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基于HAZOP-Aspen的油气回收工艺风险分析

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中国安全科学学报 2021年第12期31卷 95-105页

作者：刘尚志历宏斌赵东风刘庆龙酒江波牟睿中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司山东青岛266580 中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580

为评价油气回收工艺的本质安全性,考虑油气回收工艺流程简单、操作条件范围宽及操作状态不连续等特点,基于HAZOP-Aspen构建油气回收工艺安全评估模型。首先,采用危险与可操作分析(HAZOP)法分析油气回收工艺的风险,确定主要事故类型;然后... 详细信息

为评价油气回收工艺的本质安全性,考虑油气回收工艺流程简单、操作条件范围宽及操作状态不连续等特点,基于HAZOP-Aspen构建油气回收工艺安全评估模型。首先,采用危险与可操作分析(HAZOP)法分析油气回收工艺的风险,确定主要事故类型;然后,基于Aspen过程模拟,将工艺物流指数法与定量风险分析相结合,评估油气回收工艺的本质安全性;最后,以典型的冷凝+膜分离法油气回收工艺为例,应用该评估模型。研究结果表明:进料油气体积分数越高,本质安全程度越低;油气的爆炸极限普遍处于2%~10%范围内,随着进料油气体积分数的下降,工艺物流内各处的油气体积分数均更接近于爆炸上限范围。

关键词：油气回收工艺危险与可操作分析(HAZOP) Aspen 过程模拟本质安全性工艺物流指数(PSI)

Aspen Plus模拟预测常压塔顶冷凝系统露点及pH值

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石油学报（石油加工） 2018年第3期34卷 629-633页

作者：王海博李云欧阳文彬程光旭张耀亨李欣昀西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 中国石油兰州石油化工公司研究院甘肃兰州730060

基于Aspen Plus模拟,利用原油蒸馏常压塔顶系统分离罐的出料物流反推预测常压塔顶冷凝系统的水露点(95.8℃)。系统操作压力每升高10kPa,水露点大约升高2℃。常压塔顶注水量控制为5000kg/h,水露点前移至注水点,避免注水点下游腐蚀。常压... 详细信息

基于Aspen Plus模拟,利用原油蒸馏常压塔顶系统分离罐的出料物流反推预测常压塔顶冷凝系统的水露点(95.8℃)。系统操作压力每升高10kPa,水露点大约升高2℃。常压塔顶注水量控制为5000kg/h,水露点前移至注水点,避免注水点下游腐蚀。常压塔顶冷凝系统腐蚀严重温度区域为95.8~102℃,冷凝液pH值在2~3之间。基于Aspen Plus模拟提出预测常压塔顶系统水露点,实现对初始冷凝水的pH值预测,为原油蒸馏常压装置的腐蚀预测与控制提供科学依据。

关键词：常压塔露点 pH值 Aspen Plus

基于Aspen的氯乙烯聚合反应过程控制的HAZOP定量风险研究

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基于ASPEN的氯乙烯聚合反应过程控制的HAZOP定量风险研究

作者：李宁宁昆明理工大学

学位级别：硕士

随着化工生产装置规模逐渐的大型化、工艺过程连续化、工艺控制自动化的形成,事故的后果表现出瞬间性、灾难性的特点,事故原因多以工艺过程控制失效与操作失误,反应系统出现超温超压,保护层不足而致。因此精准、有效地分析危险化工工艺... 详细信息

随着化工生产装置规模逐渐的大型化、工艺过程连续化、工艺控制自动化的形成,事故的后果表现出瞬间性、灾难性的特点,事故原因多以工艺过程控制失效与操作失误,反应系统出现超温超压,保护层不足而致。因此精准、有效地分析危险化工工艺系统危险和可操作性,量化生产过程中出现的工艺参数偏差和后果的分析是实现化工过程控制的关键。本研究选取国家首批15种危险工艺之一的氯乙烯聚合工艺作为研究对象,用Aspen Plus工艺流程模拟软件构建氯乙烯连续聚合工艺流程,与HAZOP的分析方法进行集成,建立了氯乙烯聚合生产过程的包括单体流量、冷却水流量、引发剂流量、冷却水温度、无离子水流量、缓冲剂流量、分散剂流量等七大基本工艺控制参数,作为HAZOP分析的初始变量偏差,输入Aspen Plus作为流股参数,利用该软件灵敏度功能,建立这些参数的波动或偏离对聚合反应工艺过程的中间控制变量(聚合系统温度和压力)影响的安全风险量化数学模型,开展工艺控制系统的安全风险分析。研究结果表明:上述7个1级偏离指标,对聚合反应系统的温度和压力后果的影响波动曲线关系为非线性关系,且存在拐点,将各拐点值作为相应控制报警或联锁值指标更为科学。各拐点间拟合的1次关系曲线斜率大小所表示的各控制参数偏离对中间事件后果的影响程度或敏感度不同,在反应系统正常控制范围(反应温度在56.00℃～60.00℃)时无离子水流量为最敏感,其次是单体流量;系统温度在60.00℃～62.12℃,冷却水流量最敏感,其次是单体流量,采用紧急冷却水调控为优先使用手段;在温度高于62.12℃后,单体流量的敏感性最强,此时应采用切断进料单体为优先手段。而系统压力达到1.44MPa,引发剂流量最敏感,应优先调控引发剂进料量,其次紧急加入阻聚剂降低聚合反应速度和安全阀起跳进行泄压。在反应压力达到1.72MPa时,切断无离子水流量为优先手段,设置的爆破片破裂后对釜内进行泄压。本文提出的一种基于Aspen和HAZOP的定量安全风险分析方法,可建立HAZOP分析中以基本控制参数偏差导致的中间事件(事故)后果的量化风险分析,为确定工艺控制参数的报警阈值设置提供科学指导,对于实现化工生产过程安全控制制定保护层优选级别具有重要的理论意义和实际推广应用价值。

关键词： HAZOP Aspen 氯乙烯聚合反应风险偏离度过程控制

Simulation analysis of municipal solid waste pyrolysis and gasification based on Aspen plus

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Frontiers in Energy 2019年第1期13卷 64-70页

作者： Na DENG Dongyan LI Qiang ZHANG Awen ZHANG Rongchang CAI Biting ZHANG School of Environmental Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin 300350China MOE Key Laboratory of Efficient Utilization of Low and Medium Grade Energy Tianjin 300350China Tianjin University Research Institute of Architectural Design&Urban Planning Tianjin 300072China

To predict and analyze the municipal solid waste(MSW)pyrolysis and gasification process in an updraft fixed bed more veritably and appropriately,numerical modeling based on Gibbs energy minimization was executed using the Aspen plus software.The RYield module was combined with the RGibbs module to describe the pyrolysis section,while the RGibbs module was used for the gasification section individually.The proposed model was used to forecast and analyze the target performance parameters including syngas composition,lower heating value(LHV)and carbon conversion rate under different conditions of the gasification temperatures,and ratios and types of gasifying agents.The results indicate that there is a good agreement between the experimental data and the simulated data obtained using this model.The predicted optimum gasification temperature is approximately 750°C,and the best ratio of water vapor as gasifying agent is around 0.4.The mixture of flue gas and water vapor has an economical and recycled prospect among four commonly used gasifying agents.

关键词： municipal solid waste(MSW) pyrolysis gasification Aspen plus simulation

基于Aspen Plus建立煤气化操作空间及经济性分析

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煤炭转化 2020年第3期43卷 64-72页

作者：吴祥武成利程晓莹江环郑久强安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟德士古气化炉,并结合工业运行数据对Aspen Plus模型的热损失进行校正。在此模型中通过改变进氧量和进水量来改变氧煤质量比和水煤浆中煤的质量分数,并分析氧煤质量比和水煤浆中煤的质量分数等因素对气化... 详细信息

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟德士古气化炉,并结合工业运行数据对Aspen Plus模型的热损失进行校正。在此模型中通过改变进氧量和进水量来改变氧煤质量比和水煤浆中煤的质量分数,并分析氧煤质量比和水煤浆中煤的质量分数等因素对气化温度、气化产物、冷煤气效率和气化经济性的影响。结果表明:随着氧煤质量比的增大,气化温度呈两段式增长,有效气(CO+H2)含量和冷煤气效率先升高后降低,气化成本呈相反的变化趋势。随着水煤浆中煤的质量分数的增加,比氧耗、比煤耗和比水耗都有不同程度的降低,冷煤气效率升高,气化成本降低。此外,水煤浆中煤的质量分数大于65%时,其对气化成本影响开始减弱。以气化温度为约束条件建立优化空间,可在操作空间中找到有效气含量、冷煤气效率和经济性最佳的操作点。

关键词：煤气化 Aspen Plus 冷煤气效率经济分析 Gibbs

基于Aspen Plus的燃煤电厂烟气污染控制单元模拟

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过程工程学报 2019年第2期19卷 329-337页

作者：于荆鑫王菁杨凤玲郝艳红程芳琴山西大学山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006

采用Aspen Plus软件对烟气污染控制单元进行模拟,以电厂实际运行数据验证模型的正确性,建模过程中考虑SO_3转化和烟气中烟尘浓度的变化,并通过影响因素分析考察操作参数对污染物脱除效果的影响。结果表明,在选择性催化还原(SCR)脱硝过程... 详细信息

采用Aspen Plus软件对烟气污染控制单元进行模拟,以电厂实际运行数据验证模型的正确性,建模过程中考虑SO_3转化和烟气中烟尘浓度的变化,并通过影响因素分析考察操作参数对污染物脱除效果的影响。结果表明,在选择性催化还原(SCR)脱硝过程中,部分SO2转化为SO_3,除尘过程中飞灰对SO_3有吸附作用,脱硫塔与除尘器对SO_3和灰分脱除具有协同作用;SCR脱硝过程的最佳氨氮摩尔比范围为0.8～1.0,氨氮比低于0.6、反应温度低于400℃时,SO_3浓度呈上升趋势;湿法脱硫过程中,入口烟气温度上升会阻碍SO2吸收和SO_3去除;湿式除尘过程中,除尘效率随温度升高而降低,随气体流速增加先升高后降低,最佳流速为0.8～1.2 m/s。

关键词： Aspen Plus软件燃煤电厂烟气污染控制模拟 SO3

基于Aspen PLUS的烟气气氛下生物质气化模拟

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农业机械学报 2017年第6期48卷 278-283页

作者：刘联胜赵荣煊王高月杨楠楠王东计河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

基于Aspen PLUS平台利用气固反应动力学,在生物质热解气燃烧所产生的烟气气氛下,建立生物质热解气化模型。通过AKTS热动力学软件分析了生物质在模拟烟气(80%N2、17%CO_2、3%O_2)气氛下热解气化的反应动力学,并对比模拟值和实验值,验证... 详细信息

基于Aspen PLUS平台利用气固反应动力学,在生物质热解气燃烧所产生的烟气气氛下,建立生物质热解气化模型。通过AKTS热动力学软件分析了生物质在模拟烟气(80%N2、17%CO_2、3%O_2)气氛下热解气化的反应动力学,并对比模拟值和实验值,验证模型的可靠性;对影响热解气化特性的气氛进行分析并确定反应釜数量。结果表明:基于Aspen PLUS平台进行生物质气化模拟性能良好。生物质热解气化过程中,动力学参数活化能和指前因子随着反应的进行而变化;与氮气和氧气气氛相比,烟气气氛有利于CO产生,产气热值比实验值提高1.3倍。

关键词：生物质热解气化 Aspen PLUS 烟气气氛

基于Aspen Plus联产MTBE及烷基化油的工艺流程模拟

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现代化工 2019年第1期39卷 213-216,218页

作者：杨雄武戴咏川孙大力辽宁石油化工大学化学化工与环境学部辽宁抚顺113001 中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司石油三厂辽宁抚顺113001

为综合利用炼厂C4资源,探索了某炼厂的C4综合加工方案。采用炼厂混合C4馏分为原料,以该厂生产装置为基础数据,利用Aspen Plus软件对制备MTBE及烷基油的工艺流程进行了模拟。首先采用炼厂混合C4馏分醚化技术使原料中的异丁烯与甲醇反应生... 详细信息

为综合利用炼厂C4资源,探索了某炼厂的C4综合加工方案。采用炼厂混合C4馏分为原料,以该厂生产装置为基础数据,利用Aspen Plus软件对制备MTBE及烷基油的工艺流程进行了模拟。首先采用炼厂混合C4馏分醚化技术使原料中的异丁烯与甲醇反应生产MTBE;其次,以醚后C4为原料生产烷基化油。并对烷基化单元精馏塔的操作参数进行优化,最终得到质量分数高于99. 9%的烷基化油产品。

关键词： Aspen Plus 炼厂混合C4 烷基化 MTBE 流程模拟

基于Aspen Plus 抚顺式油页岩干馏过程模拟方法研究

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化工进展 2017年第1期36卷 121-128页

作者：柏静儒李启凡吴海涛白章王擎东北电力大学油页岩综合利用教育部工程研究中心吉林吉林132012 中国科学院工程热物理研究所北京100190

利用Aspen Plus软件对抚顺式油页岩干馏过程进行模拟,采用带Fortran气化动力学子程序的自定义反应模型来代替Gibbs反应器,通过与文献中实验数据对比来验证模拟结果的准确性,结果吻合良好。利用该模型研究了主风量和主风饱和度等参数对... 详细信息

利用Aspen Plus软件对抚顺式油页岩干馏过程进行模拟,采用带Fortran气化动力学子程序的自定义反应模型来代替Gibbs反应器,通过与文献中实验数据对比来验证模拟结果的准确性,结果吻合良好。利用该模型研究了主风量和主风饱和度等参数对气体组分、气体热值、气化效率和热效率的影响。研究结果表明:随着气化温度的增加,CO的含量增加,而H_2和CH_4的含量减少,同时气体的热值呈现出逐渐降低的趋势;提高主风量,气化效率、干发生气热效率(ηd)和湿发生气热效率(ηw)均有显著提高,但是过量空气的通入将会造成烧油,建议主风量控制在7.38×10~4~8.61×10~4m^3/h最佳;提高主风饱和度,气化温度呈线性下降;当主风饱和度为90℃时,湿发生气热效率(ηw)达到最大,为37.08%;但是综合考虑实际过程中的合理运行,建议主风饱和度选取80℃为宜。

关键词：油页岩抚顺式干馏过程 Aspen Plus 模拟