“AspenPlus”軟件在化工生產中的應用

摘 要：文章介紹了化工流程模擬軟件“Aspen Plus”的主要功能及成功應用實例，應用實例表明，在化工生產中應用“Aspen Plus”軟件不僅可以優化生產，而且還可以對某設備和整套生產裝置的操作參數進行模擬分析，提高生產裝置技術管理水平，從而產生巨大的經濟效益，故應盡快在化工廠廣大工程技術人員中推廣使用“Aspen Plus”軟件。

關鍵詞：“Aspen Plus”軟件；應用；經濟效益

1 前言

“Aspen Plus”是一大型通用化工流程模擬軟件[1]。“Aspen”是“Advanced system for Process engineering”的英文簡稱，中文意思是指“先進過程工程系統”。它起源于美國能源部于七十年代后期組織開發的一大型流程模擬系統。2001年，中石化總公司從Aspen Tech 公司將此軟件以5年的租期租賃下來，在整個集團公司范圍內進行推廣使用，目的就是要讓廣大石油化工專業技術人員把模擬優化技術用好，用出效益。實踐證明，此軟件在生產設計過程中發揮了十分重要的作用，產生了巨大的經濟效益。但生產廠的工程技術人員認為這類軟件只是給設計單位用的，原因是他們不知道“Aspen Plus”軟件的功能和用途。為了加快“Aspen Plus”軟件在生產廠的推廣使用，提高生產裝置技術管理水平和經濟效益，現將“Aspen Plus”軟件的主要功能及成功應用實例介紹如下。

2 “Aspen Plus”軟件的功能及用途[2]

2.1 故障診斷

生產裝置在開車和生產中經常會出現異常故障，過去遇到此類問題，就要憑借技術人員及操作人員的經驗及對現象的分析，找出可能的原因并制定相應的對策，再逐一進行調試，驗證。有時甚至需要多次、多方面查證，費事、費工又費力，嚴重影響裝置的安穩長滿優運行。使用“Aspen Plus”軟件進行模擬診斷，則可以安全、快捷、準確地找到問題的癥結所在，模擬出多套解決方案，擇優選用，使裝置恢復正常運行。

2.2 消除瓶頸

過去要標定一套生產裝置，可能要耗資上百萬元，耗時半到一個月，這是生產車間最“頭痛”的工作。現在我們可以利用“Aspen Plus”軟件對裝置中的大部分設備進行快速、準確的模擬標定，找出“瓶頸”部位，充分利用原有設備，制定合理的改造方案。

2.3 優化生產，提高效益

“Aspen Plus”軟件有幾種優化功能，可以利用它來優化生產裝置的操作工況。例如：我們可以以經濟效益、產品產量、投資為目標函數，應用“Aspen Plus”軟件，進行模擬計算，找出生產裝置的最優操作參數。

當然，“Aspen Plus”軟件的功能和用途遠遠不止這些，在此不一一詳述。

3 “Aspen Plus”軟件的成功應用實例

3.1 應用“Aspen Plus”軟件優化生產

某廠[3]二氯甲烷溶劑回收系統有兩個絕熱閃蒸塔，壓力分別為135.831KPa和128.936KPa， 其中第一個塔的進料中含有63506Kg/hr的CH2Cl2和44764.4Kg/hr的水，進料溫度為373℃，壓力為165.48KPa。另外，有兩股壓力都為1379KPa的飽和蒸汽分別進入第一和第二個絕熱閃蒸塔，那么當這兩股蒸氣的質量流量分別為多少時，正好使它們的總用量最少（這兩股蒸氣的流量變化范圍為454Kg/hr～9080Kg/hr），并要求第二個塔的塔底流出物中的CH2Cl2含量不超過150mg/Kg。

若沒有“Aspen Plus”軟件，而通過人工計算來解決上述優化問題，將會耗費大量的時間、人力和物力，而有了“Aspen Plus”軟件，我們只需將此流程的已知條件輸入到計算機中，利用“Aspen Plus”軟件進行模擬計算，很快就可以得到計算結果。結果是當第一股蒸汽和第二股蒸汽的流量分別為5315.5Kg/hr、933.8Kg/hr時，正好能滿足上述要求。將計算結果應用于實際生產后，大大降低了蒸汽的用量，產生了巨大的經濟效益。

3.2 應用“Aspen Plus”軟件對塔的操作條件影響情況進行分析

某廠氯乙烯生產裝置氯乙烯精制單元中的脫氯化氫塔所含物系的沸程較寬，塔內溫度變化大（塔頂到塔底從-24.0℃到110℃），因此塔內加有中間換熱器。下面是應用 “Aspen Plus”軟件對回流比的影響情況進行模擬分析的實例。固定進料條件和中間再沸器的熱負荷，通過改變回流比可計算出塔釜氯化氫含量、塔頂冷凝器的熱負荷以及塔釜再沸器的熱負荷隨回流比的變化規律，如圖1所示。

從回流比的影響規律可以看出，隨著回流比的減小，塔釜氯化氫的含量增加很快，而冷凝器和再沸器的熱負荷變化則較慢。而當回流比增大到0.7時，回流比的增大對塔釜氯化氫的含量的影響已比較緩慢。因此合理的回流比應在0.6～0.7之間。

應用 “Aspen Plus”軟件不僅可以對過程中的某個設備進行模擬分析，還可以對過程中的子系統及整套裝置進行模擬，通過對模擬結果的分析可以得出有益生產的結論，從而提高了生產裝置技術管理水平和經濟效益。

4 結束語

4.1 “Aspen Plus” 是一大型通用化工流程模擬軟件，在科研、設計及生產過程中都有廣泛的應用，應用“Aspen Plus”軟件優化生產可以節省大量的人力、物力和財力，產生了巨大的經濟效益。

4.2 應用實例表明，在化工生產過程中應用“Aspen Plus”軟件不僅可以優化生產，而且還可以對某設備和整套生產裝置的操作參數進行模擬分析，提高了生產裝置技術管理水平，產生了巨大的經濟效益，故應盡快在化工廠廣大工程技術人員中推廣使用“Aspen Plus”軟件。

參考文獻

[1]通用流程模擬軟件“Aspen Plus”（第十版）簡介.美國Aspen Tech公司北京代表處.1998，10，1.

[2]姜際魁，流程模擬技術在燕山石化集團的應用情況，《Aspen Tech技術應用論文選》，1998，11，10～12.

[3]劉裔安.《應用Aspen Plus第十版作過程模擬、改造與優化》.2000.

作者簡介：徐增花，女，碩士研究生，副教授，山東化工職業學院教師。