Комплексное Аспен Хайсис Aspen Hysys
.docxМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Филиал федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
в г. Стерлитамаке
ИХТИ ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамак
Кафедра ОХТ
ЖУРНАЛ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
по дисциплине «Комплексное проектирование и оптимизация в химической технологии»
Выполнили: ст.гр. МТС01-25-31 |
|
Кадырова Н.С. |
|
|
Кощеева Д.А. |
|
|
Лебедь Д.М. |
|
|
Скобцова Е.А. |
|
|
Стеклянников П.В. |
Принял: к.т.н., доцент Пучкова Л.Н.
Стерлитамак 2026
Лабораторная работа № 1
Моделирование и оптимизация процесса каталитической паровой конверсии метана
Цель работы: Разработать модель процесса каталитической паровой конверсии метана в программном обеспечении Aspen Hysys.
Задачи:
Изучить основные принципы и химизм процесса каталитической паровой конверсии метана.
Разработать модель процесса паровой конверсии метана в программном обеспечении, учитывая физические и химические параметры компонентов.
Определить оптимальное мольное соотношение водяного пара к метану в исходной смеси
Ход работы:
Создаем новый файл и начинаем работу в нём. Выбираем нужные компоненты сохраняется под именем «ComponentList-1».
Выбираем и создаем нужную реакцию.
Добавляем материальные потоки в схему установки и задаем составы и условия.
Рис. 2 – состав и условия потока Метан
Добавляем на схему смеситель MIX-100 и задаём входные и выходные потоки.
Рис. 2 – смеситель MIX-100
Затем создаем подогреватель E-100 в которых входит поток Газ, а выходит поток Нагретый газ, который направляется в равновесный реактор ERV-100.
Рис. 3 – равновесный реактор ERV-100
Рис. 4 – Технологическая схема конверсии метана водяным паром
Результаты просмотрели в рабочей книге.
Рис. 5 - Рабочая книга страница «MaterialStreams»
Рис. 6 - Рабочая книга страница «Технол.операции»
Оптимизация процесса.
Нахождение
мольного соотношения водяного пара к
метану в исходной смеси, при котором
отношение
в
конвертированном газе равно
Система AspenHYSYS имеет встроенную программу оптимизации по многим переменным. После того как схема построена и рассчитана, с помощью оптимизатора можно найти оптимальные условия, которые минимизируют или максимизируют некоторую целевую функцию.
На вкладке «Monitor» в окне Оптимизатора наблюдали за работой Оптимизатора.
Рис. 7 – Оптимизатор вкладка «Monitor»
Оптимальное
мольное соотношение водяного пара к
метану в исходной смеси, при котором
мольное отношение
в конвертированном газе равно 3,5:1 равно
0,7165. Состав выходящего потока «ConvertGas»,
мол. доли:
- 0,1933;
- 0,5572;
- 0,0178;
- 0,1619;
- 0,0697.
Вывод: разработали модель процесса каталитической паровой конверсии метана в программном обеспечении Aspen Hysys. Изучили основные принципы и химизм процесса каталитической паровой конверсии метана. Определили оптимальное мольное соотношение водяного пара к метану в исходной смеси
Лабораторная работа № 2
Моделирование и оптимизация схемы №1 ректификации ШФЛУ
Цель работы: смоделировать схему №1 ректификации ШФЛУ и в определить оптимальное положение тарелок питания в колоннах.
Исходные данные:
Исходная информация для моделирования данной схемы приведена в табл. 1
Таблица 1 – исходная информация для моделирования колонн
Перепад давления в дросселях приведен в табл. 2
Таблица 2 – перепад давления в дросселях
Ход работы:
Переходим на вкладку Component List для выбора компонентов разделяемой. Появляется вкладка со списком доступных компонентов. Выбрали: i-Butane, n-Butane, iPentane, n- Pentane, n-Hexane.
Создаем материальный поток F, задаем состав и условия.
Рис.1 – состав и условия материального потока F
Добавляем в схему первую ректификационную колонну Т-101.
Рис. 2 – ректификационная колонна Т-101
Рис. 3 – профили ректификационной колонны Т-101
Добавляем в схему вторую ректификационную колонну Т-102.
Рис. 4 – ректификационная колонна Т-102
Рис. 5 – профили ректификационной колонны Т-102
Добавляем в схему третью ректификационную колонну Т-103.
Рис. 6 – ректификационная колонна Т-103
Рис. 7 – профили ректификационной колонны Т-103
Рис. 8 – Технологическая схема ректификации ШФЛУ
Результаты просмотрели в рабочей книге.
Рис. 9 – Рабочая книга страница «MaterialStreams»
Рис. 10 - Рабочая книга страница «Технол.операции»
В качестве оптимальной выбрали тарелку, при подаче на которую исходной смеси обеспечиваются минимальные энергозатраты в кипятильнике колонны. Задайте выбранное оптимальное положение тарелки питания в колонне и сохраните файл.
Рис. 11 – выбор оптимальной тарелки
В качестве оптимальной выбрали тарелку, при подаче на которую исходной смеси обеспечиваются минимальные энергозатраты в кипятильнике колонны.
Вывод: В данной работе мы смоделировали схему №1 ректификации ШФЛУ и определили оптимальное положение тарелок питания в колоннах.