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文檔簡介
有機合成仿真實訓軟件需求說明產(chǎn)品名稱技術參數(shù)數(shù)量單位有機合成仿真實訓軟件一、軟件內容要求(1)有機合成工技能水平培訓軟件要求基于動態(tài)過程仿真軟件運行平臺開發(fā),真實模擬有機合成反應操作過程,并對操作數(shù)據(jù)進行分析,得到仿真結果;軟件要求具備機理模型,以真實數(shù)據(jù)庫作為支撐,保證高仿真度、高交互操作,并且可提供實時信息反饋與操作指導。1、工藝流程要求有機合成工技能水平培訓軟件至少包括11款系列軟件,涉及多種有機合成反應,詳細如下:1.1、氧化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真氧化反應工藝,其流程為:原料空氣經(jīng)羅茨風機C101進入空氣緩沖罐V101,V101內正常壓力為1.3atm,經(jīng)過調節(jié)閥FV101,緩沖罐V101的空氣再進入空氣預熱器E103進行預熱,然后依次進入換熱器E102、E101,與R101出料熱混合氣進一步換熱后進入汽化器X101。邊界物料液態(tài)均四甲苯經(jīng)計量泵P101再經(jīng)過蒸汽加熱汽化后進入氣化器X101,與熱空氣充分混合后進入反應釜R101,在反應釜內經(jīng)過床層的催化劑作用下發(fā)生氧化反應。在反應溫度為440℃時反應選擇性最佳。反應為放熱反應,釜R101為夾套式的,夾套內通的是380℃的熔鹽,正常運行時反應放出的額外熱量由熔鹽帶出,冷態(tài)開車階段前期熔鹽對反應釜R101進行升溫,后期熔鹽帶走R101多余熱量。R101內反應后的粗產(chǎn)物混合氣依次進入換熱器E101,E101與原料空氣初次換熱后再進入熱管換熱器E104進一步降溫。E104的冷物料為軟水,軟水經(jīng)過調節(jié)閥TV101進入E104管程,控制粗產(chǎn)品出料溫度。1.2、還原反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真還原反應工藝,其流程為:催化加氫脫乙炔的工藝。乙炔是通過等溫加氫反應器除掉的,反應器溫度由殼側中冷卻介質控制。冷卻介質選用液態(tài)丁烷,丁烷蒸發(fā)帶走反應器中的熱量。反應原料分為兩股,一股為約-15℃的C2H2混合原料,進料量由流量控制表FIC101控制;另一股為H2與CH4的混合氣,溫度約10℃,進料量由流量控制表FIC102控制。FIC101與FIC102為比值控制,兩股原料以一定比例在管線中混合,之后經(jīng)原料氣/反應氣換熱器(EH423)預熱,再經(jīng)過原料預熱器(EH424)預熱至38℃,進入反應器(ER424A)進行反應。預熱溫度是由溫度控制表TIC101通過調節(jié)預熱器EH424蒸汽的量進行調節(jié)的。在44℃、2.52MPa的條件下,原料在反應器ER424A中反應生成C2H4。溫度過高時會發(fā)生副反應,C2H4聚合生成C4H8。反應器中的熱量由反應器殼側循環(huán)的加壓丁烷冷劑蒸發(fā)帶走。丁烷蒸汽在冷凝器EH429中被冷凝,而閃蒸罐EV429的壓力由壓力控制器PIC201通過調節(jié)丁烷蒸汽冷凝回流量來控制,以維持丁烷制冷劑的溫度。1.3、鹵化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真鹵化反應工藝,其流程為:投料之前先按照催化劑升溫活化程序對催化劑進行升溫、活化。反應前先向反應器中進20%液體二氯乙烷原料,打開釜底循環(huán)泵,使反應釜內原料建立內循環(huán),為氣相原料提供反應場所。原料氯氣和乙烯加壓輸送到原料混合器混合后進入反應器,氣相反應物在內循環(huán)的二氯乙烷中接觸,在一定的反應壓力、反應溫度以及催化劑的作用下進行反應。氣相反應產(chǎn)物經(jīng)釜頂蒸出,通過釜頂換熱器冷凝到回流緩沖罐中,一部分液體回流回到反應釜中起降溫作用,另一部分液體采出到成品,不溶氣體由回流管頂放出;液相產(chǎn)物經(jīng)釜低換熱器換熱后由釜低循環(huán)泵輸送回反應釜,建立自身的循環(huán)。1.4、硝化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真硝化反應工藝,其流程為:酸性苯和混酸經(jīng)流量控制閥進入反應釜R101中,反應后通過溢流進入換熱器E101,換熱后進入硝化分離器V101,廢酸經(jīng)泵P102進入廢酸罐循環(huán)利用,粗產(chǎn)物經(jīng)泵P101進行下一步精制。1.5、酯化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真酯化反應工藝,其流程為:原料乙酸和乙醇分別由乙酸進料泵P101、乙醇進料泵P102送入酯化反應釜R101內,再加入催化劑,攪拌混合均勻后,加熱進行液相酯化反應。從酯化反應釜出來的氣相物料,先經(jīng)反應釜蒸餾柱E101粗分,再進入反應釜冷凝器E102管程與水換熱冷凝,然后進入反應釜冷凝罐V103。反應過程中,V103中物料回流回酯化反應釜R101中,直到反應結束,停止回流;然后使反應物料完全冷凝至反應釜冷凝罐V103中。1.6、?;磻に嚪抡孳浖撥浖竽M仿真?;磻に嚕淞鞒虨椋簩?43kg苯、600kg無水三氯化鋁投入?;磻猂-101中,攪拌冷卻至10℃,滴加408kg丙酰氯與490kg無水苯的混合液,注意控制流量。滴加完畢,緩緩升溫至20℃保持1h繼續(xù)反應。1.7、胺化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真胺化反應工藝,其流程為:投料之前先按照催化劑升溫活化程序對催化劑進行升溫、活化。原料硝基苯經(jīng)加料泵加壓、硝基苯預熱器E-201預熱,與經(jīng)過加壓的氫氣混合后,進入硝基苯氣化器E-202并汽化,進入流化床反應器R-201。在流化床反應器內的催化劑作用下,硝基苯和氫氣反應生成水和苯胺并放出大量熱,反應器外壁有夾套,能及時將反應熱移出。反應物在反應器頂部流出,進入下一工段。1.8、磺化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真磺化反應工藝,其流程為:將磺化反應器中加入過量的甲苯,然后加熱到100-115℃,再把濃硫酸逐漸加到回流的甲苯中,從反應器逸出的蒸汽混合物經(jīng)冷凝后,分層,上部的甲苯層再返回到磺化反應器中,直到將硫酸中的水和磺化反應生成水蒸氣,回流操作一般需要6小時左右,產(chǎn)物中約有80%的對甲苯磺酸,少部分的鄰甲苯磺酸和間甲苯磺酸。1.9、羥基化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真羥基化反應工藝,其流程為:乙烯和鍋爐水蒸氣,與循環(huán)乙烯一起在熱交換器中被從反應器出來的反應產(chǎn)品預熱,并通過換熱器過熱到325℃。在6.9MPa下,乙烯和水蒸氣自下而上通過固定床反應器,并在磷酸硅藻土催化劑上進行水合反應。自反應器引出的含有乙醇、乙烯、水、乙醚及夾帶磷酸的反應氣體,經(jīng)過換熱器被冷卻到70℃之后,在洗滌塔中用稀氫氧化鈉溶液洗滌。塔頂流出的未被洗滌下來的乙烯通過循環(huán)壓縮機升壓返回反應器繼續(xù)反應。從洗滌塔塔底流出的混合液體經(jīng)閃蒸分離后,閃蒸蒸汽循環(huán)去合成。從閃蒸塔底流出的粗乙醇溶液送至精餾工段?,F(xiàn)場操作演示精餾綜合拓展實驗手機版軟件,用戶只需通過掃碼即可便捷訪問,無需額外安裝插件或客戶端。軟件支持與PC端關聯(lián),實驗成績自動上傳,所有實驗、數(shù)據(jù)均可通過PC端進行管理和查看。手機版軟件可實現(xiàn)以下功能:1)實驗介紹、文件管理、記錄數(shù)據(jù)、查看圖表、設備列表等功能;2)異常情況及事故的緊急處理:液泛、霧沫夾帶、嚴重漏液、換熱器結垢;3)常壓單元操作參數(shù)變化對精餾過程的影響:回流比、進料溫度、導熱油加熱功率;4)精餾塔的實驗物系可選擇:乙醇—正丙醇、乙醇—水、苯—甲苯等。1.10、烷基化反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真烷基化反應工藝,其流程為:原料丁酮經(jīng)累積流量計FIQ101進入通有盤管冷卻水的計量罐V101恒溫儲存。當丁酮累計流量達到一定量后,V101充氮氣升壓,將罐內的丁醇壓至緩沖罐V102中,原料丁醇再經(jīng)過泵P101打入配料釜R101。配料釜R102在攪拌的條件下加入一定量的對苯二胺,充分攪拌溶解。溶解完的配料加壓后經(jīng)過濾器F101過濾后進入預熱釜R102,在攪拌的條件下,通過夾套蒸汽將物料升溫至50℃左右。R102內預熱好的物料加壓轉至反應釜R103中,開啟攪拌器,一邊攪拌一邊緩慢加入一定量的催化劑,然后R103先通氮氣升降壓置換釜內殘余的空氣,然后再向R103通氫氣升降壓置換釜內殘余的氮氣,確保釜內沒有空氣的基礎上保證氫氣濃度,置換完畢后R103通氫氣升壓至4.0MPa左右。在攪拌和加熱條件下進行反應,反應溫度控制在160℃,反應初期溫度由低壓蒸汽控制調節(jié),隨著反應的進行,反應溫度不斷升高,需要由反應釜內盤管中循環(huán)冷卻水來控制釜內溫度,隨著反應的進行,產(chǎn)生的熱量由多變少,要及時調節(jié)冷卻水的量保證反應溫度,約反應12小時后,循環(huán)冷卻水全關情況下,反應溫度、壓力不再變化,取樣分析合格后,再通冷卻水降溫度,出料后,打開放空閥,放空釜中未反應的氫氣,反應結束。1.11、重氮化和偶合反應工藝仿真軟件該軟件要求模擬仿真重氮化和偶合反應工藝,其流程為:在重氮化鍋中,按計量加入水和鹽酸,開啟攪拌器在攪拌下加入苯胺,夾套內通冷卻鹽水降溫至0-4℃左右,加入適量亞硝酸鈉溶液進行重氮化反應,維持此溫度,攪拌至反應結束。將縮合物加入到偶合釜,開啟攪拌器,夾套內通冷凍鹽水降溫至0-2℃,加入苯胺的重氮化鹽溶液,同時加入純堿溶液以加速偶合反應,至偶合反應完全時pH為6.8-7偶合釜內反應完畢,向其中加入適量的食鹽、尿素進行鹽析。2、設備清單2.1、氧化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于9個;控制及顯示儀表不少于21個。2.2、還原反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于5個;控制及顯示儀表不少于9個。2.3、鹵化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于6個;控制及顯示儀表不少于15個。2.4、硝化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于5個;控制及顯示儀表不少于5個。2.5、酯化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于8個;控制及顯示儀表不少于11個。2.6、酰化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于3個;控制及顯示儀表不少于2個。2.7、胺化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于6個;控制及顯示儀表不少于13個。2.8、磺化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于3個;控制及顯示儀表不少于7個。2.9、羥基化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于7個;控制及顯示儀表不少于14個。2.10、烷基化反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于7個;控制及顯示儀表不少于15個。2.11、重氮化和偶合反應工藝仿真軟件要求設備清單如下:主要設備數(shù)量不少于3個;控制及顯示儀表不少于13個。2.12、現(xiàn)場操作演示壓力容器基礎知識類資源庫,利用視頻、3D動畫形式進行講解,分為安全基本技能、壓力容器基礎知識、壓力容器安全操作、煉化生產(chǎn)裝置中的壓力容器安全操作、壓力容器安全管理、壓力容器自身質量引起的事故、壓力容器的操作事故等七大類,不少于30個視頻素材,包含壓力容器典型安全附件介紹、壓力容器運行前的準備工作、罐車裝卸安全操作、壓力容器定期檢驗與修理、設計及制造引起的事故、開工過程中的事故等。配套化工設備3D視頻,對真實設備進行3D建模,并通過視頻的形式進行三維展示,利用動畫、特效等形式展示設備的內外部各個結構以及工作原理,清晰明了學習設備,包含:德士古氣化爐、東方氣化爐、晉華氣化爐、殼牌氣化爐、魯奇氣化爐、對置式多噴嘴氣化爐等。3、培訓內容要求3.1、冷態(tài)開車:能夠訓練按正確步驟開關相應的閥門、設備和儀表,貫通流程,由于教學管理需要,需同時具有設備類軟件著作權證書及軟著對應產(chǎn)品證書。3.2、正常操作:能夠訓練正確控制和調節(jié)工況參數(shù);3.3、正常停車:能夠訓練按正確步驟停車,3.4、常見事故處理,不同的有機反應工藝的常見事故處理如下:(1)氧化反應工藝仿真軟件:軟水斷水。(2)還原反應工藝仿真軟件:氫氣中斷。(3)鹵化反應工藝仿真軟件:儀表事故。(4)硝化反應工藝仿真軟件:酸中斷。(5)酯化反應工藝仿真軟件:①反應釜R101溫度過高;②反應釜壓力過大;③R101物料溫度過高。(6)酰化反應工藝仿真軟件:丙酰氯中斷事故。(7)胺化反應工藝仿真軟件:苯胺中斷事故。(8)磺化反應工藝仿真軟件:濃硫酸中斷事故。(9)羥基化反應工藝仿真軟件:①乙烯原料中斷;②催化劑失活。(10)烷基化反應工藝仿真軟件:反應釜R103斷蒸汽。(11)重氮化和偶合反應工藝仿真軟件:碳酸鈉中斷事故。3.5、提供現(xiàn)場操作演示,事故處理包含有設備安全知識點:設備電暈放電、刷狀放電、火花放電、弧光放電四種放電形式處理;設備配電系統(tǒng)繼電保護,保護整定和定值輸入,并進行故障測試。進行說明故障測試組合不少于60種情況,展示出K1、K2、K3保護動作邏輯以及報文情況。二、資源培訓和考核要求1、培訓系統(tǒng)規(guī)格要求1.1、系列軟件包括內容:通用教師站;通過局域網(wǎng)連接可安裝的多臺學員操作站。1.2、能在學員站上進行仿真操作練習,學員可根據(jù)智能操作指導單獨練習操作并對自己操作的成績進行實時考核,并能重新選擇初始條件。1.3、具有智能操作指導及智能評價系統(tǒng),能生成并導出或打印成績單。2、培訓系統(tǒng)功能要求2.1、數(shù)學模型:軟件基于實時數(shù)據(jù)庫,建立遵循傳熱、傳質、動量傳遞和化學反應動力學、化工熱力學和自動控制等基本原理的數(shù)學機理模型。2.2、現(xiàn)場操作演示至少兩款PLC編程軟件通過軟件中間件直接與虛擬仿真軟件進行數(shù)據(jù)通訊,可以通過編程軟件控制仿真場景動作并采集仿真場景的信號。2.3、評分系統(tǒng):對仿DCS和虛擬現(xiàn)實場景中的操作和工藝參數(shù)進行實時評定,可導出、打印成績。(1)在評分模型中,設置常規(guī)步驟評價系統(tǒng),設置工藝參數(shù)的質量評價系統(tǒng),占比需要按照教學需求進行設置。(2)設置操作規(guī)范以及安全操作評價,對于嚴重違規(guī)操作直接給予一次性扣分或者連續(xù)扣分。2.4、多人協(xié)同操作:可實現(xiàn)在局域網(wǎng)內進行多人協(xié)同操作,支持將學員編組,每個培訓小組成員中選擇一個作為主機(或服務器),其它小組成員可以通過IP或局域網(wǎng)發(fā)現(xiàn)連接至該主機,實現(xiàn)小組成員共用一個仿真模型。2.5、模型控制:切換、暫停、停止、運行培訓項目,存儲、讀取快門,改變模型時鐘,變量監(jiān)控,事故運行狀態(tài)監(jiān)控等。(1)培訓項目切換:學員可就培訓項目內容進行選擇和切換,如冷態(tài)開車、正常運行、正常停車、事故處置等進行切換。(2)暫停解凍模型:在軟件運行過程中可以暫停/繼續(xù)運行仿真系統(tǒng)。(3)存儲讀取工況:內置自動保存快門:軟件后臺在本地每隔5分鐘自動保存操作進度文件,用于學員機意外重啟、斷電、藍屏等異常時,可形成培訓或考試的應急處理預案;手動保存快門:可以手動保存進度,用于解決短時間無法完成一個完整工藝流程培訓的問題。快門文件可以長期保存,并能通過重演快門的方式,加載快門文件記錄的操作狀態(tài)和評分狀態(tài)。(4)仿真時鐘:可以實現(xiàn)0.1-3倍的模型速率的調節(jié)。(5)變量監(jiān)視:可以對仿真系統(tǒng)溫度、液位、壓力、流量、閥門開度等變量的實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)視,并查看上述數(shù)據(jù)波動范圍的上限和下限。2.6、搜索功能:在菜單欄搜索框中輸入設備、閥門位號,可以快速定位至搜索對象所在的頁面,并紅框閃爍提示。2.7、教師站:教師站基于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡通信與控制軟件,可以方便的對學員機的項目進行統(tǒng)一啟動和控制,選擇是否屏蔽評分界面,實時顯示得分,獲取成績,對成績進行統(tǒng)計等;需設置有仿真項目考試、設置事故工況、快速啟動、理論題考試,文件下發(fā),師生交流等功能。三、其他①、提供化工流程模擬系統(tǒng)一個學習賬號(使用期限不少于12個月):系統(tǒng)包括物性分析、穩(wěn)態(tài)模擬、動態(tài)模擬、化工原理實驗等功能板塊;采用B/S架構,通過瀏覽器登錄,無需復雜安裝,可以通過手機、平板等多終端打開;PC端和手機端(瀏覽器鏈接打開)均能進行登錄,且同一賬號數(shù)據(jù)可進行共享。1、物性分析1.1、包含5000種以上純物質和2000種以上電解質離子的基礎物性數(shù)據(jù),10000對以上的二元交互作用參數(shù),支持用戶自定義物性包、進行物性估算、物性回歸。1.2、基礎物性包括:分子量、熔點、沸點、臨界溫度、臨界壓力、臨界體積、臨界壓縮因子、偏心因子、偶極矩、25℃標準生成焓、25℃標準生成自由能、溶解參數(shù)、OMRGAPrime、折光率、回轉半徑、Rackett參數(shù)等;1.3、物性方法包括:PR、SRK、RK等狀態(tài)方程模型;UNIQUAC、UNIFAC、NRTL、Wilson等活度系數(shù)模型,以及專門處理電解質體系的eNRTL模型等熱力學方法包;1.4、可查看純物質物性方法系數(shù),并可以編輯保存到數(shù)據(jù)庫,包括:理想氣體熱容、液體熱容、液體密度、氣體密度、液體表面張力、氣體粘度、液體粘度等;1.5、熱力學屬性包括:純組分液體蒸發(fā)焓、純物質液相熱熔、純組分飽和蒸汽壓、純組分理想氣體熱熔、純組分液體粘度、液體密度、純組分氣體熱傳導系數(shù)、純組分液體熱傳導系數(shù)、純組分氣體粘度、純組分液體表面張力等。1.6、物性分析模塊包括三種類型的物性分析:純組分分析:計算隨溫度或壓力變化的純組分物性;二元分析:生成二元體系相圖,如TXY,PXY圖?;旌衔锓治觯河嬎慊旌衔锏奈镄?,可以通過修改溫度或壓力,生成分析曲線。1.7、物性估算模塊通過基團貢獻法Joback等估算基礎物性數(shù)據(jù);通過UNIFAC,UNIFAC-DMD估算二元交互作用參數(shù)。1.8、物性回歸模塊適用于一些特殊的、不常見的,且在數(shù)據(jù)庫中沒有相關擬合系數(shù)的體系。只要輸入實驗數(shù)據(jù),就可以利用物性回歸對純組分或者混合物的熱力學屬性的系數(shù),以及二元交互參數(shù)的系數(shù)進行計算。2、穩(wěn)態(tài)模擬2.1、穩(wěn)態(tài)模擬板塊的主要功能如下:(1)為工藝過程提供d準確的質量計算和能量平衡計算;(2)為實際工藝的操作條件、設備尺寸提供參考;(3)預測流股的流量、組成;(4)可減少實驗裝置的設計時間,優(yōu)化裝置的設計;(5)改進工藝流程,優(yōu)化條件,對工藝過程進行瓶頸分析。2.2、簡單分離模塊包含閃蒸罐、三相罐、傾析器和分離器:(1)閃蒸罐:閃蒸罐模塊可進行給定熱力學條件下的汽-液平衡計算,只有一股進料物流,出口物流為一股氣相物流和一股液相物流。用兩出口閃蒸罐模塊進行模擬計算時,需要規(guī)定溫度、壓力、汽化率、熱負荷這四個參數(shù)中的任意兩個(不可同時規(guī)定汽化率和熱負荷)。(2)三相罐:三相罐模塊可進行給定熱力學條件下的氣-液-液平衡計算,只有一股進料物流,出口物流為一股氣相物流和兩股液相物流。用三相罐模塊進行模擬計算時,需要規(guī)定溫度和壓力,還要考慮是否指定第二液相的關鍵組分。(3)傾析器:傾析器模塊主要用于給定熱力學條件下的液液分離計算,模塊支持一股進料和兩股出料,進口流股相態(tài)可以為氣相、液相或汽液相,出口流股為兩股液相物流(第一液相和第二液相)。用傾析器模塊進行模擬計算時,需要規(guī)定溫度和壓力,可以選擇是否指定第二液相的關鍵組分,未指定第二液相時系統(tǒng)根據(jù)液相質量密度進行判斷,選擇密度大的液相為第二液相。(4)分離器:分離器是按照每個組分的分離規(guī)定,將入口物流分離成兩股或多股出口物流,不考慮分離過程。當分離過程未知,但已知每個組分的分離結果時,可以用分離器代替嚴格分離模塊以節(jié)省計算時間。2.3、塔類設備模塊可進行精餾塔的設計操作,模擬精餾、吸收、萃取等過程,提供了精餾塔單元模塊的簡捷計算和嚴格計算模型。(1)精餾塔簡捷模型:適用于相對揮發(fā)度恒定,僅有一股進料和兩股出料的簡單精餾塔模擬。該模塊能夠根據(jù)給定的進料條件和輕/重關鍵組分的回收率,計算最小回流比、最小理論板數(shù)、給定回流比下的理論板數(shù)、進料板位置、冷凝器和再沸器的熱負荷等參數(shù)。(2)精餾塔嚴格模型:通過規(guī)定塔板數(shù)、進料板、回流比、餾出物進料摩爾比等塔操縱規(guī)范,確定冷凝器和再沸器類型,以獲得更精確的精餾塔計算模擬結果,適用于大部分精餾、吸收、萃取、汽提等過程。2.4、管路模塊包含分支和混合:(1)分支:可將一股流股分為兩股或多股具有相同組成和狀態(tài)的流股。分支模塊只有一股入口流股,至少有兩股出口流股。分離物流時,用戶通過指定出口物流流量分率或流量(質量、摩爾、體積流量)來確定出口物流的參數(shù)。用戶可指定N股物流或者N-1股物流(N為產(chǎn)品流股的數(shù)量),按照物料守恒的規(guī)律得到出口物流的參數(shù)。(2)混合:可將多股流股混合為一股流股,實現(xiàn)混合操作?;旌夏K至少有兩股入口物流,但只有一股出口流股,另外,還需要指定出口物流的相態(tài)。2.5、流體輸送模塊提供了四種流體輸送的單元模塊,包括壓縮機、膨脹機、離心泵和降壓閥。(1)壓縮機:可以通過指定出口壓力(壓力升高)、壓力增量、壓力比率或特性曲線計算所需功率,還可以通過指定功率計算出口壓力。對壓縮類型,同樣提供了等熵壓縮與多變壓縮兩種壓縮類型,滿足不同型號壓縮機的工作機理,以求提高模擬結果的精度。(2)膨脹機:可以通過指定出口壓力(壓力降低)、壓力減量、壓力比率或特性曲線計算所需功率,還可以通過指定功率計算出口壓力。(3)離心泵:泵元件可以模擬實際生產(chǎn)中輸送流體的各種泵,主要是計算將流體壓力提升到目標值時所需要的功率。泵設備通過指定出口壓力或壓力增量或壓力比率計算所需功率,也可以通過指定功率來計算出口壓力。(4)降壓閥:不改變入口和出口的溫度、物流信息等,通過設定壓降或閥出口壓力值,改變出口物流的壓力。2.6、換熱設備模塊(1)簡單換熱器:確定出口物流的熱力學狀態(tài)和相態(tài)。可計算物流的泡點或露點、物流過熱或過冷的匹配溫度、確定物流加熱/冷卻到某一氣相分數(shù)所需的熱負荷。(2)嚴格換熱器:模擬兩股物流之間的換熱??蛇M行四種不同的計算模式,分別為設計模式,校核模式,最大污垢熱阻,操作模式。2.7、反應器模塊(1)計量反應器:用于模擬忽略反應動力學數(shù)據(jù)的化學反應,但要求反應的化學反應式計量關系和反應程度或轉化率已知。計算時需要明確反應器中發(fā)生的反應,確定反應物、生成物以及化學反應式計量系數(shù),規(guī)定反應器的操作條件,并指定每一個反應的反應程度或轉化率。(2)全混釜反應器:是連續(xù)流動充分攪拌的槽式反應器,流入反應器的物料在瞬間與反應器內的物料混合均勻,即在反應器中各處物料的溫度、濃度都是相同的。其有三個顯著特性:①物料在反應內部充分返混,使得各處參數(shù)均一致;②反應器出口組成與內部組成相同;③反應過程中連續(xù)進料與出料,是一定常態(tài)過程。(3)平推流反應器:與全混釜反應器同屬于動力學反應器,因此,在動力學設置上是一致的,只是在反應器設置上有所不同。(4)平衡反應器:用于模擬化學反應式計量關系已知,部分或所有反應達到化學平衡的反應器。它能夠同時計算相平衡與化學平衡,模塊進行模擬計算時,需要規(guī)定化學反應式計量關系與反應器的操作條件,沒有其他規(guī)定默認反應達到平衡。(5)產(chǎn)率反應器:產(chǎn)率反應器是知道反應物及出口產(chǎn)物而不知道化學反應計量式時,根據(jù)產(chǎn)率分布情況來計算物料衡算和能量衡算。該模型只考慮總質量守恒而不考慮元素守恒。(6)間歇反應器:用于嚴格模擬間歇或半間歇反應器,基于反應動力學模型進行反應計算。2.8、油品管理器模塊(1)油品化驗數(shù)據(jù)模塊可生成完整蒸餾曲線、密度及比重分布曲線。支持TBP(實沸點蒸餾)、ASTMD86(恩氏蒸餾)、ASTMD1160、ASTMD2887(模擬色譜蒸餾)數(shù)據(jù)輸入;支持多種內插外推方式擬合原油曲線,外推方法有二次多項式法和概率密度函數(shù)法,內插法有三次樣條法和線性插值法;支持油品的苯胺點、閃點、凝點、冰點、濁點、傾點、輝光值、雷氏蒸氣壓、運動黏度、硫氮氫氧元素含量、金屬含量、辛烷值、十六烷值、折射率等混合性質計算。(2)油品混合模塊將多股油品化驗數(shù)據(jù)進行混合。(3)油品切割模塊將油品切割為若干虛擬組分,并計算虛擬組分的物性數(shù)據(jù),包括NBP、API、SG、MW、臨界性質等性質。2.9、支持用戶自定義開發(fā)模塊單元模塊庫中提供有自定義模塊模版,支持用戶自定義開發(fā)專屬的單元模塊,實現(xiàn)已有單元模塊的替代或模塊庫中未有單元模塊的補充;支持用戶通過基礎單元模塊組合形成自定義工藝單元模塊-子流程模塊,定義專屬的子流程模塊,方便靈活調用。2.10、靈敏度分析靈敏度分析就是選取某一設備的任一參數(shù)作為因變量,改變這一參數(shù),分析其對該設備其他參數(shù)以及其他設備的某一參數(shù)的影響。靈敏度分析能夠直觀的呈現(xiàn)出兩參數(shù)之間的關系,協(xié)助用戶設置合理的參數(shù)范圍。2.11、公用工程提供公用工程功能,可實現(xiàn)單個單元模塊的能耗、能源費用與各種公用工程的用量計算(例如高壓、中壓和低壓蒸汽)和CO2的排放分析。2.12、豐富的數(shù)學求解算法具有豐富的數(shù)學求解算法,如牛頓-拉夫遜算法(Newton-Raphson)、布羅伊登算法(Broyden)、韋格斯坦法(Wegstein)、直接迭代法、割線法(Secant)、二分法(Bisection)、哈雷法(Halley)等線性及非線性代數(shù)方程及方程組的求解算法,歐拉法(Euler)等微分方程及方程組的求解算法,以及針對積分方程及方程組的積分求解算法。2.13、流程拓撲分析系統(tǒng)流程拓撲分析系統(tǒng)對建模的工藝流程進行拓撲結構識別分析,建立流程中各模塊之間的連接關系模型,從而分析出工藝流程模塊的計算順序;可實現(xiàn)對帶有循環(huán)的流程的模擬計算,對循環(huán)流程進行分析后自動選擇出撕裂流股;同時支持用戶自定義撕裂流股和模塊計算順序。2.14、現(xiàn)場操作演示環(huán)氧丙烷工藝,乙醇精餾工段過程模擬、丙烯精制塔的模擬、甲醇雙效精餾優(yōu)化設計、異丙醇共沸精餾塔、1,4-丁二醇工藝、甲基丙烯酸甲酯工藝、乙苯催化脫氫制苯乙烯工藝、甲苯加氫脫烷基制苯工藝、苯加氫制環(huán)己烷工藝等10個工藝流程的穩(wěn)態(tài)運行,能展示物料平衡、流股列表等計算結果,流股列表需包含溫度,進口壓力(閃蒸壓力),出口壓力,氣化率,氣相摩爾分率,液相摩爾分率,質量流量:組分質量流量,摩爾流量:組分摩爾流量,體積流量:組分質量分率、組分摩爾分率,摩爾焓,質量焓,摩爾熵,質量熵,摩爾密度,質量密度,焓流量,平均分子量等數(shù)據(jù)。在穩(wěn)態(tài)模擬界面,學員可根據(jù)需求,自行搭建流程,實現(xiàn)工藝設計計算。3、動態(tài)模擬3.1、動態(tài)模擬板塊的主要功能如下:(1)了解裝置所能承受的動態(tài)負荷的能力;(2)分析開停車及外部干擾作用下的動態(tài)性能,為裝置及控制系統(tǒng)的設備提供依據(jù);(3)通過模擬計算,可以優(yōu)化多種控制方案;(4)用計算機動態(tài)模擬代替教學實驗設備,既安全又能節(jié)省設備花費;(5)代替實驗裝置對操作給出動態(tài)響應,實現(xiàn)對操作人員的培訓目的。3.2、穩(wěn)態(tài)模擬靈活轉化為動態(tài)模擬支持工藝流程穩(wěn)態(tài)模擬轉化為動態(tài)模擬,基于穩(wěn)態(tài)模擬計算結果對動態(tài)模擬的管道、設備進行設計,在穩(wěn)態(tài)模擬結果的基礎上展開動態(tài)模擬計算,分析化工流程的動態(tài)變化。3.3、工藝流程動態(tài)模擬支持工況、快門的保存和調用工藝流程動態(tài)模擬計算過程中的每一個時刻都可選擇保存為工況、快門,便于記錄關鍵變化,同時支持保存工況、快門的調用,用來作為模擬計算的起始狀態(tài),便于實現(xiàn)選擇任一時刻點啟動續(xù)算。4、化工原理實驗4.1、化工原理實驗板塊可以進行離心泵特性曲線的測定實驗,在泵及流股上連接流量計、壓力表、功率表等,以開關按鈕控制泵的開啟與關閉,以流股上閥門的開度控制流量大小,點擊運行后可以看到各儀表隨時間實時變化的數(shù)據(jù),記錄并處理數(shù)據(jù),便可得到離心泵的性能曲線,同時軟件內置評分系統(tǒng),可對采集的數(shù)據(jù)進行精確計算。4.2、現(xiàn)場操作演示離心泵性能測定實驗流程模擬設計軟件:(1)提供不少于27種設備或儀表供用戶選擇,至少包含以下設備或儀表:閃蒸罐、水槽、三通(分支)、彎管、三通(混合)、分支、混合、PID控制器、開關、原料、產(chǎn)品、不同型號的離心泵(至少包含8種,IH60-60-180型號離心泵A、IH20-20-125型號離心泵B、IH20-20-100型號離心泵C、IH32-32-140型號離心泵D、IH32-32-125型號離心泵E、IH60-60-160型號離心泵F、65Y60B型號離心泵G、50Y60B型號離心泵H)、不同量程的壓力表(壓力表A、壓力表B)、不同揚程的流量表(流量表A、流量表B)、不同揚程的溫度表(溫度表A、溫度表B)、不同量程的功率表(功率表A、功率表B)、換熱器、閥門、記錄離心泵進口壓力、出口壓力、電機功率、體積流量、兩壓力表高差,計算離心泵壓頭、軸功率、效率。(2)用戶可根據(jù)不同實驗任務自主選擇不同型號的設備進行離心泵流程搭建,可以添加選擇不同物質進行分離,可查看不少于5500種化學物質的基礎物性。(3)軟件可判定流程搭建過程中的設備或儀表連接安裝的位置準確性。流程圖搭建成功后,可運行項目,動態(tài)模擬離心泵實驗的開停車操作。軟件可通過搭建模塊、參數(shù)設置的變化進行動態(tài)精確計算,并為所有計算結果繪制出趨勢線。(4)離心泵搭建軟件使用用戶不少于300個。4.3、化工原理實驗板塊可以進行洞道干燥實驗,在風機及流股上連接流量計、溫度表等,以開關按鈕控制風機的開啟與關閉,以流股上閥門的開度控制流量大小,點擊運行后可以看到各儀表隨時間實時變化的數(shù)據(jù),記錄并處理數(shù)據(jù),便可進行干燥操作,同時軟件內置評分系統(tǒng),可對采集的數(shù)據(jù)進行精確計算。4.4、現(xiàn)場操作演示洞道干燥實驗流程模擬設計軟件:(1)提供不少于16種設備或儀表供用戶選擇,至少包含以下設備或儀表:洞道干燥器、風機、三通(分支)、彎管、三通(混合)、分支、混合、PID控制器、開關、原料、產(chǎn)品、不同量程的流量表(流量表A、流量表B)、不同量程的溫度表(溫度表A、溫度表B)、重量傳感器、電加熱器、閥門,記錄干燥時間和干燥介質的重量變化,計算含水率和干燥速率。(2)用戶可根據(jù)不同實驗任務自主選擇干燥溫度和干燥空氣流量。(3)軟件可判定流程搭建過程中的設備或儀表連接安裝的位置準確性。流程圖搭建成功后,可運行項目,動態(tài)模擬洞道干燥實驗的開停車操作。軟件可通過搭建模塊、參數(shù)設置的變化進行動態(tài)精確計算,并為所有計算結果繪制出趨勢線。4.5、化工原理實驗板塊可以進行恒壓過濾實驗,在離心泵及流股上連接流量計、壓力表等,以開關按鈕控制離心泵的開啟與關閉,以流股上閥門的開度控制流量大小,點擊運行后可以看到各儀表隨時間實時變化的數(shù)據(jù),記錄并處理數(shù)據(jù),便可進行干燥操作,同時軟件內置評分系統(tǒng),可對采集的數(shù)據(jù)進行精確計算。4.6、現(xiàn)場操作演示恒壓過濾實驗流程模擬設計軟件:(1)提供不少于15種設備或儀表供用戶選擇,至少包含以下設備或儀表:板框過濾器、離心泵、三通(分支)、彎管、三通(混合)、水槽、計量槽、分支、混合、PID控制器、開關、原料、產(chǎn)品、不同量程的壓力表(壓力表A、壓力表B)、閥門,記錄過濾時間和濾液量,計算過濾常數(shù)、當量濾液量、物料常數(shù)、壓縮性指數(shù)。(2)用戶可根據(jù)不同實驗任務自主選擇過濾壓力和過濾面積。(3)軟件可判定流程搭建過程中的設備或儀表連接安裝的位置準確性。流程圖搭建成功后,可運行項目,動態(tài)模擬恒壓過濾實驗的開停車操作。軟件可通過搭建模塊、參數(shù)設置的變化進行動態(tài)精確計算,并為所有計算結果繪制出趨勢線。5、精餾塔設計5.1、塔分布:創(chuàng)建項目時可引入穩(wěn)態(tài)模擬中的嚴格塔模型,在塔分布界面即可看到每層塔板的TPFQ組成數(shù)據(jù),輔助用于后續(xù)塔板設計。5.2、塔體設計:對塔徑、塔板間距、塔頂塔底高度、人孔
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