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文檔簡介
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
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