基于AspenPlus的常压塔流程模拟与故障诊断
aspen练习题
Aspen练习题一、基础操作类1. 请简述Aspen Plus软件的主要功能及其在化工领域的应用。
2. 如何在Aspen Plus中创建一个新的模拟项目？3. 请列举Aspen Plus中常用的流体包及其适用范围。
4. 在Aspen Plus中，如何设置物料的进口条件？5. 请描述Aspen Plus中流股操作步骤。
6. 如何在Aspen Plus中添加一个新的单元操作？7. 请简述Aspen Plus中单元操作的分类及其作用。
8. 如何在Aspen Plus中设置反应器参数？9. 请列举Aspen Plus中常用的模拟工具及其功能。
10. 如何在Aspen Plus中查看并分析模拟结果？二、流程模拟类1. 请简述Aspen Plus在流程模拟中的优势。
2. 如何在Aspen Plus中建立多级闪蒸过程？3. 请描述Aspen Plus中热集成的方法及其作用。
4. 如何在Aspen Plus中模拟换热器网络？5. 请简述Aspen Plus中精馏塔的模拟步骤。
6. 如何在Aspen Plus中模拟吸收塔？7. 请描述Aspen Plus中多相流动的模拟方法。
8. 如何在Aspen Plus中模拟气体净化过程？9. 请简述Aspen Plus在流体输送模拟中的应用。
10. 如何在Aspen Plus中模拟化学反应过程？三、参数优化类1. 请简述Aspen Plus中参数优化的目的。
2. 如何在Aspen Plus中设置优化目标？3. 请列举Aspen Plus中常用的优化算法。
4. 如何在Aspen Plus中设置优化约束？5. 请描述Aspen Plus中参数优化步骤。
6. 如何在Aspen Plus中分析优化结果？7. 请简述Aspen Plus中敏感性分析的方法及其作用。
8. 如何在Aspen Plus中进行参数敏感性分析？9. 请描述Aspen Plus中多目标优化的方法。
10. 如何在Aspen Plus中实现多目标优化？四、数据管理类1. 请简述Aspen Plus中数据管理的重要性。
基于AspenPlus和AspenDynamics的常减压装置流程模拟
基于Aspen Plus和Aspen Dynamics的常减压装置流程模拟摘要本文以某厂常减压蒸馏装置为基础，以某厂常减压装置工艺技术规程上的油品性质数据和工艺条件参数为依据，在Aspen Plus流程模拟软件平台上建立常减压塔装置的仿真模型，并进行调试使其收敛后得到仿真结果，得到较为精确的稳态模拟仿真模型。
模拟结果发现，除个别数值有偏差外，初馏塔、常压塔以及减压塔的大部分数据与某厂实测数据偏差极小，整个装置运行稳定，稳态模拟比较成功，这也为后来的动态模拟打下了基础。
在完成稳态模拟后，根据操作规程对装置进行规格参数输入，输入塔高以及直径等数据后，将整个装置转至Aspen Dynamics进行动态模拟。
在动态模拟中根据装置的实际情况对其进行控制器的添加，完成控制器的设置后将整个控制程序初始化并运行。
观察每个模型每股物流的运行数据变化情况，发现整个装置运行相对稳定，动态模拟取得了成功。
在整个装置各个部分运行稳定的基础上，根据某厂常减压装置的实测数据，对整个装置的原油进料量根据时间进行变化，观察各个装置的运行情况，以及模拟数据的改变情况。
模拟结果发现当原油进料量发生改变时，整个装置的初馏塔、常压塔以及减压塔部分的数据结果均发生了不同程度的变化，这也使得整个动态模拟数据更加接近实际值，整个动态模拟情况更加接近工厂装置的真实运行情况。
本次流程模拟稳态模拟和动态模拟都取得了成功，模拟出的数据真实有效，对于复现某厂常减压装置的运行过程具有重大意义。
本研究也对整个装置的能耗与经济效益进行了分析，对以后装置的经济能耗优化提供了可能性；本研究也对Aspen Plus与Excel的连接进行了探究，使Aspen Plus与其他软件的互联成为了可能。
关键词：Aspen Plus，Aspen Dynamics，常减压装置，流程模拟Process simulation of atmospheric and vacuum distillation unit based on Aspen Plus and Aspen DynamicsABSTRACTIn this thesis, based on the atmospheric and vacuum distillation unit in a plant, the oil property data and process condition parameters in the process specification of atmospheric and vacuum unit in a plant are used as the basis, and the simulation model of atmospheric and vacuum tower unit is established on Aspen Plus process simulation software platform. After debugging, the simulation results are obtained after convergence, and a more accurate steady-state simulation model is obtained. The simulation results show that most of the data of the primary distillation tower, atmospheric pressure tower and pressure reducing tower have little deviation from the measured data of a certain plant, the whole unit runs stably and the steady-state simulation is relatively successful, which also lays a foundation for the later dynamic simulation.After the completion of the steady-state simulation, the specification parameters of the device are input according to the operation procedures, and the tower height and diameter data are input, the whole device is transferred to Aspen Dynamics for dynamic simulation. In the dynamic simulation, the controller is added according to the actual situation of the device. After the controller is set, the whole control program is initialized and run. By observing the operation data of each model, it is found that the operation of the whole device is relatively stable and the dynamic simulation is successful.On the basis of stable operation of each part of the whole unit, according to the measured data of atmospheric and vacuum unit in a certain plant, the crude oil feeding amount of the whole unit changes according to time, and the operation of each unit is observed, as well as the change of simulation data. Thesimulation results show that when the crude oil feed quantity changes, the data results of the primary distillation tower, atmospheric pressure tower and pressure reducing tower of the whole unit have changed in varying degrees, which also makes the whole dynamic simulation data closer to the actual value and the whole dynamic simulation situation closer to the real operation of the plant.The steady-state simulation and dynamic simulation of this process have been successful, and the simulated data are real and effective, which is of great significance for the recurrence of the operation process of atmospheric and vacuum distillation unit in a plant. This study also analyzes the energy consumption and economic benefits of the whole device, and provides the possibility for the optimization of the economic energy consumption of the device in the future; this study also explores the connection between Aspen Plus and excel, making the interconnection between Aspen Plus and other software possible.KEYWORDS: Aspen Plus, Aspen Dynamics, Atmospheric and vacuum unit, Process simulation目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1绪论 (1)1.1课题的研究背景及意义 (1)1.2化工流程模拟技术 (1)1.3流程模拟的应用 (2)1.4流程模拟在常减压装置中的应用 (3)1.5本文结构介绍 (3)2常减压装置的工艺流程 (5)2.1常减压装置在原油加工中的地位 (5)2.2常减压装置的原理 (5)2.3流程模拟软件算法原理 (6)2.3.1稳态模拟 (6)2.3.2动态模拟 (9)2.4常减压装置的工艺流程 (10)2.5小结 (11)3常减压装置的稳态模拟 (13)3.1建立整个装置模型 (13)3.1.1原油虚拟组分切割 (13)3.1.2装置模型选型 (15)3.2物料连接 (23)3.2.1 物流连接说明 (23)3.2.2 模型组态 (24)3.3数据输入与选项设置 (35)3.3.1初馏塔数据 (35)3.3.2常压塔数据 (37)3.3.3减压塔数据 (42)3.3.4原油进料数据 (49)3.3.5加热器、冷凝器与空冷器数据 (49)3.3.6泵数据 (50)3.3.7调节阀数据 (51)3.3.8分离罐数据 (51)3.3.9分离器数据 (52)3.4装置收敛调试 (53)3.4.1选择收敛方法 (55)3.4.2调节塔本身迭代次数与公差 (55)3.4.3调节整个装置迭代次数 (56)3.4.4设置撕裂物流 (56)3.4.5调节蒸汽汽提量 (58)3.4.6调节中段回流量 (58)VI3.5稳态模拟的模拟结果与数据分析 (59)3.5.1初馏塔部分 (59)3.5.2常压塔部分 (59)3.5.3减压塔部分 (60)3.6小结 (61)4常减压装置的动态模拟 (63)4.1Aspen Plus动态参数设置 (63)4.1.1初馏塔规格输入 (63)4.1.2常压塔规格输入 (65)4.1.3减压塔规格输入 (67)4.1.4其他模型规格修改 (69)4.2Aspen Dynamics控制器设置 (71)4.2.1转至Aspen Dynamics (71)4.2.2初馏塔控制器设置与调试 (73)4.2.3常压塔控制器设置与调试 (79)4.2.4减压塔控制器设置与调试 (82)4.3动态模拟的收敛调试 (84)4.4动态模拟结果与数据分析 (90)4.4.1初馏塔部分 (90)4.4.2常压塔部分 (95)4.4.3减压塔部分 (100)VII4.5小结 (109)5流程模拟的应用与扩展 (111)5.1稳态模拟结果与Excel的连接 (111)5.2稳态模拟结果经济能耗分析 (115)5.3小结 (118)6总结 (119)参考文献 (121)致谢 (126)VIII1绪论1.1课题的研究背景及意义石油炼制工程是需要消耗高能源的工程，它所消耗的能量占全国工业总能耗中的绝大部分比例。
应用ASPENPLUS建立常减压装置的模拟系统(2)
常一线航煤 常二线柴油
"6)$ 5*
#’6) *"/
5%*
从表 ! ， /， #， % 看出， ! 计算的塔的回流比为
#6)，与实际的回流比 #6$ 相近； " 计算的产品航
煤、 柴油的馏程分布与标定值基本一致， 常顶油稍 低， 航煤密度为 "6))$ ， 不小于 "6))%8 见表 *9； 闪点 为 #’6) 2 ， 不小于 /$ 2 ； 冰点 5%* 2 ； 常二线柴油 凝固点为 5* 2 ， 介于 "75) 2 之间； 闪点为 *"/ 2 ， 不小于 ’) 2。 从以上数据分析看， 侧线产品指标均 能满足要求。 航煤抽出量为 !) /%" +3 - > ， 标定值为 相对误差 *6# & ， 抽出 /1 ")" +3 - >， 标 !) )’’ +3 - >， 定量 /) )!#+3 - > ， 相对误差 "6$ & ； # ?@<AB <CD@ 还可以做出塔内汽液负荷分布、塔板温度分布图 等， 为生产提供指导 =见图 !、 /。
图 # 常压塔板温度分布
" 生产方案改变的模拟计算
随着市场需求或季节的变化，大庆石化分公 司炼油厂一套常减压装置从航煤生产切换到生产 高煤方案， 生产相应地需要进行调整， 如降一中量 等。利用这套模型， 根据高煤生产方案的产品质量 要求，调整模型中产品规定的范围及相关的独立 变量， 可以很快得出高煤生产方案下的工艺参数，
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(完整版)Aspenplus模拟甲醇、水精馏塔设计详细说明书
Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：24500吨精甲醇/年；原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品组成：塔顶甲醇质量分率≥94%w；塔底甲醇质量分率 1 %w；进料温度：350.5K；塔顶压力常压；进料状态饱和液体。
二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并绘制塔设备图，并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；(3).回流比R；(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷；(5).塔内构件塔板或填料的设计。
三、分析及模拟流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。
内容:(1)生产能力:一年按300天计算，进料流量为24500/（300*24）=3.40278 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品:塔顶甲醇≥94%w；塔底甲醇《1% w。
(3).温度及压降：进料温度：77.35摄氏度=350.5K；2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。
3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。
方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线（N T-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。
4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。
方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。
5. 塔板设计目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。
马后炮化工微课堂-AspenPlus基础培训-塔设备单元
对塔出口和进口的物料进行化学分析，判断是否存在化学反应 异常等故障。
塔设备单元故障处理措施
01
清洗塔板
对于液泛、漏液、雾沫夹带等故 障，可以采取清洗塔板的方法，
去除塔板上的积垢和杂质。
03
调整操作参数
通过调整操作参数，如温度、压 力、流量等，改善塔的操作状态
软件应用领域
化工流程模拟
Aspen Plus软件广泛应用于化工流程 模拟，帮助用户了解和优化化工过程。
设备选型
Aspen Plus软件可辅助用户进行设备 选型，根据模拟结果选择合适的设备
和参数。
工艺设计
Aspen Plus软件可用于工艺设计，通 过模拟和优化帮助用户制定更加合理 和高效的工艺方案。
专家系统
集成专家知识和经验，为塔设备的优化提供 决策支持。
05
塔设备单元的故障诊断与处 理
塔设备单元常见故障类型
液泛
由于液体在塔板上的积累，导致气体通道被堵塞，使得气体无法正常通过塔板。
漏液
由于塔板上的液体分布不均或液体流量过大，导致液体从塔板缝隙漏下。
雾沫夹带
气体通过塔板时携带液滴，导致液滴在塔板间传递，影响分离效果。
对选定的塔设备单元进行实际安装和调试，确保 其性能和生产效率达到预期要求。
感谢您的观看
THANKS
02
根据需要设置塔设备的操作条件，如进料温度、出料温度、操作压力 等。
03
根据需要设置塔设备的控制系统，包括控制变量和被控变量，以及控 制策略和算法等。
04
还需要设置塔设备的性能评估指标，如分离效率、处理能力等，以便 对塔设备的性能进行评估和优化。
ASPEN+Plus在工业精馏塔故障诊断与参数寻优中的应用
２００５年第２４卷第８期化工进展ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ·９３５·ＡＳＰＥＮＰｌｕｓ在工业精馏塔故障诊断与参数寻优中的应用孙巍１李琳２陈晓春１（１北京化工大学化工学院，北京１０００２９；２中国石油吉林分公司，吉林１３２０２１）摘要通过在生产实践中应用ＡＳＰＥＮＰｌｕｓ软件模拟实际生产过程，对实际操作中可能存在的故障进行了诊断；在系列化过程模拟与优化的基础上，以理论计算为指导，针对性地提出了操作参数调整方案及精馏塔内构件的雏护策略。
实际运行结果表明，以最小的成本投入获得了最佳改造效果，故障诊断与参数寻优是成功的。
关键词ＡｓＰＥＮＰｌｕｓ；模拟计算；故障诊断；参数寻优；精馏操作中图分类号ＴＱ０２１．８文献标识码Ａ文章编号１０００一６６１３（２００５）０８一０９３５一０３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＳＰＥＮＰｌｕｓｏｎｔｈｅＯｐｅｒａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎＣｏｌｕｍｎＳ“以Ｔ－０ｉ１，ＬｉＬｉ７２２，Ｃ＾ＰｎＸｉ口Ｄｃ＾“，２１（１Ｂ蜘ｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９；２ＪｉｌｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｊｉｌｉｎ１３２０２１）ＡｂｓｔｍｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＳＰＥＮＰｌｕｓｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｓｓｕｉｔａｂｌｙｒｅａｓｏｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｇｉｖｅｓｔｈｅｃｈｏｉｃｅｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔａｂｉｌｉｚｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｔｗｉｔｈｏｕｔｅｘｔｒａｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｎｈａｒｄｗａｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡＳＰＥＮＰｌｕｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｃＯｌｕｍｎＡＳＰＥＮＰｌｕｓ是美国ＡＳＰＥＮ技术公司开发的，具有准确单元操作模型和最新计算方法的大型化工模拟软件。
基于AspenPlus的常压蒸馏装置流程优化
第36卷增刊2009年北京化工大学学报(自然科学版)Jour nal of Beijing U niversity of Chemical T echnolog y (N atural Science)V ol.36,Sup.2009基于Aspen Plus 的常压蒸馏装置流程优化张 哲 卢 涛*(北京化工大学机电工程学院,北京 100029)摘 要:为增加年综合收益,应用流程模拟软件Aspen Plus 对某厂一套常压蒸馏装置进行流程优化。
在流程模拟的基础上,给定约束条件,优化决策变量,建立了以年综合收益最大为目标函数的优化模型,并在Aspen Plus 平台上进行二次开发,对优化模型进行了求解,获得了良好的优化结果,详细分析了产品收益与泵动力消耗、加热和冷却负荷以及蒸汽消耗等成本对年综合收益的贡献率及影响。
最终得到了年综合收益最大化下的各工艺参数。
关键词:Aspen Plus;流程优化;常压蒸馏;年收益中图分类号:T K 065收稿日期:2008 10 06第一作者:男,1983年生,硕士生*通讯联系人E mail:likesurg e@引 言随着市场竞争日益激烈和原油价格的上浮,如何采用信息化技术实现常减压蒸馏装置的全流程模拟与优化,以提高经济效益,越来越受到人们的关注[1 2]。
目前Aspen Plus 是广泛应用于化工流程开发和设计的大型流程模拟与优化软件[3 4],采用这项信息化技术可以有效的实现化工工艺全流程的模拟与优化。
魏忠[5]主要采用PRO/ 模拟软件对常减压蒸馏装置的热力学模型进行讨论及对精馏塔进行物料及热量的衡算,但缺乏操作参数对于整个系统影响的分析,邹桂娟[6]用Aspen Plus 建立了常减压装置的模拟系统,但没有在流程模拟的基础上进行二次开发来满足进一步的工艺要求。
本文以某炼油厂一套常压装置为研究对象,在Aspen Plus 11 1平台上编写计算年综合收益的Fortran 程序,选用常压塔汽提蒸汽流量为优化变量,以常压塔各产品的恩氏蒸馏温度为约束条件,使得常压蒸馏装置的年综合收益最大。
ASPEN PLUS模拟常压塔装置设计优化
ｎｄ ａ ｆ ａ ｃ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｇ ａ ｖ ｅ ａ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ— － ｓ ｏ ｌ ｖ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｌ ａ ａ ｇ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ａ ｔ ｍｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｉ ｒ ｃ ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｔ ａ ｃ ｔ ｕ ｌ ａ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｓ、 ｒ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｍａ ｓ ｓ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
调整 。
闪点（ 闭口） ／ ℃ 酸值／ （ ｍ ｇ Ｋ Ｏ Ｈ ／ ｇ ） 含蜡／ ％（ ｍ ／ ｍ）
盐 含 量／（ ｍＳ Ｎ ａ ｃ ｌ ／ Ｌ ）
７ ０ ． １ ８ １ １ ． ０ ７
０ ． ３ ０ ７ ． ０ ６ ２ ． ９ ７ ５
３ ． ３ ３
２ ０ １ ３ ． ５
８ ５ ２ ． ０ ３ ４ ． ６ ２ ２ ． ２ １ ３ Ｏ
馏程／ ℃
初馏 １ ０ ０ ｌ ２ Ｏ １ ４ ０
Ｖ ％
１ ０ ３ ０ ３ ． Ｏ ５ ． ６
键在于它重要的分离设备一常压塔的设计 。为了能
够快速、 准确 、 经济并且安全地制定 出比较合理的控 制方案 ， 从而最大程度地减轻生产调整对操作系统 的影响 ， 可 以用模拟代替实 际生产中的反复摸索 和
Ｌ Ｉ Ｕ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ— ｊ ｕ ｎ
（ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｌ ｉ ａ ｏ ｈ ｅ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｐ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ １ ２ ４ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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１ 工艺流程及工艺参数 某公司 ３Ｍｔ／ａ常减压蒸馏装置，以加工海洋
原油为主，在运行期间存在常压塔压力降增加问 题。常压蒸馏装置工艺流程示意见图 １。装置主 要产品：常顶油气、常一线、常二线、常三线以及常 底油，采用常一中和常二中两端回流控制侧线温 度。常压塔精馏段设置 ５４层塔盘，提馏段设置 ６ 层塔盘，常一汽提段设 ８层浮阀塔盘，常二、常三 汽提段各设 ６层浮阀塔盘。
工况 Ａ 工况 Ｂ
５８．７ １７９．５ ２０９．２ ２０４．０
５８．７ １７９．８ １９７．０
－
４４．１ １１５．６ ３４．６ ２１２．２ １０８．０ ２０９．１ ２７９．２ ２７３．１ ２５６．２ ３２３．４ １１４．４ ２９５．７ ２４９．０ ２０４．３
２４．０ １１４．０
－ ２２４．０
－ － ２６７．０ － － ３３４．０ － － ２５０．０ １８７．０
工况 Ｂ ２９９．０ ２２１．０ ６２．０ ３６１．０ ３５５．０
工况 Ｃ ３０３．０ ２２７．０ ８１．０ ３６１．０ ３５６．０
２ 常压塔流程模拟 物性方法的选择是流程模拟计算结果准确程
度的关键，模拟原油蒸馏过程，ＢＫ１０法能得到很 好的 模 拟 结 果，它 比 更 复 杂 的 ＣＨＡＯＳＥＡ 和 ＧＲＡＹＳＯＮ法计算速度快［６］。
关键词：ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；模拟；水力学；开孔率；故障诊断
常减压蒸馏是原油加工的第一道工序，其原 油处理能力、产品质量和操作状况对下游装置的 生产及石化企业的总体经济效益有直接影响 。 ［１３］ ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ工艺流程模拟软件用于常压蒸馏装置 工艺模拟计算，计算结果比较符合生产实际，可以 通过模拟实际生产过程，对实际操作中存在的故 障进行诊断 。 ［４５］
根据 ＤＣＳ（分布式控制系统）监测数据、生产 日报表和内操记录表数据，采集常压塔 ３种不同 工况下的物料平衡和工艺操作数据。常压塔物料 平衡计算见表 １，主要工艺操作数据见表 ２。
表 １ ３种工况下常压塔物料平衡
项 目
工况 Ａ 工况 Ｂ 工况 Ｃ
入口
原油流量 ／（ｔ·ｈ－１）
２９１．６８６ ２９７．６１１ ２８２．０００
工况 Ｃ
５８．７ ２００．０ ２０８．３
－
３５．０ １１８．０
－ ２２８．０
－ － ２６４．０ － － ３４４．０ － － ２５０．０ １９４．０
项 目 常二中抽出温度 ／℃ 常二中返塔温度 ／℃ 进料段压力 ／ｋＰａ 进料段温度 ／℃ 塔底温度 ／℃
续表 ２
工况 Ａ ２９２．３ ２２７．０ ６６．４ ３５９．７ ３５２．８
第 １期
董 健等．基于 ＡｓｐｅｎＰｌｕ ｓ的 常压塔流程模拟与故障诊断
监测与检测
开孔率进行了塔板水力学计算。为保证软件模拟 准确度，采集了 ３种不同工况下的基础数据，分别 为正常工况加工绥中原油（工况 Ａ）、非正常工况 加工绥中原油（工况 Ｂ）、非正常工况加工绥中和 锦州原油（工况 Ｃ）。其中工况 Ａ、工况 Ｂ和工况 Ｃ的常压塔顶和进料段压力降分别为 ２２．３ｋＰａ， ３８ｋＰａ及 ４６ｋＰａ。
图 １ 常压蒸馏装置工艺流程示意
为诊断常压塔压力降增加问题，采用 Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ软件对常压塔进行物料平衡计算和常压塔负 收稿日期：２０１８０８２９；修回日期：２０１８１０２６。
作者简介：董健（１９８６—），工程师，学士，从事设备防腐蚀及
荷计算，并根据常压塔现有设备尺寸参数及塔盘
节能减排工作。Ｅｍａｉｌ：ｄｏｎｇｊｉａｎ＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎ ４２
含油污水流量 ／（ｔ·ｈ－１）
４．００４ ４．３８９ ３．４００
常顶油流量 ／（ｔ·ｈ－１） 常一线流量 ／（ｔ·ｈ－１）
５．８２２ ２３．９２
５．７７４ ７．６８０ ２５．６２５ ２５．４００
常二线流量 ／（ｔ·ｈ－１）
１６．０３ １４．３７ １５．８０
常三线流量 ／（ｔ·ｈ－１）
２．５
监测与检测
石油化工腐蚀与防护 ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲ ＯＴ ＥＣＴＩＯＮＩＮＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１９年第 ３６卷 第 １期
引用格式：董健，马方义，潘岩，等．基于 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ的常压塔流程模拟与故障诊断［Ｊ］．石油化工腐蚀与防护，２０１９，３６（１）：４２４７． ＤＯＮＧＪｉａｎ，ＭＡＦａｎｇｙｉ，ＰＡＮＹａｎ，ｅｔａｌ．ＰｒｏｃｅｓｓＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＴｏｗｅｒ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２０１９，３６（１）：４２４７．
２．５
３．２
常底油流量 ／（ｔ·ｈ－１）
２４３．３３３ ２４９．２５３ ２２９．８４０
合计流量 ／（ｔ·ｈ－１）
２９５．７０７ ３０２．０１７ ２８２．０００
损失 ／（ｔ·ｈ－１）
０．２０７５５６ ０．０００２６１
表 ２ 主要工艺操作数据
项 目 闪蒸塔 塔顶压力 ／ｋＰａ 塔顶温度 ／℃ 进料温度 ／℃ 塔底温度 ／℃ 常压塔 塔顶压力 ／ｋＰａ 塔顶温度 ／℃ 回流温度 ／℃ 常一线抽出温度 ／℃ 常一线返塔温度 ／℃ 常一线产品温度 ／℃ 常二线抽出温度 ／℃ 常二线返塔温度 ／℃ 常二线产品温度 ／℃ 常三线抽出温度 ／℃ 常三线返塔温度 ／℃ 常三线产品温度 ／℃ 常一中抽出温度 ／℃ 常一中返塔温度 ／℃
基于 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ的常压塔流程模拟与故障诊断
董 健，马方义，潘 岩，孙文刚，郭 凯
（中海油炼油化工科学研究院，山东 青岛 ２６６５００）
摘要：利用 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件对常压塔进行流程模拟，分别采集了 ３种不同工况下的工艺参数， 对常压塔进行气液相负荷和塔板水力学核算。根据压力降情况，计算了塔板的实际开孔率，与现 场调查情况基本一致。
闪顶气流量 ／（ｔ·ｈ－１）
０．０１３７ ０．０１４０
常二线汽提蒸汽流量／（ｔ·ｈ－１） ０．８１５ ０．４９２
塔底汽提蒸汽流量／（ｔ·ｈ－１） ３．４
３．９
３．４
合计流量 ／（ｔ·ｈ－１）
２９５．９１５ ３０２．０１７ ２８５．４００
出口
常顶瓦斯流量（ｍ３·ｈ－１） ７４．４５６ ７６．４５４ ６１．４９０