AspenPlus模擬煤氣化合成氨

1、2012.10AspenPlus模擬煤氣化合成氨程燦燦、崔江、杜鑫、張宏宇、張躍強西安交通大學2012.10 由模擬結(jié)果可見，在-30C到5C區(qū)間，氨的冷凝程度變化不是非常顯著，而當溫度超過5C時，氨的冷凝效果顯著下降。故在考慮獲得低溫的能耗情況下，將冷凝溫度設置在0C到5C可以獲得較好的效果。對于一次冷凝的合成氨流程，若要使得合成氨的冷凝率達到97%，則需要確定相應的冷凝塔溫度，使用Aspen的“設計規(guī)定”功能，設置目標產(chǎn)率和變化量如圖，則可以得到模擬結(jié)果：:生；.;.田；.5:生；.;.田；.5;:出；豐-.:.|-|3SetupComponentsPropEiftiesStreamsBl

2、ocksConvergenceFlowsheetingOptDesignSpe匚巒DS-1ions/Define/specFortranDesignspecific-ztionexpressionsSpec:Targdt:T口lerance:DedarationsjCalculatorTransferStreamLibraryBalsnc：巳設計規(guī)定的參數(shù)設置4工15A16土7BiTemperature匚.30.0500.013.81J：8Pressurebar1.00073.000273.000f73.000/aporFrae.1.0001.0000.0001000MoleFlowkmdi/

3、hrS0.000473.797-:40.G09433.189MassFlowkg/hresi.-24512.0666827703830.843-VolumeFlowcum/hr2016.86：11.0561.22541.090EnIhdlpyMMkcalhra.oo3C940-0.623-0.425設計規(guī)定模擬結(jié)果由模擬結(jié)果可知，當循環(huán)回流的冷凝塔溫度在13.8r時，冷凝出口氨的摩爾分數(shù)達到了97%，滿足了設計要求。煤氣化進氣量的分析煤氣化的自熱不足以提供足夠的氣化能量，對于本次模擬，采用富氧空氣法，則必須要選擇氧氣的進料量，以使得最終原料氣的氮氫比接近于1：3，采用AspenPlus的靈敏度

4、分析功能可以輕松實現(xiàn)該過程的模擬，結(jié)果如下：氮、氫摩爾分數(shù)隨進料氧氣的變化曲線由模擬結(jié)果可知：當富氧空氣的氧含量達到55%時，CO變換并最終凈化后的合成氨原料氣的氮氫比達到了1:3，符合合成氨的進料要求，最終可以獲得較高的氨產(chǎn)率。最佳工況的總結(jié)根據(jù)以上的分析，可以總結(jié)出如下的最佳工況：富氧空氣的氧含量55%煤氣化爐的溫度400C煤氣化爐的壓強30bar氨合成塔的溫度550C氨合成塔的壓強270bar氨冷凝塔的溫度14C六、本次模擬的總結(jié)本次模擬，采用AspenPlus11.1軟件，利用其完備的物性數(shù)據(jù)庫和先進的算法，模擬了經(jīng)過簡化的合成氨流程，具體總結(jié)如下：取得的成果初步學習了AspenPlu

5、s，對化工流程模擬有了一定程度的認識。(2)對工業(yè)合成氨的流程成功的進行了簡化，在不影響關鍵參數(shù)的情況下，得到了足夠的可信結(jié)論。對合成氨的整體工藝流程進行了模擬，對于收斂困難的冷凝和回流部分，仔細學習了收斂方法，應用并使得整個流程在規(guī)定的工況下收斂，得到了滿意的模擬結(jié)果。對合成氨的各重要單元，進行了設計規(guī)定和靈敏度分析，通過計算機強大的計算能力，找到了合成氨的幾個關鍵部分的最佳工況參數(shù)。與實際的工業(yè)流程對比，模擬結(jié)果基本相符結(jié)果可信，模擬成功。本次模擬的局限性(1)本次模擬所使用的流程是簡化的流程，對于除塵、除雜、多級冷卻、多級壓縮并沒有設置，而是采用了單級模擬多級的方式。（2）AspenPlus具有強大的熱模塊模擬、間歇反應器模擬、功的分析、精餾模擬等功能，由于單元操作的學習還不深入，加之軟件的學習時間有限，本