如密度、粘度等； （ 4）選擇校核基準(zhǔn)：包括原料或產(chǎn)品的流量、能量等。 （ 5）根據(jù)計算結(jié)果列出物料平衡表 例二中全廠總的物料平衡見表 231設(shè)備脫丙烷塔 DePropanizer的物料平衡見表2313。從這兩個表可以看出，其中的物料均達(dá)到了平衡。 ノ仙輤個乨裯句下矺儌 ?儭亄癩犙敇垾輰劆乳幡蠂〉 h蠲 312 表 2312 例二中天然氣處理廠總的物料平衡表 流線名稱 Feed1 Feed2 Mixer Outer SepVap SepLiq CoolGas ColdGas LTSVap LTSLiq SaleGas TowerFeed Ovhd LiquidProd SalesDP 流線描述 原料 1 原料 2 混合器 出口 入口分離器氣相 入口分離器液相 冷卻氣 低溫氣 低溫分離器氣相 低溫分離器液相 銷售氣 脫丙烷塔原料氣 塔頂氣體產(chǎn)品 塔底液體產(chǎn)品 銷售露點氣 Vapor Fraction Temperature(℃） Pressure(kPa) 4100 4100 4100 4100 4100 4030 3960 3960 3960 3890 3960 1391 1395 5520 Mass Flow(kg/h) 6? ℉＇ Pressure(kPa) 4100 4100 4100 4100 4100 4030 3960 3960 3960 3890 3960 1391 1395 5520 Mass Flow(kg/h) 69? Std Gas Flow(Sm3/d) Actual Liquid Flow(m3/h) +00 +00 empty +00 +00 +00 empty +00 empty +00 empty +00 empty Molecular Weight Mass Density(kg/m3) Heat Flow(kJ/h) N2 H2S CO2 C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6 C7+ h蠲 313 1脙價灔塄 ePropanizer 表 2313 脫丙烷塔 DePropanizer的物料平衡表 流線名稱 TowerFeed Reflux To Condenser Boilup To Reboiler Ovhd LiqudProd 流線描述 脫丙烷塔原料氣 塔頂回流 冷凝器入口 重沸蒸氣 重沸器入口 塔頂氣體 產(chǎn)品 塔底液體 產(chǎn)品 Vapor Fraction Temperature(℃） 104金 ℉＇ 104.㈠ .2 Pressure(kPa) 3960 1391 1391 1395 1395 1391 1395 Molar Flow(kgmole/h) Mass Flow(kg/h)