Giới thiệu về phần mềm mô phỏng công nghệ Aspen hysys - Ant Academy

Aspen Hysys là phần mềm mô phỏng quy trình công nghệ trong trạng thái tĩnh (steady state) và trạng thái động (dynamic state) được sử dụng để tính toán tính chất của một quá trình công nghệ hoặc các cụm thiết bị.
Các mối quan hệ và các kết nối trong quy trình công nghệ được xác định thông qua cân bằng vật chất – năng lượng, sự cân bằng pha và cân bằng hóa học, tốc độ biến đổi hóa học.
Bằng cách này, phần mềm mô phỏng sẽ xây dựng mô phỏng nhà máy với mục tiêu cải thiện các thông số kỹ thuật thiết kế hoặc nghiên cứu và cải thiện lợi nhuận, hiệu quả và an toàn của một quy trình công nghệ đang hoạt động.
Các chức năng chính trong phần mềm mô phỏng:
• Xuất các bảng đánh giá tính chất đầu vào, đầu ra bằng ở dạng đồ thị và dạng bảng.
• Thực hiện phân tích, nghiên cứu đánh giá các phương án thiết kế và tình hình sản xuất.
• Tính toán kích thước và đánh giá hiệu quả hoạt động của thiết bị.
• Điều chỉnh dữ liệu thực nghiệm.
• Phân tích các thành phần tinh khiết và hỗn hợp cấu tử.
• Tối ưu hóa quá trình.
• Dự đoán và hồi quy các tính chất hóa lý.
• Phân tích mô phỏng động của các quy trình, nghiên cứu đánh giá an toàn công nghệ.
Aspen Hysys là phần mềm mô phỏng công nghệ được sử dụng trong thiết kế ban đầu (conceptual design), điều khiển, tối ưu hóa và giám sát quy trình chi tiết trong một dự án.
Phần mềm Aspen Hysys được ứng dụng mạnh với các ngành công nghiệp chế biến dầu và khí đốt, hóa dầu, và một số các ngành công nghiệp tách không khí.
Quá trình mô phỏng tĩnh và mô phỏng động được kết hợp với nhau trong các giai đoạn thiết kế quy trình công nghệ. Phần mềm sẽ giúp kỹ sư phân tích kỹ càng các quá trình vận hành điều khiển hệ thống công nghệ.
1.4 Các ứng dụng mô phỏng quy trình công nghệ
Mô phỏng công nghệ là một công cụ cho các kỹ sư hóa học và kỹ sư công nghệ có thể được sử dụng trong việc thực hiện các nhiệm vụ và hoạt động phức tạp cao phải được giải quyết trong thời gian tương đối ngắn. Các ứng dụng khác nhau như:
• Sử dụng tốt hơn các nguồn năng lượng
• Giảm thiểu chi phí vận hành và phát thải các dòng chất thải có thể gây ô nhiễm
• Tăng năng suất và hiệu suất của quá trình
• Nâng cao khả năng kiểm soát quy trình
• Đẩy mạnh công tác giảng dạy thiết kế công nghệ
Một số ứng dụng chính của quá trình mô phỏng được thảo luận dưới đây:
1.4.1 Thiết kế
Mô phỏng trạng thái tĩnh tính toán cân bằng khối lượng và năng lượng tạo thành. Kết quả của tính toán này trong giai đoạn thiết kế là cần thiết cho các giai đoạn tiếp theo. Trong quá trình thiết kế, để đáp ứng các ràng buộc về kinh tế và vận hành, các thông số sẽ được điều chỉnh một cách hiệu quả.
Nhiều thông tin thiết kế sẽ được tập trung trên một nền mô phỏng để:
– Nghiên cứu các lưu trình công nghệ để xác định trường hợp nào là khả thi, kinh tế nhất.
– Phát triển các trường hợp khác nhau để tìm quy trình tối ưu, và chúng ta sẽ nhanh chóng đi đến giai đoạn khác của dự án.
1.4.2 Tối ưu hóa quy trình
– Việc tối ưu hoá các quy trình hóa học có nguồn gốc từ chương trình tuyến tính vào đầu những năm 1960, với mục tiêu là so sánh các lựa chọn khác nhau để lựa chọn tốt nhất theo một số tiêu chí đáp ứng của công nghệ.
– Quá trình tối ưu hóa cũng có nghĩa là chúng ta sẽ xác định biến độc lập và biến phụ thuộc (biến dẫn đến các kết quả khác nhau), để từ đó các kỹ sư sẽ so sánh các kết quả tối ưu.
– Tối ưu hóa quy trình sẽ làm giảm thiểu chi phí vận hành, mức tiêu hao năng lượng và phát thải chất gây ô nhiễm, hoặc tối đa hoá sản lượng và năng suất hoạt động.
1.4.3 Giải pháp của các vấn đề vận hành
– Vì thành phần của nguyên liệu thô có thể khác với mẫu được xem xét ban đầu, các điều kiện môi trường có thể được dự tính trong thiết kế và cấu hình của nhà máy hoặc một số thiết bị có thể bị sửa đổi nên các kỹ sư phải overdesign trong giai đoạn engineering để dự phòng trong việc thay đổi công nghệ và nâng cấp trong tương lai.
– Cho phép dự đoán tác động của sự thay đổi trong điều kiện hoạt động thông qua với các biến công nghệ khác. Từ đó thiết lập các chiến lược điều khiển các biến công nghệ trong mô phỏng động.
– Đơn giản hóa việc giám sát các điều kiện thay đổi trong một khoảng thời gian dài hoạt động của các thiết bị; ví dụ như tháp đệm bị nghẽn do bám cặn làm tăng tổn thất áp suất, quá trình đóng cáu cặn trong các bộ trao đổi nhiệt hoặc dự đoán mất hoạt tính của chất xúc tác.
1.4.4 Các ứng dụng khác
– Trong dự án chìa khóa trao tay (turnkey project), các nhà thầu sử dụng mô phỏng công nghệ để trình bày khả năng của công nghệ cho chủ đầu tư.
– Trong giảng dạy thiết kế quy trình công nghệ: có thể làm phong phú thêm khi sử dụng một mô phỏng, vì nó cho phép đánh giá các phương án khác nhau và giải quyết các trường hợp nghiên cứu khác nhau mà không lặp lại một khối lượng lớn các tính toán.
– Nghiên cứu cải tiến thông qua việc điều chỉnh các thông số công nghệ.
– Lập kế hoạch vận hành nhà máy.
– Nghiên cứu tính linh hoạt của quy trình công nghệ.

About the Author admin