塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件的開發(fā)與應(yīng)用-修改后課件

1、塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件的開發(fā)與應(yīng)用 報(bào)告人：孫蘭義 中國(guó)石油大學(xué)（華東）十月 2217日塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件的開發(fā)與應(yīng)用 報(bào)告人：孫蘭義中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院歷史沿革1952年 清華大學(xué)化工系1953年 北京石油學(xué)院煉制系1969年 華東石油學(xué)院煉制系1988年 石油大學(xué)煉制系2000年 石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院統(tǒng)招一年級(jí)新生清華大學(xué)化工系 二、三年級(jí)學(xué)生大連工學(xué)院化工系液體燃料四年級(jí)學(xué)生及部分教師1953年10月2019年 中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 由中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司劃轉(zhuǎn)教育部2019年 中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院歷史沿革1952年 清華大學(xué)化工系學(xué)院組織機(jī)構(gòu)學(xué)院組織

2、機(jī)構(gòu)專業(yè)依托背景 國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科化學(xué)工藝學(xué)科 省部級(jí)重點(diǎn)學(xué)科應(yīng)用化學(xué)學(xué)科 重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家工科基礎(chǔ)化學(xué)課程教學(xué)基地 教育部油氣加工新技術(shù)工程中心 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司催化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司環(huán)境工程研究開發(fā)中心 1個(gè)一級(jí)博士點(diǎn)、7個(gè)二級(jí)博士點(diǎn)專業(yè)依托背景 國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科化學(xué)工藝學(xué)科青島校區(qū)青島校區(qū)內(nèi)容 塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件我們最近的科研工作精餾研究的感悟內(nèi)容 塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件的開發(fā)與應(yīng)用 軟件開發(fā)背景軟件的特點(diǎn)軟件的功能軟件特色與創(chuàng)新點(diǎn)軟件應(yīng)用與推廣塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件的開發(fā)與應(yīng)用 軟件開發(fā)背景軟件開發(fā)背景 國(guó)內(nèi)部分：以洛陽(yáng)院 Tray 3.0

3、為代表缺點(diǎn)：操作平臺(tái)較老，不方便目前計(jì)算機(jī)運(yùn)行；塔板類型較少；輸入不方便。軟件開發(fā)背景 國(guó)內(nèi)部分：以洛陽(yáng)院 Tray 3.0為代表軟件開發(fā)背景 國(guó)外部分:Koch-Glitsch公司KG-TOWER KG-TOWER能在大部分操作系統(tǒng)上運(yùn)行，支持最新的操作系統(tǒng);可以設(shè)計(jì)常規(guī)的和高效塔板;設(shè)計(jì)散裝填料和規(guī)整填料。 缺點(diǎn)：常規(guī)塔板較少，大部分為K-G公司產(chǎn)品。 軟件開發(fā)背景 國(guó)外部分:軟件開發(fā)背景美國(guó)精餾公司FRI FRI可在最新的操作系統(tǒng)下運(yùn)行；同時(shí)增加體系限度、液泛容量、效率等的計(jì)算；且有三、四溢流的設(shè)計(jì)。 缺點(diǎn)：沒有負(fù)荷性能圖的輸出；且只是校核沒有設(shè)計(jì)。 軟件開發(fā)背景美國(guó)精餾公司FRI 通過

4、總結(jié)目前的塔設(shè)計(jì)軟件存在以下幾個(gè)問題： 輸入不便 ； 輸出不便； 塔內(nèi)件種類不全面。軟件開發(fā)背景通過總結(jié)目前的塔設(shè)計(jì)軟件存在以下幾個(gè)問題：軟件開發(fā)背景軟件特點(diǎn)CUP-TOWER軟件是一款綜合的塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟件，可用于板式塔、規(guī)整填料塔、散裝填料塔、篩板萃取塔和填料萃取塔的計(jì)算，具有設(shè)計(jì)和校核功能。塔板的溢流形式包括單溢流、雙溢流、四溢流，可驅(qū)動(dòng)AutoCAD自動(dòng)生成塔板布置圖。組件名稱塔內(nèi)件種類板式塔浮閥（圓閥，條閥）、固閥、垂直篩板、固舌、浮舌、斜孔、篩板、泡罩、穿流篩板、折流塔板、多降液管塔板和FRI系列塔板篩板萃取塔篩板塔散裝填料塔拉西環(huán)、階梯環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍環(huán)規(guī)整填料塔Mellap

5、ak、Mellagrid金屬格柵板、金屬絲網(wǎng)波紋、BX、CY填料萃取塔拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、環(huán)矩鞍等散堆填料絲網(wǎng)、板波紋等規(guī)整填料。軟件特點(diǎn)CUP-TOWER軟件是一款綜合的塔內(nèi)件水力學(xué)計(jì)算軟軟件特點(diǎn)可靠性易用性軟件特點(diǎn)可靠性軟件特點(diǎn)篇可靠性CUP-TOWER綜合了目前各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，其數(shù)學(xué)模型大多數(shù)來(lái)自于公開發(fā)表、廣泛使用的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式和圖表。為了方便軟件實(shí)現(xiàn)和避免查圖、查表的誤差，對(duì)圖表進(jìn)行了數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)誤差不超過 5.0%。通過與現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外軟件及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)比較證實(shí)了軟件計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確；對(duì)于新型塔板以及部分塔板，進(jìn)行大型塔板水力學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)公式進(jìn)行修正。軟件特點(diǎn)篇可靠性CUP-TOWE

6、R綜合了目前各種算法的優(yōu)缺實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置軟件特點(diǎn)篇易用性該軟件兼有設(shè)計(jì)和校核兩種功能，支持負(fù)荷性能圖和塔板布置圖的自動(dòng)生成，能夠幫助用戶直觀的分析塔設(shè)備的操作情況。軟件輸入部分能夠與Aspen Plus、PRO-II進(jìn)行連接，達(dá)到數(shù)據(jù)的一次性輸入，減少數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤；輸出部分，可將計(jì)算結(jié)果以報(bào)表的形式輸出到Excel、Word中。軟件特點(diǎn)篇易用性該軟件兼有設(shè)計(jì)和校核兩種功能，支持負(fù)荷性能軟件功能篇數(shù)據(jù)輸入由于現(xiàn)有工藝條件數(shù)據(jù)多是通過模擬軟件PROII和ASPEN獲得，本軟件可以把PROII和ASPEN的模擬結(jié)果直接輸入到本軟件中，從而減少數(shù)據(jù)的輸入誤差，提高工作效率。軟件功能篇數(shù)據(jù)輸入由于現(xiàn)有

7、工藝條件數(shù)據(jù)多是通過模擬軟件PR軟件功能篇報(bào)表輸出本軟件能將結(jié)果以報(bào)表的形式輸出到Excel和Word。得到的輸出報(bào)表內(nèi)容詳盡。軟件功能篇報(bào)表輸出本軟件能將結(jié)果以報(bào)表的形式輸出到Exce軟件特色與創(chuàng)新點(diǎn)1.計(jì)算模型豐富，適用范圍廣例如：塔內(nèi)件計(jì)算模型板式塔（篩孔）HuntFairF.R.I填料萃取塔LaddhaKumar-HartlandCrawford-Whilke散裝填料塔EckertStrigleRobbins軟件特色與創(chuàng)新點(diǎn)1.計(jì)算模型豐富，適用范圍廣塔內(nèi)件計(jì)算模型板2.驅(qū)動(dòng)AutoCAD自動(dòng)繪制塔板結(jié)構(gòu)圖，自主研發(fā)了一套塔板的分塊及排孔、布閥策略，設(shè)計(jì)中所有的參數(shù)均嚴(yán)格遵從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

8、范，確保輸出的圖紙具有實(shí)用價(jià)值。軟件特色與創(chuàng)新點(diǎn)2.驅(qū)動(dòng)AutoCAD自動(dòng)繪制塔板結(jié)構(gòu)圖，自主研發(fā)了一套塔板使用此軟件的公司：中石油華東設(shè)計(jì)院中石化寧波工程公司天大天久工業(yè)應(yīng)用案例：該軟件先后應(yīng)用于常減壓、催化裝置、延遲焦化等200余座塔的設(shè)計(jì)與改造軟件應(yīng)用與推廣使用此軟件的公司：軟件應(yīng)用與推廣我們最近的科研工作節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件塔板、填料換熱器、旋風(fēng)分離器我們最近的科研工作節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）相比兩塔流程，隔壁塔節(jié)能10%45%；節(jié)省設(shè)備投資2050%ABCABBCACABCABCBBC節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）相比兩塔流程，隔

9、壁塔節(jié)能10%節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）我們的工作專利節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）我們的工作專利節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）我們的工作反應(yīng)精餾隔壁塔乙酸甲酯水解乙酸甲酯 水 甲醇 乙酸相比于傳統(tǒng)工藝，反應(yīng)精餾隔壁塔節(jié)能20%節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）我們的工作反應(yīng)精餾隔壁塔乙酸節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）共沸隔壁精餾塔萃取隔壁精餾塔能耗可以降低25%能耗可以降低25%節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）共沸隔壁精餾塔萃取隔壁精餾塔能耗節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）三塔模型的動(dòng)態(tài)模擬控制流程圖節(jié)能型精餾-隔壁塔（DWC）三塔模型的動(dòng)態(tài)模擬控制流程圖加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件入口擴(kuò)散器分配盤催化劑支撐冷氫箱&急冷

10、管出口收集器加氫反應(yīng)器日趨大型化，研究性能優(yōu)良的內(nèi)構(gòu)件是一個(gè)研究的熱點(diǎn)加氫反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件入口擴(kuò)散器分配盤催化劑支撐冷氫箱&急冷管出口塔板每年五十余座塔的工業(yè)業(yè)績(jī)塔板每年五十余座塔的工業(yè)業(yè)績(jī)螺旋折流板換熱器 通過改變殼側(cè)折流板的布置，使殼側(cè)流體呈連續(xù)的螺旋狀流動(dòng)，沒有流動(dòng)死區(qū)，有效避免了殼側(cè)流體的結(jié)垢，廣泛用于焦化、常減壓換熱網(wǎng)絡(luò)螺旋折流板換熱器 通過改變殼側(cè)折流板的布置，使殼側(cè)流高壓循環(huán)式氣液旋風(fēng)分離器高壓循環(huán)式氣液旋風(fēng)分離器過程模擬與CFD設(shè)備模擬技術(shù)Aspen、Pro/II、Hysys、Fluent過程模擬與CFD設(shè)備模擬技術(shù)Aspen、Pro/II、Hys精餾研究的感悟精餾研究的感悟精餾研究的感悟塔板、填料除非傳質(zhì)機(jī)理有改變，否則，現(xiàn)有塔板、填料技術(shù)難有大的突破不能一味地否定舊塔板、填料（F1浮閥、篩板、鮑爾環(huán)）舊塔板依然有強(qiáng)大的生命力塔板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于整體，不能過分強(qiáng)調(diào)鼓泡元件的作用重視專用塔板技術(shù)的開發(fā)精餾研究的感悟塔板、填料除非傳