close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

презентацию

код для вставкиСкачать
Simulis® Thermodynamics
Сервер расчета ТФС и ФР смесей
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28-е октября 2011
Stéphane Déchelotte (ProSim)
Содержание
О важности термодинамики
Что включает Simulis® Thermodynamics
Как использовать Simulis® Thermodynamics
Как дополнить Simulis® Thermodynamics
Заключительные замечания
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Важность термодинамики
Пример испарителя
(установившийся процесс, химических реакций нет)
Пар
Питание
Расход: F
Состав: z
Q
Энтальпия: HF
Расход: V
Состав: y
Энтальпия: H
P
Данные: F, z, HF
Параметры: P, T, Q
Переменные: V, L, y, x, H, h
T
Уравнения
Жидкость
Расход: L
Состав: x
Энтальпия: h
Общий массовый баланс: L + V - F = 0
Покомпонентный баланс: L . xi + V . yi - F . zi = 0
Баланс энетальпии:
L . h(T,P,x) + V . H(T,P,y) - F . HF(T,P,z) - Q = 0
Условия фазового равновесия:
fiv(T,P,y) = fiL(T,P,x)
Ограничения: S xi = 1
или
yi = Ki (T,P,x,y) . xi
S yi = 1
S zi = 1
Расчет констант равновесия и энтальпии основан на моделях
Адекватность результата определяется адекватностью моделей
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Важность термодинамики
% Ошибка
в
количестве
тарелок
a = 1.05
30
a = 1.2
25
a=2
20
yi
a ij =
Ki
K
j
=
xi
yj
15
xj
a=4
10
a = 10
5
% ошибка относительной летучести (
a)
0
5
10
15
20
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Важность термодинамики
Фазовое равновесие: фугитивность, коэффициенты активности,…
Дистилляция, экстракция, абсорбция, кристаллизация,…
Термодинамические свойства: энтальпия, энтропия, теплоемкость,…
Тепловой баланс, расчет компрессоров,…
Транспортные свойства: вязкость, теплопроводность,…
Гидравлические потери, проектирование теплообменников,
ректификационных колонн,…
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Качество результатов зависит от модели
C o u rb e d 'é q u ilib re A c é to n e - E a u à 7 6 0 m m H g
C o m p a ra is o n N R T L S im u lis T h e rm o d yn a m ic s
TM
a ve c d e s va le u rs e x p é rim e n ta le s
O th m e r, D .F ., M . M . C h id g a r, S h . L . L e v y , In d . E n g . C h e m ., 4 4 , 1 8 7 2 (1 9 5 2 )
1
0 .9
F ractio n m o laire vap eu r A céto n e
0 .8
0 .7
0 .6
0 .5
0 .4
Exp.
0 .3
NRTL
SRK
0 .2
Id e a l
0 .1
0
0
0 .1
0 .2
0 .3
0 .4
0 .5
0 .6
0 .7
0 .8
0 .9
F ra c tio n m o la ire liq u id e A c é to n e
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
1
Содержание
О важности термодинамики
Что включает Simulis® Thermodynamics
Как использовать Simulis® Thermodynamics
Как дополнить Simulis® Thermodynamics
Заключительные замечания
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics
Программный компонент
расчета теплофизических
Simulis
Thermodynamics
свойств и фазового
равновесия чистых веществ
или смесей
в MS-Excel®, MATLAB® или
других приложениях
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример расчета, выполненного
в Simulis® Thermodynamics
Фазовая диаграмма и линия выпадения гидратов природного газа с
использованием уравнения состояния Пенга-Робинсона (PR EOS)
m ol. fr.
N2
0.0069
CO 2
0.0138
C1
0.4827
C2
0.1379
C3
0.069
iC 4
0.0621
nC 4
0.0552
iC 5
0.0483
nC 5
0.0414
nC 6
0.0345
nC 7
0.0276
nC 8
0.0206
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
Databases
(pure, BIP)
Термодинамические
функции
Для расчета теплофизических свойств
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Рассчитываемые
теплофизические свойства
Транспортные свойства
Изобарная теплоемкость (Cp)
Динамическая вязкость
Кинематическая вязкость
Теплопроводность
Плотность
Молярный объем
Молярная плотность
Поверхностное натяжение
Молекулярный вес
Термодинамические свойства
Энтальпия (H)
Энтропия (S)
Внутренняя энергия (U)
Изохорная теплоемкость (Cv)
Энтальпия испарения
Характеристики неидеальности
Коэффициенты активности
Летучесть (фугитивность) и
коэффициенты фугитивности
Характеристики сжимаемости
Логарифм коэффициентов
Коэффициент сжимаемости
фугитивности
Гамма (Отношение Cp/Cv)
Константы Генри
Скорость звука
Также считаются частные производные
Коэффициент Джоулясвойств по температуре, давлению и
Томпсона
числу молей компонента
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
Databases
(pure, BIP)
Термодинамические
функции
Равновесие (LV,
LLV, LL,...)
Для расчета фазового равновесия
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Решаемые задачи фазового равновесия
T P w V H S U
Равновесие жидкость-пар
T
Температуры и давления кипения и росы
P
Расчет равновесия (однократного испарения) при
заданных:
w
- температуре (T) и давлении (P)
V
- доле отгона (w) и P (или T)
H
- энтальпии (H) и P (или T, или V, или U)
S
- энтропии (S) и P (или T, или V, или H, или U)
U
- внутренней энергии (U) и P (или T, или V)
- удельном объеме (V) и P (или T)
Равновесие жидкость-жидкость-пар
Фазовая диаграмма
Температура кипения
Упругость паров по Рейду
Равновесие при заданных:
Истинная упругость паров
- энтальпии и давлении
Равновесие жидкость-жидкость
- температуре и давлении
Расчет равновесия при заданных
- доле отгона и давлении
температуре и давлении
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
БД
(веществ,BIP)
Термодинамические
функции
Равновесие (LV,
LLV, LL,...)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Свойства индивидуальных веществ
и параметры бинарного взаимодействия
Свойства чистых компонент:
База данных более 2 000 компонент на основе
БД AIChE's DIPPR® (опубликованной в 2006)
34 константы (молярный вес, критическая температура,…)
15 свойств, зависящих от температуры (Cp, Pi°, , Hvap …)
Дополнительно может быть поставлена последняя
публичная БД DIPPR®
Все свойства чистых
компонент можно
посмотреть и изменить
Параметры бинарного
взаимодействия:
Для ряда систем, когда
требуется (NRTL, UNIQUAC,…)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
БД (веществ, BIP)
Термодинамические
функции
Термодинамические
модели
Равновесие (LV,
LLV, LL,...)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Широкий набор
термодинамических моделей
Комбинированные модели
Уравнения состояния
MHV2
Soave-Redlich-Kwong (SRK)
MHV1
Peng-Robinson (PR)
PSRK
Predictive Peng Robinson 78 (PPR78)
etc…
Lee-Kesler-Plöcker (LKP)
Benedict-Webb-Rubin модификация Starling (BWRS) Для отдельных продуктов
Nakamura
Вода/пар (Таблицы NBS/NRC - IAPS,1984)
PPC-SAFT (IFP)
Chao-Seader, Grayson-Streed
NRTL-PR
Водные растворы кислот
etc…
Карбоновые кислоты
Модели коэффициентов активности
NRTL
UNIQUAC
UNIFACs (Larsen, Dortmund,…)
Wilson
etc…
Постоянно добавляются новые методы
для расширения области применения на
нефть и газ, тонкую хим.технологию, и др.
Формальдегид
etc…
Электролиты
Edwards
UNIQUAC для электролитов
ULPDHS
Амины
etc…
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Модели EoS/GE: Этанол - вода
E th a n o l (1 ) / w a te r(2 )
C o m p a ris o n o f M H V 2 in S im u lis T h e rm o d yn a m ic s
TM
w ith e x p e rim e n ta l re s u lts
B a rr-D a vid ,F . a n d B .F .D o d g e , J.C h e m .E n g .D a ta , 4 , 1 0 7 (1 9 5 9 )
2 ,5
2
3 0 0 °C
2 5 0 °C
lo g P [b ar]
1 ,5
2 0 0 °C
1
1 5 0 °C
0 ,5
0
0
0 ,1
0 ,2
0 ,3
0 ,4
0 ,5
0 ,6
0 ,7
0 ,8
0 ,9
1
x 1 , y1
Использование SRK, MHV2 и UNIFAC Larsen: доп. Данных не требуется
Хорошее предсказание даже для изотерм выше Tc этанола (~240 °C)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Модели EoS/GE: Этан - толуол
E th a n e (1 ) / T o lu e n e (2 )
TM
C o m p a ris o n o f P S R K in S im u lis T h e rm o d yn a m ic s
w ith e x p e rim e n ta l re s u lts
R ich o n e t a l., J. C h e m . E n g . D a ta , 3 6 , 1 0 4 (1 9 9 1 )
140
473 K
120
393 K
100
P [b ar]
80
60
313 K
40
20
0
0
0 ,1
0 ,2
0 ,3
0 ,4
0 ,5
0 ,6
0 ,7
0 ,8
0 ,9
1
x 1 , y1
Использована модель PSRK: дополнительных данных не требуется
Предсказание корректно даже для изотерм выше Tc толуола (~319 °C)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Модели EoS/GE: CO2 - этан
C o m p a ra is o n o f e x p e rim e n ta l c ritic a l lo c u s o f C O 2 - C 2 H 6 m ix tu re w ith S im u lis T h e rm o d yn a m ic s
TM
S . H o rstm a n n , K . F isch e r, J. G m e h lin g , P . K o la r, J. C h e m . T h e rm ., 3 2 , 4 5 1 -4 6 4 (2 0 0 0 )
7 .5
7
P ressu re / M P a
6 .5
E xp.
P R a lp h a B & M + P S R K U N IF A C + P S R K M ix in g R u le s
P re d ictiv e P e n g -R o b in so n 1 9 7 8 (P P R 7 8 )
6
5 .5
5
4 .5
290
292
294
296
298
300
302
304
T e m p e ra tu re / K
306
Предсказания моделей PPR78 (Jaubert et al.) и PSRK (Gmehling et al.)
удовлетворительные
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
Графическ.
Интерфейс
Пользователя
БД (веществ, BIP)
Термодинамические
функции
Термодинамические
моделиs
Равновесие (LV,
LLV, LL,...)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Графический интерфейс пользователя
Выбор компонент
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Графический интерфейс пользователя
Настройка расчетной модели
Можно скомбинировать разные методы для расчета конкретной системы
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
Графическ.
Интерфейс
Пользователя
БД (веществ, BIP)
Набор
сервисов
Термодинамические
функции
Термодинамические
моделиs
Равновесие (LV,
LLV, LL,...)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Полный набор сервисов
Интерактивные вычисления
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Полный набор сервисов
Интерактивные вычисления
Графическое представление свойств в зависимости от
температуры, давления и состава
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Полный набор сервисов
Интерактивные вычисления
Графическое представление свойств в зависимости от
температуры, давления и состава
Расчет свойств нефтяных фракций
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Полный набор сервисов
Интерактивные вычисления
Графическое представление свойств в зависимости от
температуры, давления и состава
Расчет свойств нефтяных фракций
Методы групповых составляющих
Поддерживаются различные версии:
•
•
•
•
•
•
UNIFAC
UNIFAC
UNIFAC
UNIFAC
UNIFAC
PPR78
original
(Dortmund) modified
(Dortmund) LL
(Lyngby) modified Larsen
formaldehyde
Включен редактор параметров групповых составляющих
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Полный набор сервисов
Быстрое добавление
новой матрицы
Модификация
параметров (ri, qi)
выбранных групп
Добавление новых
групп или подгрупп
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Полный набор сервисов
Интерактивные вычисления
Графическое представление свойств в зависимости от
температуры, давления и состава
Расчет свойств нефтяных фракций
Управление различными версиями UNIFAC
Оценка свойств чистых компонент
Регрессионный анализ (подбор формулы) для свойств
чистого вещества по экспериментальным данным
Пересчет единиц измерения
etc…
Все эти сервисы автоматически доступны в любой программе,
в которую вложен Simulis® Thermodynamics
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Что включает
Simulis® Thermodynamics?
Графическ.
Интерфейс
Пользователя
БД (вещества,BIP)
Набор
сервисов
Термодинамические
функции
Термодинамические
модели
Simulis
Thermodynamics
Равновесие (LV,
LLV, LL,...)
Simulis® Thermodynamics очень богат по содержанию
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Содержание
О важности термодинамики
Что включает Simulis® Thermodynamics
Как использовать Simulis® Thermodynamics
Как дополнить Simulis® Thermodynamics
Заключительные замечания
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно
использовать с программами ProSim
Поскольку Simulis®
Thermodynamics является
программным компонентом, его
необходимо «вложить» в другое
приложение
Пакет
программ
ProSim
Simulis
Thermodynamics
Simulis® Thermodynamics является термодинамическим «сердцем»
всего пакета программ ProSim
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно
использовать из MS-Excel®
Simulis® Thermodynamics
встраивается в MS-Excel
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
Simulis
Thermodynamics
Точная термодинамика становится доступной в MS-Excel®
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример использования в MS-Excel®
Шаг 1: Вложить “калькулятор” в лист MS Excel
2. Выбрать
пункт меню
"Insert"
1.
Выбрать
диапазон
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример использования в MS-Excel®
Шаг 2: выбрать компоненты
Доступ к
разным
БД
Все свойства чистых
компонент можно
посмотреть и
модифицировать
Готовая БД свыше 2000
компонент включающая
БД AIChE's DIPPR® ,
доступ к своим БД
Различные
критерии для
легкого поиска
компонент
Можно задать смеси
до 200 компонент
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример использования в MS-Excel®
Шаг 3: выбрать термодинамическую модель
Доступ к
готовым
моделям
Дополнительное
уточнение
модели
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример использования в MS-Excel®
Шаг 4: вставить функцию в лист MS-Excel
Выбрать нужную
термодинамическую
функцию
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример использования в MS-Excel®
Шаг 5: Задать параметры функции…
...как для любых
функций Excel...
… и получить
результаты на
Вашем листе.
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно
использовать из MS-Excel®
MS-Excel
Add-In
Термодинамические функции
добавлены в
Microsoft® Excel
Пакет
программ
ProSim
Simulis
Thermodynamics
…и используются
как родные
функции Excel…
…для выполнения инженерных
вычислений на основе точной
термодинамики
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно
использовать из MATLAB®
Simulis® Thermodynamics
встраивается в MATLAB®
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Точная термодинамика доступна в MATLAB®
без дальнейшего программирования
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics экспортирует
файлы результатов для других пакетов
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
Результаты для :
MS-Excel
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Экспорт
файлов
Aspen TASC (PSF file)
OLGA (PVT file)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно
использовать в ваших программах
Поставляется полный Application Programming Interface (API)
Visual Basic
C++
MS-Excel
Add-In
Delphi
MATLAB
Toolbox
FORTRAN
C#
etc…
Пакет
программ
ProSim
Simulis
Thermodynamics
Экспорт
файлов
Однако взаимодействие
между Вашей
программой и Simulis®
Thermodynamics надо
запрограммировать
Simulis® Thermodynamics
можно легко вложить в
любое приложение,
поддерживающее
технологию COM/DCOM
A.P.I.
Ваша
программа
(C++, VB, FORTRAN,…)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример разработанного интерфейса
DPP: Регрессионный анализ
параметров модели (от Dechema)
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Экспорт
файлов
A.P.I.
Simulis® Thermodynamics
можно использовать из DPP
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно вызвать
из CAPE OPEN - совместимых пакетов
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Экспорт
файлов
CAPEOPEN
"plug"
Программы с
CO
Thermo
Socket
Aspen Plus, ProII,
Aspen HYSYS,
HTRI, gPROMS …
A.P.I.
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
CO thermodynamic "plug"
Можно сгенерировать CAPE-OPEN
"Property Packages" для
использования с совместимыми
инструментами моделирования
Реализованы Thermo 1.0 и Thermo 1.1
Клиентское
®
Simulis
ПО
Microsoft® Excel
ProSimPlus,
Thermodynamics
MATLAB, etc
Успешно протестировано с
Aspen Plus
Aspen Hysys
PRO/II
gPROMS®
Xist (HTRI)
COCO COFE
Belsim VALI
INDISS
COMSOL
CO Property
Package
созданный
Simulis®
www.colan.org
Программы с
CO
Thermo
Socket
Aspen Plus, ProII,
Aspen HYSYS,
HTRI, gPROMS …
Thermodynamics
Термодинамику ProSim можно использовать в ПО, не содержащем хорошей
собственной термодинамики
Эксперт может подготовить в Simulis® Thermodynamics модель сложной
системы и передать коллегам для дальнейшего «безопасного» использования
в их традиционных инструментах (Aspen Plus, ProSimPlus,…)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics можно
использовать множеством способов
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
Результаты для :
MS-Excel
Aspen TASC (PSF file)
OLGA (PVT file)
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Экспорт
файлов
CAPEOPEN
"plug"
Программы с
CO
Thermo
Socket
Aspen Plus, ProII,
Aspen HYSYS,
HTRI, gPROMS …
A.P.I.
Ваша
программа
(C++, VB, FORTRAN,…)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Содержание
О важности термодинамики
Что включает Simulis® Thermodynamics
Как использовать Simulis® Thermodynamics
Как дополнить Simulis® Thermodynamics
Заключительные замечания
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Вы можете дополнить Simulis®
Thermodynamics вашими компонентами
Можно добавлять компоненты и редактировать свойства
Включены методы оценки
Инструменты регрессионного анализа данных экспериментов
Можно добавить собственные базы данных
(описан формат интерфейса)
Simulis
Thermodynamics
Импорт БД
Своя БД
Cp r
s m
H kij
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример описания зависимости вязкости
чистого компонента от температуры
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Можно добавить специальные
библиотеки в Simulis® Thermodynamics
В этом случае интерфейс
Ваш код
программируется ProSim
Хороший вариант в случае,
когда у Вас есть большая
(C++, VB, FORTRAN,…)
Специальные
библиотеки
программа и Вы сами не
хотите заниматься ее
интеграцией
Simulis
Thermodynamics
с Simulis® Thermodynamics
Импорт БД
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример специальной добавленной
библиотеки: REFPROP
БД NIST для хладагентов
84 чистых вещества и 5
псевдо-веществ (воздух…)
Уравнения состояния для
энергии Гельмгольца,
MBWR, Bender…
REFPROP
Специальные
библиотеки
Standard Reference
Database 23
Simulis
Thermodynamics
Импорт БД
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример специальной добавленной
библиотеки: REFPROP
Разработана специальная DLL, соответствующая
программному интерфейсу Simulis Thermodynamics
Для новых версий REFPROP перепрограммирования не
требуется
Все сервисы Simulis
Thermodynamics доступны
для моделей REFPROP:
интерактивные вычисления,
экспорт фалов PSF, построение
диаграмм, и т.д. …
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Разработать свой термодинамический
пакет внутри Simulis® Thermodynamics
Специальные
библиотеки
Simulis
Thermodynamics
«Режим
эксперта»
VBScript или
DLL
Импорт БД
Ваш пакет
(C++, VB, FORTRAN,…)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
«Режим эксперта»
Предоставляет экспертам в области термодинамики
простые стандартизированную возможность для:
Разработки собственных термодинамических моделей
Или интеграции в Simulis® Thermodynamics
существующих термодинамических моделей
Дает при этом возможность использовать среду Simulis®
Thermodynamics (свойства чистых компонент, управление единицами
измерения,…)
Разработки можно использовать в различных приложениях
(коммерческое и собственное ПО, Microsoft® Excel, MATLAB® …)
Предлагаются 2 возможности:
Программирование на VBScript
Разработка внешних DLL
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Разработка на VBScript :
самый простой способ
Программный код прямо
вводится в Simulis®
Thermodynamics
Предлагается
готовый
шаблон
Множество
доступных
функций
Параметры функций
должны соблюдать
определенные правила
(имя, тип, единицы)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Разработка на VBScript :
самый простой способ
Язык VBScript хорошо известен
(либо его легко выучить)
Доступ к свойствам чистых компонент, управлению
единицами измерения,…
Однако, VBScript является интерпретируемым
языком невысокая скорость расчета
Полезен для прототипов, простых функций
(Cp,…)
Может быть первоначальным шагом
Для более сложных разработок есть другой способ:
разработка DLL
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
«Режим эксперта»: разработка DLL
Подключение внешней
DLL (C++, Fortran,…)
Поддержка
пользовательских
параметров
Множество
доступных
функций
Тестирование
Параметры функции
должны удовлетворять
определенному
синтаксису (имя, тип)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
«Режим эксперта»: разработка DLL
Можно использовать любой язык (FORTRAN, C++,…)
Можно использовать существующий код (с программной
оболочкой для соблюдения синтаксиса программного интерфейса)
Большая эффективность
Можно использовать, чтобы сделать собственный код
CAPE-OPEN - совместимым
Предопределенный доступ к свойствам чистых компонент
Дружественный пользовательский интерфейс для доступа к
параметрам
Не требуется полная переработка программы (можно использовать уже
существующие модели)
VBScript, внешние DLL и функции Simulis можно
использовать одновременно (разные свойства рассчитывать поразному)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
«Режим эксперта»
VBScript, внешние DLL и собственные самостоятельные программы
можно использовать одновременно
(разные свойства рассчитывать по-разному)
Необходимо
задать
приоритет
Функция Simulis используется, если нет
функции на VBScript или внешней DLL
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Можно использовать внутри Simulis®
другие термодинамические пакеты
Внешнее ПО
создающее
пакеты CO
(Aspen Properties,
Multiflash,
PPDS,…)
CAPE-OPEN
"socket"
Специальные
библиотеки
Simulis
Thermodynamics
«Режим
эксперта»
VBScript
или DLL
Импорт БД
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
CO thermodynamic "socket"
www.colan.org
Можно использовать
внешние модели
(CAPE-OPEN "Property
Package")
Реализованы Thermo 1.0 и Thermo 1.1
Внешнее ПО
создающее
пакет CO
(Aspen Properties,
Multiflash,
PPDS,…)
Внешний
Пакет
свойств
CAPE-OPEN
Успешно протестировано с
Multiflash (Infochem)
PPDS (TUV-NEL)
Aspen Properties (AspenTech)
COM Thermo (AspenTech)
IVCSEPThermoSystem (IVC-SEP)
COCO TEA (AmsterCHEM),
etc…
Simulis®
Клиентское
ПО
Thermodynamics
MS-Excel
ProSimPlus,
MATLAB, etc
Если требуется, внутри Simulis® Thermodynamics можно использовать
другие коммерческие термодинамические библиотеки
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics позволяет
интегрировать Ваше «Ноу-хау»
Внешнее ПО
создающее
пакеты CO
Ваш пакет
(C++, VB, FORTRAN,…)
(Aspen Properties,
Multiflash,
PPDS,…)
CAPE-OPEN
"socket"
Специальные
библиотеки
REFPROP
Standard Reference
Database 23
Simulis
Thermodynamics
«Режим
эксперта»
VBScript
или DLL
Импорт БД
Ваша БД
Ваш пакет
(C++, VB, FORTRAN,…)
Cp r
s m
H kij
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Примеры интересных комбинаций
Ваш программа становится CAPE-OPEN «совместимой":
Можно использовать ее в других приложениях
Не требуется знания технологии CO
Сокращение времени разработки
Simulis
Thermodynamics
«Режим
эксперта»
VBScript,
DLL
Ваш пакет
(C++, VB, FORTRAN,…)
CAPEOPEN
"plug"
Внешнее ПО,
имеющее
CO
Thermo
Socket
Aspen Plus, ProII,
Aspen HYSYS,
HTRI, gPROMS …
Не надо больше полагаться
на разработчика внешнего
ПО для поддержки
интерфейса с Вашим
пакетом
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Примеры интересных комбинаций
Внешнее ПО
создающее
пакеты CO
(Aspen Properties,
Multiflash,
PPDS,…)
CAPE-OPEN
"socket"
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Используйте Ваш любимый термодинамический пакет
в MATLAB® без дополнительного программирования
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Примеры интересных комбинаций
Внешнее ПО
создающее
пакеты CO
(Aspen Properties,
Multiflash,
PPDS,…)
CAPE-OPEN
"socket"
Можно использовать
любимый
термодинамический пакет
в Вашем собственном ПО
Simulis
Thermodynamics
A.P.I.
Ваше ПО
(C++, VB, FORTRAN,…)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Примеры интересных комбинаций
REFPROP
MS-Excel
Add-In
Спец.
Библиотеки
Standard Reference
Database 23
Simulis
Thermodynamics
Компоненты и модели
REFPROP
можно использовать
в MS-Excel
Используйте совместно
точность REFPROP для
хладагентов и
дружественность
Simulis® Thermodynamics
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Заключительные замечания
Термодинамика – это основа для получения
хороших результатов при моделировании
Simulis® Thermodynamics – мощный инструмент
Полный набор расчетных моделей
Расширенные БД и точный расчет фазового равновесия
Полный спектр сервисов
Всесторонние возможности интеграции
Все сервисы Simulis® Thermodynamics становятся
доступными вызывающим приложениям
Любое вызывающее Simulis® Thermodynamics
приложение автоматически становится CAPE-OPEN –
совместимым
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Заключительные замечания
Simulis® Thermodynamics действительно открытое ПО
Simulis® Thermodynamics имеет несколько уровней
использования
Внутри MS-Excel или MATLAB® для выполнения
сложных инжененрных вычислений
Вызываемое из других приложений, с использованием
предлагаемых интерфейсов (CAPE-OPEN, etc…)
Как основа для использования существующих и
разработки новых термодинамических моделей для
использования их в других приложениях
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Заключительные замечания
Разные уровни использования могут существовать
в рамках одной компании:
Уменьшается время обучения
Единые данные и результаты для разных приложений
Легко организовать использование экспертов в области
термодинамики
Система для упорядочивания своего «ноу-хау»
Если у Вас уже есть термодинамический пакет,
Simulis® Thermodynamics все равно пригодится!
Благодаря невысокому уровню цен, стоимость
лицензии не является препятствием
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Simulis® Thermodynamics
Спасибо за внимание!
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Свяжитесь с нами!
ProSim
Программные решения для моделирования и оптимизации
технологических процессов
E-mail: info@prosim.net
Web: www.prosim.net
ProSim SA
Stratège Bâtiment A
BP 27210
F-31672 Labège Cedex
France
Phone: +33 (0) 5 62 88 24 30
Fax: +33 (0) 5 62 88 24 39
ProSim, Inc.
Science Center
3711 Market street, 8th floor
Philadelphia, PA 19104
U.S.A.
Phone: +1 215 600 3760
Fax: +1 215 386 3970
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Дополнительные слайды
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Два широко используемых подхода
Термодинамическое равновесие двухфазной системы
(например жидкость-жидкость)
L
fi = fi
Для широкой области T и P
Но для неполярных компонент
V
V
Для полярных компонент
Но для низких давлений
L
V
y i i P = x i i P
i
y i i P = x i i fi
L
Уравнение состояния (Tc, Pc, w, MR, BIP)
i
fi
L
Модель GE (BIP)
Pi°, EoS, vi°
y iP = x i iPi
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Модели EoS/GE
Принцип : уравнение состояния используется для широкой области. Оно включает
сложные правила смешения на основе моделей коэффициентов активности:
Уравнения состояния (EoS)
SRK
PR
Модели коэффициентов активности fi
Wilson
NRTL
UNIQUAC
UNIFACs
Правила смешения
MHV1
MHV2
PSRK
T, P, z
H T, P, z
= i = T, P, z
*
zi Hi
zi P
*
T, P = 0 H - H
T, P
i
Соединяет преимущества уравнений
состояния (широкая область
применения) с преимуществами
моделей GE (расчет для сильно
неидеальной жидкой фазы)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Модели EoS/GE: Ацетон - вода
A c é to n e - E a u
C o m p a ra is o n d e s ré s u lta ts S im u lis T h e rm o d yn a m ic s a ve c d e s va le u rs e x p é rim e n ta le s
G ris w o ld , J . W o n g , S .Y , C h e m . E n g . P ro g . S y m p . S e rie s , 4 8 , N °3 (1 9 5 2 )
1200
1000
C o u rb e d e b u lle c a lc u lé e à 1 5 0 °C
C o u rb e d e ro s é e c a lc u lé e à 1 5 0 °C
C o u rb e d e b u lle c a lc u lé e à 2 0 0 °C
P ressio n (P si)
800
C o u rb e d e ro s é e c a lc u lé e à 2 0 0 °C
C o u rb e d e b u lle c a lc u lé e à 2 5 0 °C
C o u rb e d e ro s é e c a lc u lé e à 2 5 0 °C
C o u rb e s d e b u lle e x p é rim e n ta le s
600
C o u rb e s d e ro s é e e x p é rim e n ta le s
400
200
0
0
0 .1
0 .2
0 .3
0 .4
0 .5
0 .6
0 .7
0 .8
0 .9
1
F ra c tio n m o la ire e n a c é to n e
Использованы SRK, MHV2 и NRTL
Коэффициенты бинарного взаимодействия определенные
экспериментом при 1 атм можно использовать для высоких давлений
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Другой пример: расчет аминов
Составляющие:
H2S, HS-, S2-, CO2, HCO3-, CO32-, RR’R”NCOO-, RR’R”N, RR’R”NH+, H2O, H+,
OHХимические реакции :
Разложение аминоспиртов:
RR’R”NH+ RR’R”N + H+
Разложение воды:
H2O H+ + OH-
Разложение H2S:
H2S H+ + HSHS- H+ + S2-
Гидролиз CO2:
CO2 + H2O H+ + HCO3HCO3- H+ +CO32-
Образование карбамата (кроме тройных аминов):
CO2 + 2 RR’R”N RR’R”NH+ + RR’R”NCOOwww.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Другой пример: расчет аминов
Модель Deshmuk и Mather, параметры подобраны Wieland et al.
• Условия термодинамического равновесия :
Растворитель (вода) :
ln i 0
y w P = a wP V
w
0
w
V ,sat
w
x i 1
Растворы :
ln i 0
y i i P = m i i H i
V
*
xi 0
• Уравнение состояния: Peng Robinson
• Модель расчета коэффициентов активности: Edwards
ln i =
2 . 304 A z I
2
i
1 BaI
1
2
1
2
2 ij m j
jw
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Другой пример: расчет аминов
P a rity p lo ts fo r C O 2 in H 2 S -C O 2 -M D E A (3 5 w t% )-w a te r s o lu tio n
T e m p e ra tu re ra n g e : 4 0 °C - 1 0 0 °C
1000
100
M easu red P artial P ressu re C O 2 (kP a)
J o u e t a l. (1 9 9 3 )
10
1
0 ,1
0 ,0 1
0 ,0 0 1
0 ,0 0 1
0 ,0 1
0 ,1
1
10
100
C a lc u la te d P a rtia l P re s s u re C O 2 (k P a )
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
1000
Другой пример: расчет аминов
P a rity p lo ts fo r H 2 S in H 2 S -C O 2 -M D E A (3 5 w t% )-w a te r s o lu tio n
T e m p e ra tu re ra n g e : 4 0 °C - 1 0 0 °C
1000
J o u e t a l (1 9 9 3 )
M easu red P artial P ressu re H 2S (kP a)
100
10
1
0 ,1
0 ,0 1
0 ,0 0 1
0 ,0 0 1
0 ,0 1
0 ,1
1
10
100
C a lc u la te d P a rtia l P re s s u re H 2 S (k P a )
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
1000
Интеграция с ProSimPlus®
Термидинамика
Химические реакции
Модели аппаратов
Численные методы
GUI
Традиционные
программы
моделирования
Монолитные (разделены на несколько
файлов исходного кода и DLLs)
ProSimPlus
Модели аппаратов
Термодинамические расчеты
выполняются отдельным компонентом
Thermodynamics
(Simulis® Thermodynamics)
Этот компонент реализует интерфейсы
CAPE-OPEN (Plug & Socket)
Хим. реакции
GUI
Simulis®
Thermodynamics
Численные методы
ProSimPlus также реализует интерфейс
CO Unit Socket
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Пример процесса с формальдегидом
Формальдегид высокореактивен и обычно растворен в воде
или метаноле
Смесь формальдегида с водой и/или метанолом сложно
считать, поскольку формальдегид реагирует с обоими
В Simulis® Thermodynamics реализована модель
предложенная Prof. Gerd Maurer (Kaiserslautern University)
[1]
Michael Albert, Baudilio Coto Garcia, Cornelius Kreiter and Gerd Maurer
Vapor-Liquid and Chemical Equilibria of Formaldehyde-Water Mixtures
AIChE Journal, September 1999, Vol. 45, N° 9, pp 2024-2033
[2]
Maurer
Michael Albert, Baudilio Coto Garcia, Christian Kuhnert, Roger Peschla and Gerd
Vapor-Liquid Equilibrium of Aqueous Solutions of Formaldehyde and Methanol
AIChE Journal, August 2000, Vol. 46, N° 8, pp 1676-1687
[3]
Y.Q. Liu, H. Hasse and Gerd Maurer
Enthalpy Change on Vaporization of Aqueous and Methanolic Formaldehyde Solutions
AIChE Journal, November 1992, Vol. 38, N° 11, pp 1693-1702
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Участвующие химические процессы
Образование метиленгликоля (MG)
CH 2 O H 2 O HO CH 2 O H
Образование полиоксиметиленгликоля (MGn)
n2
HO CH 2 O n 1 H HO CH 2 O H HO CH 2 O n H H 2 O
Образование hemiformal (HF)
HO CH 2 O H CH 3 OH CH 3 O CH 2 O H H 2 O
Образование polyoxymethylene hemiformals (HFn)
n2
CH 3 O CH 2 O n 1 H CH 3 O CH 2 O H CH 3 O CH 2 O n H CH 3 OH
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Каталитический процесс
Моделируемый в ProSimPlus®
Process water
Steam
Reactor feed
Air
Air compressor
Off-gas
Compressed air
WS
Distillation column
Vaporizer
Reactor
Methanol
Absorber
SPEC
Formol 06
Methanol pump
Fresh methanol
Liquid methanol
AAA
1
Formol 04
WS
Formol 05
WS
Formol 03
Reactor Product
Formol 07
Formol 02
Formol Product
Formol 01
WS
Recycled Methnol
Polyoxymethylene glycols учитываются до MG5 - HO(CH20)5H
Polyoxymethylene hemiformals учитываются до HF5 - CH3(OCH2)5OH
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Расчет системы
G as
MG + Me HF + W
FA + W M G
FA
W
Mg
Me
HF
Паровая фаза: идеальная но
но учитывается химическое
равновесие
(образование methylene glycol и
L iq
FA
W
Mg
Me
FA + W
M G n -1 + M e
MG + Me
H F n -1 + H F
HF
образование hemiformal)
MG
MGn + W
HF + W
HFn + M e
Жидкая фаза:
• Химически реактивная смесь (вода, метанол, формальдегид, methylene
glycol, polyoxymethylene glycols, hemiformal и polyoxymethylene hemiformals)
• Неидеальность - соответствующий вариант UNIFAC
Паро-жидкостное равновесие - обобщенный закон Рауля
Специальный метод расчета энтальпии (учитывающий распределение
олигомеров в жидкой фазе)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Примеры результатов, полученных в
Simulis® Thermodynamics
C o n c e n tra tio n o f h e m ifo rm a l (H F ) a n d
P a rtitio n c o e ffic ie n t o f fo rm a ld e h yd e a t 3 3 3 K a n d 3 8 3 K
a n d ξ̃ F A = 0 .0 1 g .g
-1
( 3 8 3 K , 3 3 3 K ).
p o ly(o x ym e th yle n e ) h e m ifo rm a ls H F 2 a n d H F 3 in
c h e m ic a l e q u ilib ria a t 2 7 6 K .
0 ,6
2
HF
1 ,5
-1
x i / m o l.m o l
1
(ỹ/x)̃
FA
/ m o l.m o l
-1
0 ,4
0 ,2
HF2
0 ,5
HF3
0
0
0
0 ,2 5
0 ,5
̃x ̃* M E / m o l.m o l
0 ,7 5
1
0
-1
Коэффициенты
распределения FA в системе
FA-вода-метанол
0 ,1
0 ,2
0 ,3
̃x ̃F A / m o l.m o l
0 ,4
0 ,5
-1
Концентрация HF, HF2 and HF3
при химическом равновесии при
276 K
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
www.prosim.net
Пример разработанного интерфейса
С DPP: расчет параметров
регрессии (Dechema)
MS-Excel
Add-In
Пакет
программ
ProSim
MATLAB
Toolbox
Simulis
Thermodynamics
Экспорт
файлов
A.P.I.
Использование Simulis®
Thermodynamics в DPP
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Зачем нужен регрессионный анализ
данных?
Коэффициенты бинарного взаимодействия (BIP) в
базах данных систем моделирования
технологических процессов имеют ограничения:
Доступны для ограниченного числа систем
Получены не всегда анализом тех же моделей, для которых
используются при моделировании
Модели расчета упругости паров в программах моделирования
не всегда соответствуют доступным данных
Получены из данных паро-жидкостного равновесия. Поэтому
дают хорошие результаты для предсказания равновесия, но
часто плохо предсказывают другие свойства: избыточные
энтальпии,…
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
DPP и Simulis® Thermodynamics
DPP: Data Preparation Package from
Закрывает разрыв между теплофизическими
данными (отдельными измеренными значениями) и
моделями в программах моделирования
технологических процессов
Помимо выбора и графического показа данных,
DPP выполняет подбор параметров моделей, а
также сравнение моделей между собой (например
моделей NRTL vs. Wilson vs. UNIQUAC или сравнение упругости паров
по уравнениям Antoine vs. Wagner).
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Архитектура DPP
Базы данных:
DETHERM (Dechema)
DIPPR
TRC
In-house
etc…
Aspen Properties
IK-CAPE Thermodynamics
Simulis® Thermodynamics
Поскольку параметры
должны быть увязаны с
моделями, для которых
они будут
использоваться, DPP не
сожержит
термодинамических
моделей
GUI
Графическ.
подсистема
Optimizer
Neutral File Interface
(IK-CAPE PPDX)
Термодинамические модули:
Thermo Interface
DPP
Данные
Параметры
моделей
Simulators:
AspenPlus
ProII
ProSimPlus
etc…
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
The Optimizer (оптимизатор): сердце DPP
Обеспечивает одновременный регрессионный
анализ нескольких типов данных экспериментов
например: VLE + LLE + HE + ∞ + Азеотропы
Можно задать разные веса разным наборам данных
Использовать различные функции ошибок
Наим. квадратов, 2, Абсолютную, Maximum-Likelihood + 2, ...
Ограничить некоторые переменные или задать их
значения
Использовать оптимизационные алгоритмы с учетом
типа решаемых задач
Simplex (Nelder-Mead), Powell, Fletcher-Reeves, BroydenFlechter-Goldfarb-Shanno, Gauss-Newton modified
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Последовательность действий
Традиционные термодинамические пакеты
Внутри X Thermo package
Базы данных :
Задание данных
Выбор компонент
Выбор моделей
Сохранить задачу
Внутри DPP
Загрузить файл *.yyy
DETHERM (Dechema)
DIPPR
In-house
etc…
Данные
Как файл *.yyy
Загрузка данных
Оптимизировать
X Inc.
products
Выбранные
параметры
модели
DPP Optimizer
X Thermo (DLLs)
(Модели и VLE равновесие)
Экспорт параметров
как файл *.xxx
Выполненная работа
может быть
использована только для
продуктов X Inc.
Интерфейс нужно
обновлять для каждого
нового релиза продуктов
X Inc. (поддержка
нескольких интерфейсов)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Последовательность действий
для Simulis® Thermodynamics
Внутри DPP
Задание данных
Выбор компонент
Выбор моделей
Прямой доступ к Simulis®
Thermodynamics "calculators" editor
БД
DETHERM,
DIPPR, TRC,
In-house, etc…
Данные
Загрузка данных
Оптимизировать
DPP optimizer
Simulis® Thermodynamics
(модели и VLE равновесие)
Создать "Simulis
Thermo Package"
Термодинам. модель,
наиболее подходящая
на основании данных
экспериментов
CAPE-OPEN
совместимое
compatible
modeling
ПО
(AspenPlus, HTRI, gPROMS, …)
environment
ПО-клиент
MS-Excel,
MATLAB,
ProSimPlus, etc
(AspenPlus, HTRI, gPROMS, …)
®
CAPE-OPEN
совместимый
Пакет ТФС
Simulis
Thermodynamics
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Концепция «пакета данных»
В больших организациях термодинамические модели могут
готовиться «Экспертом по термодинамике».
Эксперт:
Проверяет данные по индивидуальным компонентам,
Выбирает адекватную термодинамическую модуль,
Подбирает коэффициенты бинарного взаимодействия,
etc…
Для более надежного моделирования конкретного процесса
При использовании Simulis® Thermodynamics, знания
такого эксперта будут доступны всей организации
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Концепция «пакета данных»
Он сохраняет и защищает свои знания создавая «пакет данных»
«Пакет данных» содержит всю информацию, нужную для расчета
конкретной системы (данные, модели, параметры)
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Концепция «пакета данных»
Таким «пакетом данных» легко управлять благодаря
автоматически генерируемой программе…
…которая разошлет его по e-mail или интернет всем конечным
пользователям компании
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Концепция «пакета данных»
Конечные пользователи смогут использовать эту модель:
в своем обычном ПО (пакеты данных CAPE-OPEN - совместимы)
с той же эффективностью
не заботясь больше от термодинамике
без риска случайной модификации
полностью единообразно с другими расчетами для данного
продукта
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
«Режим эксперта»
Поддержка комбинации VBScript, внешней DLL и
встроенных моделей
DLL пользователя
для расчета
H и Cp
H (Cp)
Cp
H (Cp)
Встроенная DLL
для расчета
H и Cp
H (Cp)
Cp
H (Cp)
Однако, "true reentrance" между
режимами нет
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Примеры интересных комбинаций
Внешнее ПО
создающее
пакеты CO
1.0
(Aspen Properties,
Multiflash,
PPDS,…)
1.1
CAPE-OPEN
"socket"
1.1
Simulis
Thermodynamics
CAPEOPEN
"plug"
ПО
имеющее
CO
Thermo
Socket
Aspen Plus, ProII,
Aspen HYSYS,
HTRI, gPROMS …
1.0
Можно использовать любимый термодинамический пакет
совместимый только с Thermo 1.0…
…в приложениях совместимых только с Thermo 1.1…
…и наоборот
www.prosim.net
Семинар ProSim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011
Презентация Simulis Thermodynamics - Stéphane Déchelotte (ProSim)
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
45
Размер файла
6 922 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа