化工仿真模拟过程系统操作要点-PPT资料
化工仿真模拟过程系统操作程序
化工仿真模拟过程系统操作程序1. 引言化工仿真模拟是一种重要的工具，可用于设计、优化和操作化工过程。
通过模拟和评估不同的工艺操作方案，可以提高工艺的效率、可靠性和安全性。
在化工仿真模拟中，系统操作程序是一个关键环节，它指导操作员在实际生产中如何操作和控制化工生产过程。
本文档将介绍化工仿真模拟过程中的系统操作程序要点，并提供一些常见的操作指南和注意事项。
2. 系统操作程序要点• 2.1 系统概述在编写系统操作程序之前，需要对化工仿真模拟过程系统有一个整体的了解。
了解系统的主要组成部分、各个组件的功能和相互关系，以及系统的运行原理和特点，这对编写操作程序非常重要。
• 2.2 操作流程设计在设计系统操作程序时，需要根据实际情况确定操作流程。
操作流程应该清晰明确，包括启动、运行和停止等过程。
流程设计需要考虑到不同的操作情境和可能的故障情况，灵活性和安全性是流程设计的重要考虑因素。
• 2.3 操作指南编写操作指南是操作程序的核心内容，它指导操作员进行具体的操作和控制步骤。
操作指南应该包括启动和停止系统的操作步骤，不同操作模式的转换和切换步骤，以及常见故障的处理方法和应急措施等内容。
操作指南的编写需要考虑到操作员的实际工作和操作经验，尽可能简明扼要。
• 2.4 错误处理和故障排除在化工仿真模拟过程中，可能会出现各种错误和故障，操作程序应该包含相应的错误处理和故障排除方法。
操作员在操作过程中遇到故障时，应该能够迅速判断故障类型并采取相应的措施进行排除。
特别是对于一些可能引起安全风险的故障情况，操作程序应该给予明确的处理步骤和注意事项。
• 2.5 安全和环保考虑在编写操作程序时，安全和环保是非常重要的考虑因素。
操作程序应该提供相关的安全和环保指导，包括操作员的个人防护措施、有害物质的处理方法、事故处理和紧急撤离等内容。
操作程序还应该明确规定遵循的相关法规和标准，以确保操作的安全和环保性。
3. 操作程序示例3.1 启动系统操作指南1.打开操作面板电源开关；2.启动系统主电源；3.检查系统各个组件的连接状态和运行情况；4.检查系统仪表的读数是否正常；5.按照启动流程依次进行相应的操作步骤；6.监控系统的运行状态，确保系统正常运行。
化工流程模拟实训：Aspen Plus教程 第10章工艺流程模拟课件
PPT学习交流
1
目录
• 10.1 带循环的工艺流程 • 10.2 工艺流程模拟
PPT学习交流
2
10.1 带循环的工艺流程模拟
化工流程中的循环回路
大多数化工流程模拟都存在循环回路，存在两种循环： • 组分循环（循环质量和能量） • 热量循环（仅仅循环能量）
Purge
Product
主流程处理顺序
S9
S10
U7
S1
S2
S3
S4
S6
S7
S8
U1
U2
U3
U4
U5
U6
S5
R1
Recycle Stream Guessed R1 S3 S4 S6
Calculation Sequence U1，(U2，U3，U4，U5)，U6 U1，(U3，U4，U5 ，U2)，U6 U1，(U4，U5 ，U2，U3)，U6 U1，(U5 ，U2，U3，U4)，U6
PPT学习交流
11
10.1 带循环的工艺流程模拟
撕裂流与计算顺序的关系
在默认状态下，Aspen总是取撕裂流数为最小 时的计算顺序
最小切断物流数时的计算顺序并不一定是最佳 的计算顺序
PPT学习交流
12
10.1 带循环的工艺流程模拟
循环工艺流程
PPT学习交流
13
10.1 带循环的工艺流程模拟
循环回路流程模拟的解决方法
PPT学习交流
19
10.1 带循环的工艺流程模拟
• 输入物流FEED1和FEED2进料条件，模块DIST1 和DIST2参数，运行模拟，控制面板显示错误，流 程不收敛。 在 Control Panel （ 控 制 面 板 ） 中 的 “Flowsheet Analysis（流程分析）”页面查看 默认撕裂流为RECY-H2O、RECYCLE。
化工仿真模拟过程系统操作要点共20页
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
第三章化工过程系统动态模拟与分析ppt课件
N j
Rj (H j ),
j 1,2,...,N。
(3- 21)
其中，T、Tf分别代表反应区内和加料混合物的温度； U表示反应液体与冷却剂之间热交换的总传热系数；
A表示反应液体与冷却剂之间的总传热面；
Tc表示冷却剂平均温度； 、Cp分别代表反应混合物的平均密度与比热容； （－Hj）表示第j个反应的热效应； Rj表示第j个反应的速率； Ri表示因化学反应引起的第i个组分浓度的变化速率
排液量与时间的变化关系为：
kt
Fo ((kH 0 - Fi )e A Fi )
-0.7
H
-0.5
0 1
0
5
10
15
20
25
Time
图3-2. 搅拌罐中液位高度随时间的变化关系图
例3－2：搅拌槽内含盐量的动态模型
初始情况是槽内盛有V0的水，把浓度为Ci的盐水以恒 定流量Fi加入槽内，与此同时完全混合后的盐水以恒定 流量Fo排放，试求槽内盐水浓度C的变化规律。
其中u、u0 分别代表任一时刻和起始时刻的状态向量， μ代表未知而且待估计的参数向量。
• 模型参数估计就是为了确定参数向量µ的最优值，使限制 下的解最大限度地逼近已采集到的状态变量在不同时刻的
离散数据。
NM
Min F
i
(uid, j uic, j )2 f ( )
j
其中 F称为最优化的目标函数，或评价函数。 udi,j代表第i个状态变量在j时刻的采集数据。 uci,j代表第i个状态变量在j时刻的模型计算值，即在j
• i组分质量守恒
V
dci dt
F (ci, f
ci ) VRi ,
i 1,2,...,M。(3- 20)
化工仿真模拟过程系统操作程序PPT(19张)
复杂的工艺过程往往仅靠一个操作点无法实施操作控制，而 需要两个或两个以上操作点相互配合才能稳定工况。这种操作称 为关联类操作。
过程系统操作要点
先低负荷开车达正常工况，然后缓慢提升负荷
先低负荷开车达正常工况，然后缓慢提升负荷。无 论对于动设备或者静设备，无论对于单个设备或者整 个流程，这都是一条开车的基本安全规则。如电力驱 动的设备，突发性加载会产生强大的瞬间冲击电流， 容易烧坏电机。容器或设备的承压过程是一个渐进的 过程，应力不均衡，就会造成局部损伤。设备对温度 变化的热胀冷缩系数不一致，局部受热或受冷过猛， 也会因为热胀冷缩不一致而损坏设备。
过程系统操作要点
首先了解变量的上下限
先考察调节器和指示仪表的上下限。这是变量最大的显示范 围。在仪表上下限以内，变量的报警还进一步划分为高限（Ｈ） 和高高限（ＨＨ）、低限（Ｌ）和低低限（ＬＬ）。其含义是给 出两个危险界限，若超第一个界限先警告一次提醒注意，若超第 二个界限则必须立即加以处理。
还应了解各变量在正常工况时允许波动的上下范围。这个范 围比报警限要小。不同的装置不同的变量这个范围要求可能有较 大的区别。例如，除计量之外一般对液位的波动范围要求不高。 然而有些变量的变化对产品质量非常敏感，则限制很严格。例如， 脱丁烷塔灵敏板温度变化零点几度对全塔的工况都有明显的影响。
过程系统操作要点
了解物料的性质
化工过程的物料种类繁多，性质各异。了解物料的性质，对于 深入理解操作规程、安全运行化工装置和事故处理都有重要意义。 例如，65t/h锅炉装置内带有潜热、处于高压的水，一旦减压就会 迅速汽化，体积扩大约10倍。其爆炸威力不亚于TNT炸药。间歇反 应中的二硫化碳具有流动性好、容易挥发、容易燃烧等特点，其 密度比水大且不溶于水，因此存贮时用冷水作水封既能防止挥发 又能起冷却作用。二硫化碳引发超压爆炸事故的主要原因是，此 种物料随温度上升其饱和蒸汽压迅速上升。
化工仿真实习：化工过程操作要点
化工仿真实习：化工过程操作要点化工过程操作要点仿真训练可以使同学们在短时期内积累较多化工过程操作经验。
这些经验还能反映理论联系实际和分析问题解决问题的综合水平。
根据跟踪几十所大学使用本仿真实习软件的调查结果，发现在一些共性问题上学员容易概念不清或不知如何思考。
针对这些问题特总结出如下化工过程操作要点供师生们参考。
不同的要点体现在各仿真实习软件之中，本节通过举例给出了简要提示，读者可参考这些要点在仿真实习过程中触类旁通。
1、熟悉工艺流程，熟悉操作设备，熟悉控制系统，熟悉开车规程虽然是仿真实习，也必须在动手开车之前达到“四熟悉”。
这是运行复杂化工过程之前应当牢记的一项原则。
熟悉工艺流程的快速入门方法是读懂带指示仪表和控制点的工艺流程图。
本仿真软件的流程图画面已非常接近这种工艺流程图。
工程设计中称此图为 P&ID。
还应当记住开车达到正常设计工况后各重要参数，如压力 P、流量 F、液位 L、温度 T、分析检测变量 A，例如组成成分、百分浓度等具体的量化数值。
若有条件了解真实系统，应当对照 P&ID 图确认设备的空间位置、管路的走向、管道的直径、阀门的位置、检测点和控制点的位置等。
有可能还应进一步了解设备内部的结构。
操作设备是开车时所涉及的所有控制室和现场的手动和自动执行机构，如控制室的调节器、遥控阀门（操作器）、电开关、事故联锁开关等。
现场的快开阀门、手动可调阀门、烟道挡板、调节阀、电开关等。
仿真开车过程中要频繁使用这些操作设备，因此必须熟悉有关操作设备的位号，在流程中的位置、功能和所起的作用。
自动控制系统在化工过程中所起的作用越来越大。
为了维持平稳生产、提高产品质量、确保安全生产，自动控制系统在化工过程中已成为重要组成部分。
如果不了解自动控制系统的作用原理及使用方法，就无法实施开车。
开车规程通常是在总结大量实践经验的基础上，考虑到生产安全、节能、环保等多方面的因素而提出的规范。
这些规范体现在本软件的开车步骤与相关的说明中。
化工模拟软件的使用ppt课件
VS
详细描述
化工模拟软件能够模拟热量和质量的传递 过程，包括传热、传质、扩散等，帮助工 程师更好地理解热量和质量传递过程，预 测传热和传质行为，并优化热工和化工过 程设计，提高过程的稳定性和效率。
多相流模拟
总结词
模拟多相流体的流动特性，预测多相流行为并优化多相流系统设计。
详细描述
化工模拟软件能够模拟多相流体的流动特性，包括流体的相分布、流动特性、压力分布等，帮助工程师更好地理 解多相流系统的行为，预测多相流行为，并优化多相流系统设计，提高系统的稳定性和效率。
优化计算速度的技巧
并行计算
利用多核处理器或多机集群进行并行计算，加快计算 速度。
算法优化
对计算算法进行优化，减少计算复杂度，提高计算效 率。
参数化与敏感性分析
通过参数化技术和敏感性分析，只模拟关键参数，减 少计算量。
模型验证与确认的注意事项
实验数据对比
将模拟结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
定制化与模块化
针对不同行业和领域的需求，化工模拟软件将更 加定制化和模块化，能够提供更加灵活和专业的 解决方案。
云端化与移动化
随着云计算和移动技术的发展，化工模拟软件将 逐步实现云端化和移动化，使得用户可以随时随 地进行模拟和分析。
THANKS
感谢观看
03
化工模拟软件的高级应用
复杂反应过程的模拟
总结词
通过高级算法和模型，模拟复杂化学反应过程，预测反应结果和优化反应条件。
详细描述
化工模拟软件能够模拟复杂的化学反应过程，包括反应动力学、热力学和化学 平衡等，帮助工程师更好地理解反应过程，预测反应结果，并优化反应条件， 提高生产效率和产品质量。
丙烯酸甲酯装置—冷态开车(石油化工装置仿真操作课件)
丙烯酸甲酯系统仿真操作
丙烯酸甲酯生产流程叙述
抽余液从T130的顶部排出并进入 到T150。在此塔中，塔顶物流经过 E152用循环水冷却进入到V151，油 水分成两相，水相自流入V140，油 相再经由P151A/B抽出，一路作为 T150塔顶回流，另一路循环回至 T130作为部分进料以重新回收醇和 酯。塔底含有少量重组分的甲酯物 流经P150A/B进入塔提纯
绝对压力
丙烯酸甲酯系统仿真操作
讨论
生产丙烯酸甲酯为什么要采用丙烯 氧化法？
丙烯酸的理化性质包括哪些 内容？
丙烯酸甲酯系统仿真操作
知识点：丙烯酸甲酯准备工作
目 录
contents
丙烯酸甲酯工艺流程介绍 丙烯酸甲酯设备一览表 丙烯酸甲酯准备工作工艺指标 丙烯酸甲酯准备工作仿真操作过程
丙烯酸甲酯系统仿真操作
丙烯酸甲酯系统仿真操作
丙烯酸甲酯生产流程叙述
从R101排出的产品物料送至T110。 在该塔内，粗丙烯酸甲酯、水、甲 醇作为一种均相共沸混合物从塔顶 回收，经过E112冷却进入V111，油 相由P111A/B抽出，一路作为T110 塔顶回流，另一路和P112A/B抽出的 水相一起作为T130 的进料。同时， 从塔底回收未转化的丙烯酸 T110塔底，一部分的丙烯酸及酯的 二聚物、多聚物和阻聚剂等重组分 送至E114(薄膜蒸发器)分离出丙烯酸， 回收到T110中，重组分送至废水处 理单元重组分储罐。
丙烯酸甲酯系统仿真操作
酯精制
酯精制塔为精馏塔，利用 精馏的原理，将主物流从塔顶 蒸出，塔底部分重组分返回丙 烯酸分馏塔重新回收。
丙烯酸甲酯系统仿真操作
物料符号
简写符号
说明
简写符号
说明
简写符号
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四熟悉 1.熟悉工艺流程 2.熟悉操作设备 3.熟悉控制系统 4.熟悉开车规程
两分清 1.分清调整变量和被调变量 2.分清是直接关系还是间接关系
过程系统操作要点
分清强顺序性和非顺序性操作步骤
1.强顺序性操作步骤是指操作步骤之间有较强的顺序关 系，操作前后顺序不能随意更改。(考虑到生产安全； 由于工艺过程的自身规律，不按操作顺序就开不了 车。)离心泵和往复压缩机不按低负荷起动规程开车， 步骤分得不到。而往复压缩机不先开润滑油系统就冲 转，或加热炉中无流动物料就点火升温，必然导致轴 瓦超温和炉管过热事故。脱丁烷塔回流罐液位很低时 就开全回流，必然会抽空，这是工艺过程的自身规律
关联类操作
复杂的工艺过程往往仅靠一个操作点无法实施操作控制，而 需要两个或两个以上操作点相互配合才能稳定工况。这种操作称 为关联类操作。
过程系统操作要点
先低负荷开车达正常工况，然后缓慢提升负荷
先低负荷开车达正常工况，然后缓慢提升负荷。无 论对于动设备或者静设备，无论对于单个设备或者整 个流程，这都是一条开车的基本安全规则。如电力驱 动的设备，突发性加载会产生强大的瞬间冲击电流， 容易烧坏电机。容器或设备的承压过程是一个渐进的 过程，应力不均衡，就会造成局部损伤。设备对温度 变化的热胀冷缩系数不一致，局部受热或受冷过猛， 也会因为热胀冷缩不一致而损坏设备。
除以上原因外，对于过程系统而言，特别是新装 置或大检修后，操作员对装置的特性尚不摸底，先低 负荷开车，达正常工况后可以全面考验系统的综合指 标，万一发生问题，低负荷状态容易停车，不会造成 重大损失。
过程系统操作要点
注意非直线特性关系
所谓直线特性关系是指自变量和因变量的函数关系是一次 （直线）关系。然而在实际过程中变量之间的关系常常是非直线 特性的，在操作上不能以直线特性的方式调整。
高点排气，低点排液
依据气体往高处走，液体往低处流的原理，化工 设备和管路几乎都在高点设置排气阀，在低点设置排 液阀。通常开车时要高点排气，停车时要低点排液。
过程系统操作要点
跟着流程走
开车训练时，最忌讳的学习方法是跟着说明书的步骤走，不动 脑，照猫画虎。训练完成后还是不知所以然。对于复杂的化工装 置，不熟悉流程，不搞清物料流的走向及来龙去脉，开车的各个 步骤都可能误入非正常工况。开车规程只是一种特定的开车方法， 无法对各种复杂的工况都进行导向。因此没有专门训练过的教员 指导，新学员自行开车往往不能成功。熟悉流程的一种快捷方法 是“跟着流程走”。
开车前的准备工作一般有如下几方面。 １. 管道和设备探伤及试压 ２. 拆盲板 ３. 管道和设备吹扫 ４. 惰性气体置换 ５. 仪表校验、调零 ６. 公用工程投用 ７. 气、液排放和干燥
过程系统操作要点
蒸汽管线先排凝后运行
蒸汽管线在停车后管内的水蒸气几乎都冷凝为水。 因此再开车向设备送蒸汽前必须先排凝。如果不排凝， 这些冷凝水在管线中被蒸汽推动而持续加速，甚至会 达到很高的速度，冲击弯头和设备，影响设备的寿命。
各调节阀的阀位与变量的上下限密切相关。通常在正常工况 时，阀位设计在50%-60%左右，使其上下调整有余地，且避开阀门 开度在10％以下和90％以上的非线性区。
过程系统操作要点
首先进行开车前准备工作，再行开车
开车前的准备工作繁琐、细致，哪些工作顾及不到 都会对开车和开车后的运行构成隐患，因此是开车前 的重要环节。
把握粗调和细调的分寸
粗调是指大幅度开或关阀门，细调是指小幅度开 或关阀门。
当工艺过程容易产生波动，或对压力和热负荷的 大幅度变化会造成损伤或不良后果的场合，粗调的方 式必须慎用，而小量调整是安全的方法。
过程系统操作要点
操作时切忌大起大落
大型化工装置无论是流量、物位、压力、温度或组成的变化， 都呈现较大的惯性和滞后特性。初学者或经验不足的操作人员经 常出现的操作失误就是工况的大起大落。典型的操作行为是当被 调变量偏离期望值较大时，大幅度调整阀门。由于系统的大惯性 和大滞后，大幅度的调整一时看不出效果，因而继续大幅度开阀 或关阀。一旦被调变量超出期望值，又急于扳回，走入反向极端。 这种反复的大起大落形成了被调变量在高、低两个极端位置的反 复振荡，很难将系统稳定在期望的工况上。
例如，间歇反应的邻硝基氯化苯和二硫化碳高位计量槽（通 大气）的下料过程，虽然下料阀开度不变，下料流量会随料位高 度下降而减小。加热炉的烟气挡板与烟气含氧量的关系是非直线 特性的。挡板在小开度和大开度时，即使操作增量相同，对含氧 量的影响却不相同。常用的截止阀门，阀门开度和流量的关系也 是非直线特性的。又如在物系出现相变时，系统变量之间的关系 会出现突变，属于非线性变化。流量和压差呈现平方在物系中的变化往往是非线 性的。导致变量之间呈非直线特性关系更普遍、更主要的原因是 过程系统中多因素综合作用的相互影响。因此，操作时在不同的 状态和工况下，阀位的动作常常不是按固定的直线特性变化。
2.非顺序性操作步骤是指操作步骤之间没有顺序关系， 操作前后顺序可以随意更改。
间歇反应前期的备料工作，先备哪一种都可以。往 复压缩机冲转前的各项准备工作大多是非顺序性的
过程系统操作要点
阀门应当开大还是关小
阀门的开和关与当前所处的工况以及工艺过程 的结构直接相关，其原理同调节器。调节器呈现正偏 差，此时若输出信号减小，称为正作用。调节器呈现 正偏差，此时若输出信号增大，称为反作用。
过程系统操作要点
首先了解变量的上下限
先考察调节器和指示仪表的上下限。这是变量最大的显示范 围。在仪表上下限以内，变量的报警还进一步划分为高限（Ｈ） 和高高限（ＨＨ）、低限（Ｌ）和低低限（ＬＬ）。其含义是给 出两个危险界限，若超第一个界限先警告一次提醒注意，若超第 二个界限则必须立即加以处理。
还应了解各变量在正常工况时允许波动的上下范围。这个范 围比报警限要小。不同的装置不同的变量这个范围要求可能有较 大的区别。例如，除计量之外一般对液位的波动范围要求不高。 然而有些变量的变化对产品质量非常敏感，则限制很严格。例如， 脱丁烷塔灵敏板温度变化零点几度对全塔的工况都有明显的影响。
正确的方法是：每进行一次阀门操作，应适当等待一段时间， 观察系统是否达到新的动态平衡。权衡被调变量与期望值的差距 再作新的操作。越接近期望值，越应作小量操作。
在调节器处于自动状态下反复改变给定值，造成调节器只要 有偏差就有输出，因此难于稳定下来，适得其反。这是因为调节 器的PID作用也是有惯性的，需要一个过渡过程。