Hysys программа что это

Моделирование печей в Aspen Hysys

Fired heater
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ ТО
Моделирование печи в Aspen Hysys
1. Подбор компонентного состава с помощью Petroleum Assay
4
2. Моделирование работы печи
6
3. Верификация модели
9
4. Оценка влияния состава топливного газа на потребление печью и выбросы
СО2
6
5. Дополнительное задания для работы в EDR. Оценка КПД печи с учетом
внутренней конструкции
11

3.

Fired heater
1.
В данном примере рассмотрим моделирование печи нагрева
теплоносителя (дизельное топливо). Фракционный состав дизельного
топлива характеризуется разгонкой по данным паспорта от
производителя.
Чтобы определить фракционный состав по приведенной разгонке можно
воспользоваться Petroleum Assay и подобрать его через гипотетические
компоненты.
3

4.

Fired heater
1.
1. Подбор компонентного состава

Основы работы в Aspen Hysys v.8.3 Часть 1

Создайте новый проект Aspen Hysys и не задавая компонентный состав
перейдите в Petroleum Assays. Нажмите на перевернутый треугольник
рядом с кнопкой Add и выберете Manually Enter. Появится окно с
выбором списка компонентов – выбираем Hydrocracker Components
Celsius. Затем появится окно для ввода параметров разгонки. Выбираем
Single Stream Properties.
В методе разгонки выбираем D86, т.к. ГОСТ 2177-99 соответствует этому
методу и выполняется при тех же условиях.
Внесите данные разгонки из паспорта на предыдущей странице и
нажмите ОК. По необходимости можно добавить дополнительные строки
– правой кнопкой мыши по таблице и выбрать insert distillation percent.
4

5.

Fired heater
1.
Нажимаем кнопку Characterize Assay для автоматического подбора
фракционного состава. Если есть дополнительная информация, ее можно
внести на вкладке input summary. Например плотность или вязкость. Это
позволит повысить точность подбора фракционного состава.
Результат разгонки
5

6.

Fired heater
1.
2. Моделирование печи
Теперь можно перейти в Simulation и добавить материальный поток diesel.
Чтобы выбрать для него компонентный состав, который мы подобрали
ранее, необходимо перейти на вкладку Petroleum Assay – attach existing
– Assay-1
Затем задайте параметры теплоносителя (diesel):
Температура 110 С;
Давление – 18 kg/cm2_g(изб);
Расход – 30 000 кг/ч.
Добавьте материальный поток Fuel, который будет выступать в качестве
топлива печи:
Температура 110 С;
Давление – 2 kg/cm2_g(изб);
Расход будет определен позже.
6

7.

Fired heater
1.
Состав топливного газа, %масс:
Метан – 80%
Этан – 12%
Пропан – 5%
и-бутан – 2%
Н-бутан – 1%
Добавьте материальный поток Air, который будет выступать в качестве

Урок 1. Aspen Hysys.

воздуха, поступающего в печь:
Давление 1 атм.
Температура 20С
Расход будет определен позже.
Состав воздуха, % масс:
Азот – 78,97%
Кислород – 21%
СО2 – 0,03%
После этого добавьте на схему печь (fired heater), подключите потоки,
добавьте дополнительные потоки – дымовой газ (flue gas) и нагретое
дизельное топливо (Diesel out)
7

8.

Fired heater
1.
Укажите эффективность печи 73%
Избыток воздуха 10%
Задайте температуру для потока Diesel out – 180C. После этого модель
должна рассчитаться, расход воздуха и топливного газа определится
автоматически:
8

9.

Fired heater
1.
3. Верификация модели.
Ранее мы задали расход теплоносителя, температуру продукта на входе и
выходе из печи, КПД печи и избыток воздуха.
Обычно КПД нам известно по данным паспортов на оборудование, но
если это оборудование старое, то КПД может не соответствовать
действительности.
При наличии узла учета топливного газа и датчика температуры дымовых
газов можно определить КПД печи и избыток воздуха.
Задача 1. Оценка КПД
Если известно, что температура дымовых газов составляет 350С, а
расход топливного газа 6,6 кгмольч, то какое КПД и избыток воздуха?
Задача 2. Оценка выбросов СО2 и влияние топлива на
эффективность.
Перед вами стоит задача оценить потенциал по использованию другого
вида топливного газа – метан 100%.
Определите, как изменятся выбросы СО2. Увеличится или снизиться
потребление ТГ для нагрева того же объема теплоносителя? На сколько?
Сохраните модель как Fired Heater.
Эту задачу 1 можно решить так:
Удалите значение КПД и установите температуру выхлопных газов.
Затем подбором избытка воздуха можно получить необходимые значения расхода топливного газа. КПД
в это время рассчитается автоматически.
9

10.

Fired heater
1.
4. Расчет печи с радиальной и конвекционной частью.
В статическом режиме Aspen Hysys позволяет считать только радиальную
часть.
Чтобы учесть работу конвекционной части или работу экономайзера есть
два варианта
1 вариант – воспользоваться EDR
2 вариант – использовать динамический режим работы Hysys
Воспользуемся первым способом и смоделируем печь в EDR.
Запустите Aspen EDR и выберите Fired Heater
Свойства сырья для печи возьмите из модели Hysys — Fired Heater.
Для этого нажать file – import — Aspen Hysys и выбрать ранее созданную
модель.
10

11.

Fired heater
1.
После этого появится диалоговое окно с выбором оборудования из
модели Hysys. Для того чтобы сформировать качественный набор свойств
сырья расширяем диапазоны температур и давлений. Это позволит в
будущем манипулировать работой печи в более широких границах:
— Указывает температуру от 100 до 200.
— Давление 17,18,19 bar. Нажмите ОК.
Дальше появится форма для ввода параметров расчета.
Скорректируйте температуру — 110 вход, 180 выход.
Давление — 18 вход, 17 выход.
11

12.

Fired heater
1.
Укажите габариты и конструкцию радиантной части печи, согласно
представленным скриншотам:
Fired heater type – cylinder
Height – 6000mm
Inner diameter – 3000
process stream in firebox tubes — 1
tube passes — 2
tube pass layout — interspersed
Number of tubes per pass – 24
Tube outside diameter – 88mm
Tube wall thickness – 8mm
12

13.

Fired heater
1.
Дальше перейдите на вкладку Convection banks и введите параметры
конвекционной части печи, в которой будет происходить нагрев сырья
перед подачей в радиантную часть.
Укажите длину трубы конвекционной части как на скриншоте
Укажите диаметр и толщину стенки трубы
13

14.

Fired heater
1.
Укажите кол-во параллельных линий, кол-во рядов и ходов в линии
Дальше перейдите на вкладку fuel и выберете Fuel type identifier –
gaseous.
14

15.

Fired heater
1.
Введите компонентный состав топлива. Либо массовую долю, либо
процент массовый
Перейдите на вкладку oxidant и убедитесь что избыток воздуха указан
10%, температура воздуха – 20С
15

16.

Fired heater
1.
Убедитесь, что RunMode указан в режим Rating, в котором мы будем
определять расход топливного газа, чтобы нагреть сырье с 110 до 180С
Запустите расчет
и перейдите на вкладку Fired heart Summary для
ознакомления с результатами.
Сохраните модель печи как Fired heater model.
Полная интеграция продуктов AspenONE Engineering позволяет
применять данную модель в модели HYSYS. Все конструкторские
параметры печи полностью переносятся. Это позволит ее использовать в
модели Hysys для проведения расчетов с учетом работы конвекционной
части печи.
16

17.

Fired heater
1.
Откройте ранее подготовленную модель Hysys Fired Heater.hcv
Перейди в настройки печи Design – Parameters и в steady state model
выберите EDR – Firedheater
17

18.

Fired heater
1.
Затем на вкладке EDR FiredHeater – import… и загрузите модель печи из
EDR модели
После этого модель рассчитается и будет переопределено КПД печи и
расход топливного газа. Посмотреть информацию можно на вкладке EDR
Fired Heater – summary.
18

19.

Fired heater
1.
Сейчас модель печи работает в режиме определения расхода топливного
газа, т.к. температура сырья на входе и выходе указана. Если вы удалите
температуру дизельного топлива на выходе из печи, то модель перейдет в
режим зафиксированного расхода топливного газа.
Таким образом вы сможете указать расход топливного газа и рассчитать
температуру сырья.
Определите, как изменится КПД печи и расход топливного газа, если
изменить состав топлива на 100% метан / 100% водород.
19

Источник: ppt-online.org

HYSYS_методичка

Введение В основу универсальной системы моделирования HYSYS заложены общие принципы расчетов материально-тепловых балансов технологических схем. Как правило, любое производство состоит из стадий (элементов), на каждой из которых производится определенное воздействие на материальные потоки и превращение энергии.

Последовательность стадий обычно описывается с помощью технологической схемы, каждый элемент которой соответствует определенному технологическому процессу (или группе совместно протекающих процессов). Соединения между элементами технологической схемы соответствуют материальным и энергетическим потокам, протекающим в системе.

В целом моделирование технологической схемы основано на применении общих принципов термодинамики к отдельным элементам схемы и к системе в целом. HYSYS включает набор следующих основных подсистем, обеспечивающих решение задачи моделирования химико-технологических процессов: — набор термодинамических данных по чистым компонентам (база данных) и средства, позволяющие выбирать определенные компоненты для описания качественного состава рабочих смесей; — средства представления свойств природных углеводородных смесей, главным образом – нефтей и газоконденсатов, в виде, приемлемом для описания качественного состава рабочих смесей, по данным лабораторного анализа; — различные методы расчета термодинамических свойств, таких как коэффициента фазового равновесия, энтальпии, энтропии, плотности, растворимости газов и твердых веществ в жидкостях и фугитивности паров; — набор моделей для расчета отдельных элементов технологических схем – процессов; -средства для формирования технологических схем из отдельных элементов; -средства для расчета технологических схем, состоящих из большого числа элементов, определенным образом соединенных между собой. Библиотека программы HYSYS содержит данные по более чем 2500 чистым веществам, что дает возможность использовать программу практически для любых технологических расчетов процессов добычи и переработки углеводородного сырья, нефтехимии и химии. На практике, при решении задач, характерных для газовой и нефтяной промышленности, используются не более 100 компонентов.

-ректификационных колонн произвольной конфигурации, включая колонны с расслаивающимися на тарелках жидкостями и с химическими реакциями на тарелках; нефтяных колонн, гидравлики ректификационных колонн с ситчатыми, клапанными и колпачковыми тарелками, и насадочных колонн; — теплообменных аппаратов различных типов: нагревателей, холодильников, ребойлеров с паровым пространством, конденсаторов, воздушных холодильников; — трубопроводов различных конфигураций, от горизонтальных до вертикальных, с использованием совершенных методов расчета гидравлических сопротивлений двухфазных потоков; — реакторов: идеального вытеснения и идеального смешения, равновесных, стехиометрических, причем реакции могут протекать в трубе, в произвольной емкости, на тарелке ректификационной колонны. С помощью большого набора встроенных утилит возможен расчет: -условий гидратообразования и его ингибирования, образования твердой углекислоты; -точки росы по воде и углеводородам; -товарных свойств нефтепродуктов; -размеров емкостей и трубопроводов; -нестационарного процесса сброса давления из емкости или системы емкостей в аварийном режиме.

1.4 Построение технологических схем из отдельных элементов Система HYSYS имеет графический интерфейс, позволяющий формировать схемы непосредственно на экране компьютера, выбирая элементы из списка и соединяя их в определенном порядке. Этот интерфейс называется окном PFD (Process Flowsheet Diagram, технологическая схема).

1.5 Расчет технологических схем Любая задача моделирования эквивалентна большой системе нелинейных одновременно решаемых уравнений. Эта система включает расчет всех необходимых термодинамических свойств для всех потоков, расходов и составов с применением выбранных моделей расчета свойств и процессов. В принципе, возможно решение всех этих уравнений одновременно, но в моделирующих системах обычно используется другой подход: каждый элемент схемы решается с применением наиболее эффективных алгоритмов, разработанных для каждого случая. При расчете системы взаимосвязанных аппаратов в HYSYS последовательность расчета элементов определяется автоматически (или может быть задана пользователем). При наличии рециклов создается итерационная схема, в которой рецикловые потоки разрываются, и создается последовательность сходящихся оценочных значений. Эти значения получаются замещением величин, рассчитанных при предыдущем просчете

схемы (Метод Простого Замещения) или путем применения специальных методов ускорения расчета рециклов – Вегштейна (Wegstein) и Бройдена (Broyden).

2 Учебный пример моделирования установки деметанизации с турбодетандером Рисунок 1 – Установка деметанизации Чтобы начать новую задачу: — выберите Новый > Задача из меню Файл или — нажмите кнопку Новая задача на панели инструментов 2.1 Задание термодинамического базиса расчета На экране появится окно Диспетчер базиса:

Прежде всего необходимо выбрать компоненты, которые будут использоваться в задаче. Нажмите кнопку Добавить, будет создан новый список компонентов и откроется окно выбора компонентов для этого списка.

Существует несколько способов выбора компонентов. Один из них – использование возможности поиска по шаблону. В поле Шаблон вводите имя или формулу компонента, пока нужный компонент не окажется первым в списке. Дважды щелкните по компоненту курсором мыши или нажмите кнопку Добавить. Компонент окажется в списке Выбранные компоненты.

Имейте в виду, что каждый компонент имеет условное имя (тривиальное название), полное имя (номенклатурное название) и формулу. Поиск можно проводить по любому имени или формуле. Кроме рассмотренного метода выбора по шаблону, Вы можете использовать кнопку Фильтр… для выделения из всего списка только веществ, принадлежащих определенным классам соединений. Чтобы выделить несколько компонентов, идущих последовательно, используйте клавишу . Если необходимо добавить к выделению несколько других компонентов, используйте клавишу . Выберите нужные компоненты: N2, CO2, C1, C2, C3, iC4, nC4, iC5,nC5 и C6. Список выбранных компонент будет выглядеть следующим образом:

Ошибочно добавленный компонент можно убрать из этого списка, выделив его, а затем нажав на кнопку Удалить или нажав клавишу на клавиатуре. Для того чтобы просмотреть свойства библиотечного компонента (или нескольких компонентов), выделите его (их) в списке выбранных компонент и нажмите на кнопку Просмотр…. HYSYS откроет специализированное окно для выбранного компонента.

Закройте окно выбора компонентов. Следующим шагом станет создание пакета свойств. Пакет свойств минимально должен содержать перечень компонентов и методы расчета, которые будут использованы HYSYS при расчете материальных потоков и их свойств. Нажмите кнопку Добавить, откроется окно Пакет свойств.

На закладке Термодинамический пакет выберите уравнение состояния Пенга-Робинсона. Закройте окно Пакет свойств. 2.2 Экспорт созданного пакета свойств Мы вернулись в окно Диспетчера базиса. Но теперь в списке Текущие пакеты свойств присутствует определенный нами пакет свойств, названный Базис-1.

Кроме того, отображается информация о количестве компонентов (NC) и термодинамическом пакете (PP). По умолчанию вновь созданный пакет свойств поставлен в соответствие главной задаче, что показано в списке Соответствие Схема-Пакет. HYSYS позволяет экспортировать созданный пакет свойств (кнопка Экспорт) и сохранить его в файле с расширением .fpk.

В дальнейшем этот пакет свойств может использоваться в других задачах. Теперь Вы можете начать задавать потоки и операции в расчетной среде HYSYS. Чтобы выйти из Диспетчера базиса и войти в расчетную среду, нажмите кнопку Вход в расчетную среду… в окне Диспетчера базиса или нажмите кнопку Расчетная среда на панели инструментов. То, что Вы видите на экране при входе в расчетную среду, зависит от того, как настроен параметр Начальный интерфейс (меню Настройки, закладка Расчет, страница Рабочий стол). Это может быть PFD (графический

Вы можете включать и выключать режим отображения на экране Кассы объектов, нажимая на клавишу или выбирая пункт Открыть/ Закрыть кассу объектов в меню Схема.

Прежде чем начать добавление потоков, советуем сохранить задачу. Для этого нажмите кнопку Сохранить задачу на панели инструментов или выберите Запомнить из меню Файл. Поскольку Вы впервые сохраняете Вашу задачу, на экране появится окно Записать под именем….

Если Вам необходимо открыть записанный ранее файл с задачей, Вам нужно нажать на кнопку Открыть задачу или выбрать пункт Открыть из меню Файл. Нажмите клавишу F11, на экране появится специализированное окно потока. 2.4 Задание состава потока Перейдите на страницу Состав и введите состав потока в мольных долях. Если состав задается в других единицах, нажмите кнопку Правка и выберите нужные единицы.

Источник: studfile.net

МОДЕЛИРУЮЩИЕ ПРОГРАММЫ СЕМЕЙСТВА ASPEN

Программы семейства Hysys, предназначены для технологических расчетов и позволяют разрабатывать адекватные стационарные и динамические модели для проектирования установок и анализа их «узких мест». Возможности программ позволяют рассчитывать возможные варианты проведения технологического процесса, меняя значения переменных и обвязку оборудования.

Среда Hysys состоит из следующих программных продуктов:

Преимуществом Hysys являются термодинамические методы, которые лежат в основе всех технологических расчетов. «Встроенные» пакеты расчета свойств обеспечивают надежные результаты для расчетов смесей углеводородов и неуглеводородных сред, применяемых в нефтехимической и химической промышленности. Термодинамическая группа фирмы Хайпротех проанализировала и произвела обработку экспериментальных данных, полученных из наиболее надежных и уважаемых в мире источников. На основе этой работы была построена база данных, содержащая более 1500 компонентов и более 16тысяч бинарных коэффициентов. Если же свойства какого то компонента не удается найти в этой базе, можно воспользоваться встроенными в Hysys методами расчета свойств компонентов, для которых полностью задана молекулярная структура.

Наряду со стандартными встроенными пакетами свойств пользователь имеет возможность для расчета конкретного свойства обратиться к специальному «табличному» пакету, который может дать более точные результаты в конкретном узком диапазоне, или создать свой собственный специализированный пакет свойств, который легко встраивается в Hysys с помощью технологии Active X. Кроме того, Hysys содержит мощный пакет регрессии, который можно использовать совместно с табличным пакетом.

Исходными данными для программы регрессии могут быть экспериментальные данные для чистых компонент (в Hysys содержатся экспериментальные данные для более чем 1000 компонентов), или собственные данные, которые имеются у пользователя. Этот пакет регрессии подбирает оптимальные коэффициенты для широкого набора имеющихся в программе формул расчета свойств. Такой подход позволяет получить результаты, максимально приближенные к экспериментальным данным.

Система имеет развитый графический интерфейс (рис. 1), большую базу соединений, представляет собой пакет программ, предназначенный для расчета стационарных и динамических режимов работы химико-технологических схем, содержащих массообменную и теплообменную аппаратуру, трубопроводы, реакторы и т.д., проведения оптимизационных расчетов, разработки схем регулирования, контроля за работой систем управления.

Рисунок 1 – Схема установки гидрокрекинга в программе Hysys

Программные продукты для принятия решений

AspenTech Icarus

Семейство программных продуктов под названием Icarus от компании AspenTech предназначено для выполнения экономических расчетов в процессе проектирования предприятия (установки или ее части).

Компания Intergraph включила данные продукты в свое комплексное решение по проектированию предприятий, как позволяющее быстро проводить необходимые оценочные экономические расчеты по проекту на стадии обоснования инвестиций

Семейство программных продуктов Icarus состоит из Icarus Process Evaluator (IPE), Aspen Decision Analyzer (ADA), Aspen KBase, Aspen Questimate, Icarus Process Manager. Все эти продукты имеют один и тот же интерфейс, обусловленный заложенной в них единой базой знаний и правил проектирования и экономических расчетов – Icarus Evaluation Engine (IEE).

База знаний и правил проектирования основана на технологиях математического моделирования, развивающихся уже почти 40 лет ранее компанией Icarus, а с 2000 года – подразделением Icarus компании AspenTech, и содержит:

– свыше 250 единиц различного оборудования, работающего с газами, жидкостями и твердыми веществами,

– свыше 60 различных объектов общезаводского хозяйства,

– около 70 различного вида работ по обустройству территории предприятия,

– несколько десятков зданий различного назначения

и многое другое.

Программные продукты, входящие в семейство Icarus, хотя и предназначены для различных целей, но имеют очень схожий функционал.

Несомненным достоинством продуктов семейства Icarus является возможность загрузки и использования имитационной модели процесса созданной в различных симуляторах для экономических расчетов в программе Analyzer. Analyzer поддерживает форматы отчетов следующих симуляторов:

• Aspen Plus компании AspenTech

• ChemCAD компании Chemstation для Windows

• HYSIM компании Hyprotech

• HYSYS компании Hyprotech

• PRO/II с модулем PROVISION компании SimSci

После загрузки моделей в Analyzer можно:

· масштабировать модели на новый уровень производства;

· расширить их, импортировав модели отдельных секций установок и проверив их работу с различными уровнями производительности, с целью анализа различных конфигураций;

· оценить полные капитальные вложения, спланировать проектирование, снабжение и строительство, рассчитать эксплуатационные расходы и другие экономические показатели;

· оценить стоимость работы установок при различном территориальном расположении;

· построить экономическую модель процесса для реальных условий мирового рынка;

• расширить границы содержания модели в соответствии с планом реализации проекта, провести повторную оценку перечисленных выше показателей.

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: megalektsii.ru

Aspen Hysys

Aspen Hysys (или просто Hysys) — симулятор химических процессов, разработанный AspenTech (англ.) ( рус. и используемый для математического моделирования таковых, от единичных реакций до полного цикла процессов на химических и нефтеперерабатывающих заводах.

Возможности

Может выполнять многие основные расчёты химического машиностроения, в том числе связанные с массовым балансом, энергетическим балансом, парожидкостным равновесием, теплопередачей, массопереносом, химической кинетикой, фракционированием и перепадом давления. [1] Широко используется в промышленности и научных кругах для стационарного и динамического моделирования, проектирования процессов, моделирования производительности и оптимизации. [2] [3]

Примечания

1. ↑Shukor, Hafiza; Ku Ismail, Ku Syahidah; Mohd Johar, HafizahERT 214 Material and energy balance Hysys simulation manual(неопр.) . Дата обращения: 4 декабря 2016.Архивировано 12 июля 2018 года.
2. ↑Schaschke, Carl.A Dictionary of Chemical Engineering Oxford Quick Reference. — OUP Oxford, 2014. — P. 191. — ISBN 9780191002700. Архивная копия от 27 мая 2021 на Wayback Machine
3. ↑Moran, Sean.An Applied Guide to Process and Plant Design. — Butterworth-Heinemann, 2015. — P. 63. — ISBN 9780128003824. Архивная копия от 19 мая 2021 на Wayback Machine

Ссылки

На эту статью не ссылаются другие статьи Руниверсалис.

Пожалуйста, установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями. ( 21 марта 2022 )

Источник: xn--h1ajim.xn--p1ai

49799 (Применение компьютерных технологий при проектировании нефтеперерабатывающего завода), страница 3

Документ из архива «Применение компьютерных технологий при проектировании нефтеперерабатывающего завода», который расположен в категории » «. Всё это находится в предмете «информатика» из раздела «», которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «рефераты, доклады и презентации», в предмете «информатика, программирование» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «49799»

Текст 3 страницы из документа «49799»

Для проектирования НПЗ необходимы лишь средства 2D-черчения, поэтому КОМПАС-График может в полной степени удовлетворять необходимым требованиям. КОМПАС-График позволяет в скоростном режиме выпускать чертежи изделий, схемы, спецификации, различные текстовые документы, таблицы, инструкции и прочие документы. Гибкость настройки системы и большое количество прикладных библиотек и приложений для КОМПАС-График позволяют закрыть практически все задачи пользователя, связанные с выпуском технической документации. Система КОМПАС-График предоставляет широчайшие возможности автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях промышленности. Он успешно используется в машиностроительном проектировании, при проектно-строительных работах, составлении различных планов и схем. КОМПАС обладает рядом недостатков. Он не поддерживает открытие и редактирование созданных в более поздних версиях приложения проектов более ранними. Также имеется проблема совместимости версии LT с полнофункциональной версией. Эти факты вынуждают использовать одну версию программы на всех этапах производства, что на больших предприятиях может вызвать некоторые затруднения. КОМПАС в отличие от AutoCAD не содержит средства для расчета прочности, динамики, кинематики моделируемого объекта. Однако это не является большим минусом программы, так как при проектировании НПЗ подобные компоненты не используются. На настоящий момент последней версией является КОМПАС-3D v12. Стоимость полного комплекта КОМПАС-3D составляет порядка 90000 рублей. Версия КОМПАС-График может обойтись в 35000 рублей. Для юридических лиц стоимость одной версии КОМПАС-3D может обойтись примерно в 30000 рублей за одну копию. По такой цене КОМПАС-3D был закуплен в ГУП ИНХП РБ. Рисунок 3.2 – Рабочее окно КОМПАС-3D 4. ПРОГРАММЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ Деятельность специалистов нефте- и газодобывающей, а также перерабатывающей промышленности направлена на усовершенствование технологического процесса и получение достоверных предсказаний параметров. Перед инженерами стоит задача нахождения оптимального способа осуществления технологического процесса в сжатые сроки и с минимальной вероятностью допущения ошибок. Кроме того, решения, принимаемые технологами, должны соответствовать поставленным бизнес — целям и в тоже время обеспечивать эффективность, безопасность и рентабельность работы предприятия. Моделирование технологических процессов позволяет связать бизнес — цели с проектированием и эффективно управлять производством. К наиболее важным преимуществам моделирования технологических процессов относятся:

• Организация расчётных исследований и причинно-следственного анализа для выбора оптимального варианта технологического процесса, соответствующего поставленным бизнес – целям.
• Нахождение оптимальных режимов работы оборудования для получения желаемой производительности установок и желаемого качества продуктов.
• Оценка влияния изменения характеристик сырья, сбоев в работе и остановки оборудования на безопасность, надёжность и рентабельность установки.
• Наблюдение за состоянием оборудования
• Оценка таких дефектов оборудования, как загрязнение теплообменников и захлёбывание тарелок ректификационных колонн путём моделирования и мониторинга оборудования реальной установки.

К наиболее популярным и используемым программам данного типа можно отнести Hysys, Pro-II, ProVision, ChemCad, AspenPlus, STX, ACX, HTFS (TASC, ACOL, FIHR, PIPE), Hextran, PipeSys и др. Рассмотрим некоторые из них.

4.1 Aspen HYSYS

Aspen HYSYS представляет собой программный пакет, предназначенный для моделирования в стационарном режиме, проектирования химико-технологических производств, контроля производительности оборудования, оптимизации и бизнес-планирования в области добычи и переработки углеводородов и нефтехимии.

Программный пакет HYSYS построен на основе надёжных и проверенных методов расчёта технологических процессов. Уже более 25 лет HYSYS применяется для моделирования процессов добычи нефти и газа, нефте- и газопереработки. Программа с одинаковым успехом работает в проектных и инжиниринговых фирмах, в ПКО заводов, в научно-исследовательских институтах и на заводских установках. На сегодняшний день инженеры и технологи используют HYSYS как средство построения стационарных моделей при проектировании технологических процессов, для мониторинга состояния оборудования и выявления неисправностей, для оптимизации технологических режимов, бизнес-планирования и управления активами.

HYSYS объединяет в себе удобный интерфейс и мощные средства для инженерных расчётов, что позволяет инженерам использовать программный пакет с максимальной эффективностью и с помощью него получать дополнительные знания о технологических процессах. Ключевыми особенностями HYSYS являются:

• Удобный графический интерфейс (PFD – Process Flowsheet Diagram). В окне программы в удобном для пользователя виде изображается схема технологического процесса. В программу включены возможности копирования, вырезания, вставки объектов, а также соединения объектов с помощью мыши. При построении больших схем несколько объектов можно объединить в отдельную подсхему.
• Точные термодинамические модели. Использование термодинамических моделей HYSYS позволяет рассчитать физические свойства, транспортные свойства, фазовое равновесие с гарантированно высокой точностью. Программа содержит обширную базу данных с возможностью добавления пользовательских компонентов.
• Открытая архитектура. HYSYS позволяет создавать пользовательские термодинамические и кинетические модели, а также модели единиц оборудования с помощью встроенного языка программирования (аналога Visual Basic). Вы можете подключать и использовать совместно с программой HYSYS Ваши собственные программы (созданные в среде Visual Basic, C++, Excel), расширяя её стандартные возможности и создавая интегрированные системы технологических расчетов.
• Обширная библиотека модульных операций. HYSYS включает в себя статические и динамические модели ректификационных колонн, реакторов, теплообменников, циклонов и фильтров и, кроме того, Вы можете использовать в HYSYS логические операции. Применение этих моделей даёт очень реалистичные результаты и позволяет выявлять такие ситуации, как опустошение или переполнение резервуара, обратное течения потока.
• Детальный проектный и поверочный расчёт теплообменников. При поверочном расчёте пользователь может импортировать в HYSYS подробную модель теплообменника из таких специализированных программ, как TASC+ (программа для детального конструкционного расчёта кожухотрубчатых теплообменников), ACOL+ (детальный расчёт воздушных холодильников), MUSE (расчёт пластинчато-ребристых теплообменников). Это позволяет провести в среде HYSYS более точный расчёт теплообменного оборудования.
• Экономическая оценка проекта. Модели, построенные в HYSYS, могут быть экспортированы в программу Aspen Icarus Process Evaluator или Aspen Icarus Project Manager с целью экономической оценки проекта. Aspen Icarus™ предназначен для оценки стоимости основного и дополнительного оборудования отдельных элементов схемы и всей установки в целом.
• Передача данных в конструкторскую программу. Модели могут быть экспортированы из HYSYS в Aspen Zyqad для дальнейшего использования в конструкторских программах (например, в AutoCAD). Применение Aspen Zyqad позволяет повысить качество и эффективность инженерных расчётов и сократить время на реализацию проекта.

HYSYS содержит множество встроенных модулей, к основным можно отнести:

• Модуль HYSYS Data Rec позволяет согласовывать данные модели и реальной установки для контроля рабочих характеристик оборудования и on-line оптимизации.
• HYSYS OLI Interface — интерфейс к программе расчёта растворов электролитов, разработанной компанией OLI Systems Inc. Добавление данного модуля позволяет расширить базу данных по термодинамическим свойствам, включив в неё свойства более 3000 органических и неорганических электролитов.
• Модуль HYSYS Optimizer работает на основе метода последовательного квадратичного программирования (SQP). SQP метод является одним из самых современных и эффективных методов оптимизации. Он применяется как для оптимизации в стационарном режиме при проектировании (offline оптимизация), так и для оптимизации работы реальной установки (online оптимизация).

Помимо встроенных модулей, HYSYS поддерживает дополнительные модули. Дополнительные модули расширяют стандартные возможности HYSYS. Благодаря открытой архитектуре HYSYS в качестве дополнительных модулей выступают как собственные программы AspenTech, так и программы компаний-партнёров AspenTech. Дополнительные модули позволяют настроить HYSYS с учётом специфики конкретного производства. К наиболее популярным дополнительным модулям можно отнести:

• HYSYS Crude Module для расчёта потоков нефти, колонн АВТ;
• Программный пакет HYSYS Dynamics – моделирование в динамическом режиме;
• Программный пакет HYSYS OLGAS – расчёт трубопроводов;
• Программный пакет HYSYS PIPESYS – расчёт магистральных трубопроводов;
• Модуль HYSYS Upstream для расчёта процессов добычи нефти;
• Модуль HYSYS Amines для расчёта процессов аминовой очистки;
• Программный пакет Aspen RefSYS для расчёта основных установок, применяемых в нефтепереработке.

Использование программы HYSYS даёт значительный экономический эффект: повышается производительность и прибыльность установок. Экономический эффект от использования программы HYSYS достигается за счёт следующего:

• Оптимизация проектирования — возможность в сжатые сроки оценить рентабельность, безопасность и надёжность установки;
• Мониторинг состояния оборудования – уверенность в том, что оборудование работает в оптимальном режиме;
• Уменьшение затрат на реализацию проекта – возможность свести к минимуму количество ошибок и сделать проект менее трудоёмким.

Рисунок 4.1 – Aspen HYSYS

4.2 Chemstations Chemcad

Программный пакет CHEMCAD разработан фирмой ChemStations, Inc. Представляет собой эффективный инструмент для компьютерного моделирования химико-технологических процессов при разработке, модернизации и оптимизации химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.

CHEMCAD позволяет решать задачи расчетно-технологического проектирования химических производств и разработки технологического регламента для произвольного химико-технологического процесса.

CHEMCAD – это пакет программ для моделирования и расчета технологических схем с рециклическими потоками органических и неорганических веществ и непрерывных смесей (в случае нефтяных фракций), а также энергетических потоков.

• базы данных по свойствам индивидуальных веществ и различные методы их прогнозирования (основной модуль CHEMCAD);
• программные модули для вычисления отсутствующих в базе данных свойств индивидуальных веществ и их смесей (а также параметров уравнений для их расчета) по минимальному объему экспериментальных данных и структурным формулам их молекул (основной модуль CHEMCAD);
• базы данных по расчетным модулям типовых процессов химической технологии, протекающих в реакторах, абсорбционных, ректификационных и экстракционных колоннах (с тарелками и насадками различных типов, а также для случая совмещенных процессов хемосорбции и хеморектификации), дистилляционных аппаратах, теплообменниках различных типов (кожухотрубных и пластинчатых, аппаратах воздушного охлаждения и теплообменниках типа «труба в трубе»), компрессорах, насосах, фильтрах, центрифугах, дробилках, кристаллизаторах, циклонах, сушилках и др.(основной модуль CHEMCAD и дополнительный модуль CCTERM);
• расчетные модули для определения конструкционных параметров типового оборудования химических производств – колонных аппаратов, теплообменников, резервуаров, трубопроводов, диафрагм, аппаратов высокого давления и др. (основной модуль CHEMCAD и дополнительный модуль CCTERM);
• программные модули для проведения расчетных исследований и оптимизации технологических схем химических производств, в том числе и периодической ректификации (основной модуль CHEMCAD и дополнительный модуль ССBETCH);
• программные модули для расчета параметров динамических режимов химических реакторов и колонных аппаратов абсорбции и ректификации совместно регуляторами и исполнительными устройствами (основной модуль CHEMCAD и дополнительные модули ССRIEKS и ССDCOLUMN);
• программные модули для расчета стоимости единиц оборудования химических производств (основной модуль CHEMCAD).

CHEMCAD позволяет создавать, анализировать и оптимизировать различные варианты технологического оформления производственных процессов, оценивать их эффективность и выбирать наилучший из них.

Комплекс исследований с использованием CHEMCAD, дает возможность добиться удовлетворительного совпадения результатов расчетов с данными промышленных экспериментов, что позволяет решать задачи автоматического управления процессами и повышения эффективность действующих производств, определения оптимальных режимных и конструкционных параметров процессов в отдельных аппаратах с позиции всего производства в целом.

CHEMCAD предназначен для:

• подготовки оптимальных исходных данных по единицам оборудования и трубопроводным системам для рабочего инженерно-технического проектирования при создании новых, а также реконструкции и диверсификации действующих химических и нефтехимических производств;
• исследования и оптимизации работы систем автоматического регулирования химико-технологических процессов, в том числе и в составе систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУТП);
• разработки динамических моделей действующих технологических процессов, так называемых «виртуальных производств» при создании тренажеров для операторов и инженеров химических производств.

Источник: studizba.com