1 / 35

Komputerowa Inżynieria Procesowa

Komputerowa Inżynieria Procesowa. Wykład 2 Komercyjne symulatory flowsheetingowe – krótki przegląd. Najpopularniejsze współczesne symulatory. ASPEN HYSYS ChemCAD PRO/II ProMAX Design II for Windows . Wymagania stawiane symulatorom.

vaughan
Download Presentation

Komputerowa Inżynieria Procesowa

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Komputerowa Inżynieria Procesowa Wykład 2 Komercyjne symulatory flowsheetingowe – krótki przegląd

  2. Najpopularniejsze współczesne symulatory • ASPEN • HYSYS • ChemCAD • PRO/II • ProMAX • Design II for Windows

  3. Wymagania stawiane symulatorom Są różne w zależności od przewidywanego sposobu ich wykorzystania • Obliczenia inżynierskie i projektowe, kontrola procesu. • Prace naukowo-badawcze

  4. Wymagania stawiane symulatorom Cechy wspólne wszystkim narzędziom • Przyjazność dla użytkownika (GUI) • Obszerna Baza Danych Fizykochemicznych z możliwościąuzupełniania przez użytkownika. • Jak najwyższy poziom automatyzacji procesu obliczeniowego (program sam decyduje o kolejnościobliczania bloków, organizuje pętle iteracyjne) • Kontrola poprawności wprowadzania danych • Możliwość prezentacji wyników w formie czytelnych tabel lub wykresów

  5. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach • Zdefiniowanie problemu (topologia instalacji oraz wprowadzenie danych) • Weryfikacja poprawności definicji problemu • Wygenerowanie programu liczącego i wykonanie obliczeń • Wygenerowanie raportu

  6. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach Topologia instalacji technologicznej to informacja na temat: • rodzajów aparatów i urządzeń tworzących instalację • połączeń pomiędzy nimi • powiązań z „otoczeniem” czyli: • strumieni zasilających (materiałowych i energetycznych), • strumieni produktów (w tym odpadów).

  7. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach • Sposoby definiowania problemu • Graficzne określenie topologii instalacji • Tabelaryczne (macierzowe) • W formie programu napisanego w specjalizowanym języku (autokod)

  8. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach I.1. Graficzna definicja topologii Zestawianie schematu instalacji wykonane w PRO/II

  9. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach I.1. Graficzna definicja topologii Wprowadzanie parametrów aparatu (PRO/II)

  10. Zestawianie schematu instalacji wykonane w ChemCADzie seria 5

  11. Wprowadzanie parametrów aparatu (ChemCAD v.5)

  12. ChemCAD w wersji 6.3.x

  13. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach I.2. Tabelaryczna definicja topologii • Schemat koduje się w formie wpisów do tabeli. • każdy wiersz to osobny aparat • kolumny zawierają informacje o nazwie i typie aparatu, jego strumieniach wlotowych (zwykle ze znakiem +) i wylotowych (ze znakiem -)

  14. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach I.3. Topologia zapisana za pomocą autokodu • Specjalizowany język programowania. • Kod składa się ze słów kluczowych (np. typ aparatu) i parametrów (m.in. numer aparatu i numery strumieni) • Oprócz topologii zawiera informacje o parametrach aparatów i strumieni, stosowanych Bazach Danych, wytyczne dotyczące organizacji obliczeń, itp. • Niektóre symulatory udostępniają dostęp do autokodu wygenerowanego na podstawie GUI i jego modyfikację

  15. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach II. Weryfikacja i dekompozycja problemu • Sprawdzenie rozwiązywalności układu równań (kwadratowy układ równań) • Dekompozycja – wydzielenie niezależnych problemów • W ramach niezależnych problemów wydzielenie obliczeń prostych i objętych pętlami iteracyjnymi; konieczność iteracji wynika z: • Występowania recyrkulacji strumienia masy • Założenia, że pewne parametry wylotowe z aparatów powinny mieć określoną wartość • Brak danych w strumieniach wejściowych

  16. Kolejność przetwarzania informacji w symulatorach • Wygenerowanie i uruchomienie programu • Na tym etapie symulator odwołuje się do bibliotek modeli aparatów i właściwości mediów • Odbywa się on zwykle poza kontrolą użytkownika • Niektóre symulatory (ASPEN) mają klarowną kolejność przetwarzania: GUIAutokodFORTRAN  Program wykonywalny Umożliwiają użytkownikowi wgląd i ingerencję w sposób wykonywania obliczeń

  17. Porównanie symulatorów • Cechy wspólne: • Graficzny interfejs użytkownika (GUI) • Możliwość uzupełniania i modyfikacji banków danych • Różnice dotyczą "elastyczności", czyli możliwości wpływu użytkownika na sposób prowadzenia symulacji: • Ilość dostępnych modeli aparatów i własności • Możliwości wprowadzania własnych modeli • Możliwość wpływu na przebieg obliczeń

  18. ASPEN (advanced system for process engineering) http://www.aspentech.com/ • Bardzo elastyczny • Generuje autokod dostępny dla użytkownika • Generuje program w FORTANie, w który można ingerować • Bogata dokumentacja • Nadaje się do zastosowań badawczych • duża swoboda i dowolność pozostawiona użytkownikowi może stwarzać problemy w zastosowaniach inżynierskich

  19. ASPEN One - pakiety Aspen oferuje specjalizowane pakiety do różnych celów: • Process Engineering • Aspen Basic Engineering • Aspen Economic Evaluation • Aspen Exchanger Design & Rating • Aspen HYSYS® • Aspen Plus®

  20. ASPEN One -pakiety • Advanced Process Control • Planning & Scheduling • Production Management & Execution • Supply & Distribution

  21. ASPEN One – programy pakietu Process Simulation – Chemicals • Aspen Adsorption (Aspen Adsim) • Aspen Batch Distillation (Aspen BatchSep) • Aspen Custom Modeler® • Aspen Distillation Synthesis (Aspen Split™) • Aspen Energy Analyzer(Aspen HX-Net) • Aspen Flare System Analyzer (Aspen FLARENET) • Aspen Plus® - podstawa • Aspen Plus Dynamics®(Aspen Dynamics™)

  22. ASPEN One – programy pakietu Process Simulation – Chemicals • Aspen OTS Framework system treningu operatorów • Aspen Polymers (Aspen Polymers Plus) • Aspen Process Engineering Console – program zarządzający narzędziami ASPEN • Aspen Properties® - składnik podstawowy • Aspen Rate-Based Distillation (Aspen RateSep)

  23. ASPEN– produkty przeznaczone dla konkretnych gałęzi przemysłu • Engineering & Construction • Exploration & Production • Refining & Marketing • Chemicals • Polymers • Specialty Chemicals • Pharmaceuticals • Consumer Products • Power Industry

  24. ChemCAD http://www.chemstations.net/ • Względnie mała elastyczność • Dobry do zastosowań projektowych i inżynierskich • Nie najlepszy do prac naukowych • Skromna dokumentacja

  25. PRO/II http://www.simsci.com/ • Dość duża elastyczność • Prostszy w użyciu od ASPENA • Generuje Autokod, który można modyfikować • Nadaje się dość dobrze do prac naukowych jak i inżynierskich • Mała popularność

  26. Produkty ARPM Comos FEED Connoisseur DATACON DYNSIM FSIM Plus HEXTRAN INPLANT NETOPT PIPEPHASE PRO/II PROVISION GUI ROMeo TACITE Training Simulators TRISIM Plus VISUAL FLOW Pakiety produktów Process Engineering Upstream Optimization On-line Performance Dynamic Simulation

  27. HYSYS http://www.hyprotech.com/ • Niska elastyczność • Ukierunkowany na zastosowania petrochemiczne • Obecnie przejęty przez firmę AspenTech

  28. HYSYS – programy w ramach produktów AspenTech • Process Simulation - Oil & Gas • Aspen EO Modeling Option • Aspen Flare System Analyzer (Aspen FLARENET) • Aspen HYSYS® • Aspen HYSYS Amines™ • Aspen HYSYS Crude™ • Aspen HYSYS Dynamics™ • Aspen HYSYS Dynamics Run-Time

  29. HYSYS – programy w ramach produktów AspenTech • Aspen HYSYS Pipeline Hydraulics—OLGAS 2-Phase (Aspen HYSYS OLGAS) • Aspen HYSYS Pipeline Hydraulics OLGAS 3-Phase • Aspen HYSYS Pipeline Hydraulics—PIPESYS (Aspen HYSYS PIPESYS) • Aspen HYSYS Upstream™ • Aspen HYSYS Upstream Dynamics • Aspen OTS Framework • Aspen Process Engineering Console

  30. Bryan Research & Engineering, Inc. ProMax http://www.bre.com/ • Program dedykowany konkretnym procesom związanym głownie z petrochemią • Amine Sweetening – odsiarczanie (H2S) roztworami amin • Glycol Dehydration – odwodnienie glikoli • Equipment Rating / Sizing – wymiarowanie i sprawdzanie: rur, separatorów, kolumn, wymienników ciepła • Crude Oil Refining – rafinacja ropy naftowej • LPG Recovery – odzysk gazu LPG • Caustic Treating – absorpcja w roztworach NaOH

  31. http://www.winsim.com/index.html • Symulacja stanów ustalonych i nieustalonych • Procesy chemiczne i petrochemiczne w tym: • Rafinacja • Chłodzenie (mrożenie) • Przeróbka i oczyszczanie gazu • Rurociągi • Ogniwa paliwowe • Produkcja amoniaku, metanolu, • Przeróbka siarki • Wytwórnie wodoru • Dostępna 2 tygodniowa licencja testowa

  32. http://www.winsim.com/index.html • Główne cechy: • Physical Properties • 2 Phase Pipeline Modeling • Expander and Lean Oil Plants • Glycol Units • Amine Units (Single and Mixed) • Gathering & Transmission • Rigorous Refinery Columns • Petrochemical, Hydrocarbon, Refrigeration, Chemical, Ammonia, Methanol, Sulfur and Hydrogen Plants • Heat Exchanger Sizing & Rating • Separator Sizing & Rating • VLE, VLLE and LLE Data Regression • Fuel Cell Systems

  33. http://www.winsim.com/index.html

  34. Elementy składowe symulatorów • Bazy danych parametrów fizycznych • Baza danych równowagowych (VLE, LLE, LLVE, SLE, elektrolity, dla powszechnie stosowanych metod) • Procedury obliczeniowe dotyczące własności termodynamicznych oraz transportowych (Thermodynamic and Transport Properties (TTP)) • Narzędzia wprowadzanie danych • Moduł generujący rozwiązania - Solver (kalkulator) • Moduł wyjścia – wyniki (w formie Process Flow Diagrams -PFD) • Wymiarowanie aparatów oraz funkcje użytkowe

  35. Korzyści płynące z zastosowania symulatorów • Bardzo szybkie uzyskanie własności fizyczne czystych związków i mieszanin • Proste, szybkie i dokładne oszacowanie parametrów operacji jednostkowej • Obliczanie skomplikowanych schematów technologicznych • Znalezienie optymalnego rozwiązania spośród wielu alternatyw • Poprawa działania istniejących instalacji

More Related