ASPEN-plus学习经验分谈.doc

1 原油常压蒸馏装置优化改造设计杨基和 乐 毅 邹立群 顾行为 朱德华江苏石油化工学院化工系 常州 213016 盐城市石油液化气厂摘要 利用ASPENPLUS软件和窄点技术对原油常压蒸馏系统进行了提量改造,在常压塔和常压炉主体不变的情况下,设备利旧率达95%,原油处理量提高了50%关键词 原油 常压蒸馏 系统 改造第10章 单元操作模型RadFrac 物流设置进料物流规则 (见帮助)ABOVE-STAGE:从进料物流来的气体进入进料板上一层塔板，液体进入进料板位置ON-STAGE:来自进料的气体和液体都进入进料板位置RadFrac 的收敛问题如果 RadFrac 没收敛, 做以下工作会有帮助:1.检查正确地规定了有关物性方面的问题 (物性方法的选择、参数可用性.) 。2.确保塔操作条件是可行的。3.如果塔的err/tol 是一直减少的, 在RadFrac Convergence Basic页上增加最大迭代次数。4.在RadFrac Estimates Temperature 页上提供塔中一些塔板的温度估值 (对吸收塔来说是有用的).5.在RadFrac Estimates Liquid Composition and Vapor Composition 页上提供塔中一些塔板的组成估值 (对于高度非理想系统是有用的).6.在RadFrac Setup Configuration 页上尝试不同的收敛方法当一个塔不收敛时, 做了改变后重新初始化通常是有好处的。第14章 给工艺流程作注解重要信息 PFD-类型的图与图形化的模拟流程是完全分开的如果你想要对模拟流程进行修改必须返回到模拟方式把对象连接到流程你可以把流股表永久组以及OLE 对象链接与嵌入对象与流程模块或流股IDs 标识符连接起来例如对于与一个模块相连接的文本注解不管你在图画中把该模块移到什么位置它都会保持与该模块的相对位置要把一个对象与一个流程连接起来方法如下：1. 单击该对象选上它2. 在该对象上单击鼠标右键3. 在出现的弹出菜单上单击Attach鼠标变为连接指示器形状4. 单击要与该对象相连接的模块或流股5. 将该对象移到你所希望的位置即它与父模块或流股ID 标识符的相对位置你选择一个已连接的对象后会出现一个小框指示它的父模块或流股要取消一个对象的连接方法如下 在该对象的弹出菜单上取消选定Attach第16章 定制ASPEN PLUS 环境配置选项将影响使用ASPEN PLUS 的缺省设置例如配置选项可以让你指定l 网格和标尺的设置l 缺省的应用模板文件l 使用哪个二进制数据库作为缺省这一章将阐述l 选择当前运行的设置l 选择所有运行的设置l 规定缺省选项l 定制应用模板文件从Tools 工具菜单中单击Options 选项然后单击General 常规常规标签是规定与运行模拟程序保存ASPEN PLUS 文档在ASPEN PLUS 运行和其它应用之间建立OLE 链接相关的常用选项。总是创建备份格式的拷贝文件 Always createbackup copy总是创建备份格式的拷贝文件，当选择这个选项ASPEN PLUS 保存一个文档文件*.apw 时总要创建一个ASPEN PLUS 备份格式*.bkp 文件它作为附加的备份保护机制文档文件*.apw 使用二进制格式可让你快速地启动先前保存的模拟程序备份文件*.bkp 使用简练的ASCII 文件格式保存相同的运行信息保存ASPEN PLUS 文档Save ASPEN PLUS documents as规定保存文档的缺省方法将文档保存为文档文件*.apw 使用二进制格式可样你快速地启动先前保存的模拟程序保存为备份文件*.bkp 可用压缩的ASCII 文件格式保存相同的运行信息拷贝回归和估值结果你可以恢复回归或估值参数的结果并将它们显示在参数表格中操作如下 在Components Data 组分数据标签中选择将回归和估值结果拷贝到参数表的复选框这些参数将被用于以后所有的运行当清除这个复选框时使用下拉列表这个参数可用于相应的物性参数表格中但不显示在表格中这些参数不用于以后的运行更改生成输入语言的缺省设置你可使用组分数据标签来选择使用组分名称还是组分别名来生成输入语言。在Components Specifications Selection 组分规定选择页上用分子式列最多12 个字符或组分名称列最多32 个字符生成ASPEN PLUS 输入文件中的COMPONENTS段第17章 收敛本章包含了下列关于收敛的内容l 流程再循环和设计规定l 收敛选项l 规定撕裂流股l 用户定义的收敛模块l 收敛方法l 用户定义的收敛顺序l 规定计算次序l 最初的估测l 流程排序l 检查结果l 控制面板信息l 用于流程收敛的策略收敛方法该部分描述了在ASPEN PLUS中可用的收敛方法，用于每种方法的参数可在Convergence ConvOptions Methods(收敛收敛选项方法)表中和用于Convergence(收敛)模块的表中找到WEGSTEIN 方法传统的有限Wegstein方法通常是用于撕裂流股收敛的最快和最可靠的方法是一种直接迭代循环的外推变量间的相互作用被忽略因此当变量之间的联系特别强时该方法不是很有效。Wegstein方法可以仅用于撕裂流股是用于ASPEN PLUS收敛的缺省方法可同时把它应用于任意数目的撕裂流股你可以控制Wegstein的上下限和加速的频率DIRECT 方法对于直接迭代撕裂流股变量的新值是由以前的流程计算循环公式导出来的值Xk+1 G (Xk)其中 X= 撕裂流股变量的估值G (Xk)=计算出来的变量结果值k= 循环数使用直接迭代这种方法收敛较慢但肯定会收,它对于其它方法不稳定的那些罕见情况是有效的。直接迭代还可以使辨别收敛题目(例如系统内含的组分)更容易直接迭代法等效于WEGSTEIN法中上下限都等于零的情况。正割法正割是切割线性近似方法，有较高级增益，你可以选择一个定界/二等分间隔选项。无论函数何时不连续，非单调或在一区域内很平缓就选择该选项。如果可能划定界限会删去平缓区域并切换回正割法你可以将正割法用于单个设计规定。正割是用于设计规定收敛的缺省方法，并且被推荐用于用户生成的收敛模块，你可以通过规定下列各项控制正割法BROYDEN 方法Broyden方法是对Broyden的准Newton方法的修正，Broyden方法和Newwton方法相似，但它使用了线性近似的方法，该近似法使Broyden更快，但是偶尔不象牛顿法那样可靠。使用Broyden收敛撕裂流股两个或两个以上的设计规定，或同时收敛撕裂流股和设计规定。Broyden用于多重撕裂流股和/或设计规定，相互高度相关的撕裂变量或者用于彼此间相互关联以致不能实现嵌套的循环回路和设计规定。当撕裂流股和设计规定都收敛时你可以规定撕裂流股被收敛或先部分收敛然后接下来就是撕裂流股和设计规定同时收敛。NEWTON 方法NEWTON是对用于联立非线性方程的修正牛顿法的补充，导数仅在收敛速率不令人满意时计算，该NEWTON方法补充允许变量边界值并且包括改善的稳定性直线搜索NEWTON在循环回路和/或设计规定高度相关时有用，但使用Broyden时不能实现收敛，数值导数被频繁计算，仅在组分数很小或不能通过其它方法实现收敛时对撕裂流股使用NEWTON 。当正在收敛撕裂流股和设计规定时可以规定撕裂流股首先收敛或首先部分收敛然后是撕裂流股和设计规定同时收敛。当你使用Newton或Broyden方法收敛设计规定，并且一个或更多的操作变量已经达到了它们的下限或上限时，就会找到一个使设计规定和撕裂流股误差的平方和除以它们的容差后的值的最小解。循环在成比例的操作变量的改变量的均方根小于X 容差时停止。ASPEN PLUS通过除以下限和上限中较大值的绝对值来度量操作变量。COMPLEX 方法你可以使用Complex 方法来收敛带有操作变量界限和不平衡约束的优化题目，COMPLEX 是一个直接搜索方法，它不需要数值导数，它可用于没有循环回路或平衡约束(设计规定)的简单题目。SQP 方法你可以将具有目前工艺水平的连续二次程序设计(SQP)方法用于对具有约束条件(平衡或不平衡)和/或撕裂流股的优题目的同时收敛问题进行流程优化，该算法一般沿着一个不可行的路径(约束条件和撕裂流股随着优化题目同时收敛)进行求解，但是你可以调整它沿着一个可行的路径(在对优化每次循环时收敛撕裂流股)进行求解，SQP 被用于系统生成的优化收敛模块对于用户生成的收敛模块推荐使用SQP。SQP-Biegler 是由Carnegie-Mellon 大学的教授L Biegler 和他的学生开发的一个SQP执行程序。从“使用初始估测”至本章末尾 还未看第18章 访问流程变量当使用下列功能时你得访问或操作流程变量l 设计规定l Fortran 模块l 优化题目l Data-Fit(数据拟合)题目l 灵敏度模块l 工况研究本章描述了l 访问流程变量l 可访问的流程变量类型l 选择输入变量和参数变量l 矢变量类型的布置(或结构)l 被访问的变量在Fortran 语句中使用示例重新初始化模块和物流缺省情况下ASPEN PLUS 用上一行的结果来开始计算新的一行结果对于某些行如果模块或循环回路不能收敛你可以指定每行重新初始化计算重新初始化模块若重新初始化模块1. 在Sensitivity Input 灵敏度分析输入表上选择Optional 可选项标签2. 在Block To Be Reinitialized 要重新初始化的模块字段中选择Include Specified Blocks 包括指定的模块或Reinitialize All Blocks 重新初始化所有模块3. 如果你选择了Include Specified Blocks 包括指定的模块则选择要重新初始化的单元操作模块和/或收敛模块重新初始化物流若重新初始化物流1. 在Sensitivity Input 灵敏度分析输入表上选择Optional 可选项标签2. 在Stream To Be Reinitialized 要重新初始化的物流字段中选择Include Specified Streams 包括指定的物流或Reinitialize All Streams 重新初始化所有物流3. 如果你选择了Include Specified Streams 包括指定的物流则选择要重新初始化的物流输入第23章 模拟模型的数据拟合你可以用Data-Fit 数据拟合功能将ASPEN PLUS 模拟模型与装置或实验数据拟合你为一个模拟模型的输入和结果变量提供一套或多套测量数据Data-Fit 数据拟合调整或估算输入参数以便使模型与数据最吻合如果你要Data-Fit 数据拟合整和输入变量的测量数据而匹配被拟合的模型也可同时做这个工作Data-Fit 数据拟合将测量数据和模型预测数据之差的加权平方和最小化按统计学说法Data-Fit 数据拟合进行了普通最小平方或最大值似然变量误差估算本章介绍l Data-Fit 数据拟合应用的类型l 定义一个Data-Fit 数据拟合问题l 建立Point-Data 点数据集l 建立Profile-Data 分布数据数据集l 定义Data-Fit 数据拟合回归工况l 确认定义完备的Data-Fit 数据拟合问题l 分析收敛问题l 检验结果并且给出了两个综合示例第29章 分析物性（可以画相图等）Tools Analysis Property Binary当完成物性规定后应该分析通过模型预测的物性以确保结果正确，可以使用ASPEN PLUS Property Analysis 物性分析来实现Property Analysis 可产生物性数值表并可根据这些数值作图以更好地理解通过物性规定预测的物性。通过下列方法可进入Property Analysis 物性分析l 通过访问工具菜单的交互方法可以快速容易地生成许多图表l 另一种方法是从Data Browser 数据浏览菜单中的Property Analysis 物性分析文件夹生成Property Analysis 这种方法最灵活本章讨论了使用Property Analysis 物性分析特性的每种方法并包含几个示例主题包括l 关于物性分析l 交互生成物性分析l 纯组分物性l 二元系统物性l 三元共沸曲线图l 物流物性l 使用窗口生成物性分析l 纯组分l 通用l 二元系统l PT 封闭曲线l 三元共沸曲线l 用于物性分析的方法规定l 检验分析结果至296 页第31章 物性数据回归你可以用实验物性数据来确定ASPEN