本文最后更新于 2024-10-18,文章内容距离上一次更新已经过去了很久啦,可能已经过时了,请谨慎参考喵。

title: ProII入门和输出简洁规范报告
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  - ProII
  - Aspen
  - HYSYS
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  - 化工
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date: 2023-06-05 16:08:27
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前言

Aspen/HYSYS和PROII,这两大化工过程模拟的巨头,做化工工艺设计的应该没有人还不会用吧(狗头

Aspen已经孰能生巧了,HYSYS也略有小成,唯独PROII我还没怎么接触过,最近在机缘巧合之下,我正在参与的这个项目的某个塔器设计刚好是由某设计院设计的,他们就采用的是PROII,突然就对这个老大哥来了兴趣

网上自己找了一点资源,看了看,鼓捣鼓捣了一天,也算有点点能入门了,最起码常规单元操作和物性估算算是会了,也突然想起自己很长时间没更新博客了,就来总结一下如何操作,如何输出规范的简洁单元操作和流股报告

这篇文章通篇以乙醇-水体系分离作为案例来分享如何完成一个简单的PROII模拟

本人电脑上PROII 10.0/10.2版本都有,区别不大,以10.2版本为例

创建文件,输入组分

打开PROII,主界面会出现欢迎界面,简单的描述了不同颜色对应的状态和一个查看手册的按钮(手册为英文)

点击ok进入主界面

点击左上角新建一个文件,进入新建文件主界面

主界面主要分为四大区域,如图所示

红色框框亮起代表需要用户自己输入的地方,绿色代表程序默认的参数

那么就要开始第一步操作了,输入组分

在功能区找到亮着红色框框的组分选择按钮,点开

点击Select from Lists

和Aspen类似,选择要查找的数据库,推荐使用SIMSCI官方数据库

选择需要查找的类型,推荐使用CAS号来查询,非常准确

输入CAS号,点击查找

选择目标组分,点击Add Components添加到组分列表

点击OK完成组分输入

对于数据库中没有的组分,我会单独出一期文章来说明Aspen/HYSYS/PROII这三个软件如何输入自定义组分

如图所示,蓝色框框就代表已经输入完成

右边的功能按钮可以对组分列表进行编辑,例如重命名组分,或者对组分进行排序等操作

点击OK完成组分输入

热力学方法选择

热力学方法选择,是过程模拟逃不开的步骤,物性方法选择的准确与否,直接关系到模拟结果是否可信

点击功能区的热力学数据

物性方法如何选择就不赘述了,可以参考Aspen的方法助手,或者查阅相关的热力学文献

对于本案例乙醇-水体系,采用NRTL或Wilson活度系数法是很不错的,故选择NRTL方法

左边的红框框是物性方法分类,我一般直接选择ALL,在全部方法里找到自己要选择的即可,如果你比较懂,可以选择适合的分类以便于更快的查找到自己想要的方法

选择好方法,点击Add添加时弹出的这个弹框,是让我们选择是否有第二液相,如果没有,选择默认OK就行

对于物性方法下方的选项,是针对焓流计算的修正,无特殊需要的话,默认即可

点击OK完成热力学方法的选择

搭建流程

完成简单的组分输入和热力学方法选择之后,我们就已经完成了前期的准备工作,可以进行流程搭建了

主界面最右边为模型选项板,模型选项板最上方为流股

开始搭建流程:

注意,在输入塔模块的时候会有相应的弹窗:

很显然,condenser为冷凝器,reboiler为再沸器,需要输入的红框是塔板数,而下方的选项是选择进料方式

进口闪蒸(汽液混合相进料)选择第二个(上图所示),泡点进料(液相进料)选择第一个

搭建好流程后如图:

红框也就是S1,E1,T1都是需要输入参数的地方

参数输入

首先输入进料S1的数据

点击S1,会出现左边的对话框,点击选择默认的流股输入格式后出现右边的对话框

三种输入模式,第一种是输入总流量,再输入组分分率;第二种是直接输入各组分流量;第三种为混合输入

推荐使用第二种

当鼠标光标停留在需要输入的地方时,注意左上角可以选择UOM选项来更改需要输入的单位,这里我们更改为质量流量

单位制选择

当出现刚才那样需要更换单位的情况时,可以选择一个一个去更改(如果你不嫌弃麻烦

也可以选择直接更改全局单位

在主界面上方功能区有一个计量单位的按钮,打开它

这是10.2版本的界面,其他版本可能略有不同

最上方的Initialize from UOM按钮可以更换单位制

从上到下依次为,英制单位,米制单位,国际单位

推荐使用米制单位

然后在下方的每个选框里可以更换自己想要的单位,最下方是计量基准,可以更换为摩尔、质量、标准体积等

推荐使用质量基准

选择OK即可

继续参数输入

输入组分质量流量

这里是需要输入流股S1的工艺参数,至少设置两个

这里第一个我们选择压力,可以看到,单位不是我们想要的,就可以通过左上角的UOM修改为自己想要设置的单位

10kpag微正压进料,第二个限制条件我们选择泡点温度,也就是bubble point

当然也可以根据条件输入温度,或者露点,气相分率等

点击ok输入完成,可以在流程图中看到S1由红色变成了黑色,代表输入完成

接下来输入E1进料预热器的条件

注意,这里的进料预热器是为了保证塔进料条件的,一般常规选择下,我们使用泡点进料,S1的状态已经规定了泡点温度,所以这里的换热器设置泡点温度是为了冗余设计,可以根据自己塔器选择的进料形式调节换热器的条件

绿色框框是程序默认值,一般无特殊情况不需要修改

蓝色框框是已经输入的或者流股连接的已知值,一般也不需要修改

打开specification

这里需要规定换热器的制定工艺参数

注意,可以看到这里都是热流股的相关参数,如果需要更改为冷凝器,可以在上一个界面的蓝色框也就是 process stream里进行更改为冷流股

这里我们选择hot product liquid fraction,也就是液相分率

定义为1,也就是泡点

其他两个参数分别就是换热面积和传热UA系数,对于我们简洁模拟来说不需要考虑

ok之后可以看到E1也变为了黑色

接下来输入最复杂的塔器

可以看到,最右边的蓝色框和绿色框分别是20和30

20代表我们初始输入的塔板数为20个,30则是计算迭代次数

最左边的一列,两个红框,第一个是塔压力设置,第二个则是进料点和采出量设置,最下方的蓝色框是再沸器相关参数设置

右边的一列,蓝色框是冷凝器相关形式和参数设置,红色框为塔器主要工艺参数设置

需要注意的是,在本次案例中为简洁精馏,蓝色框和绿色框不需要单独输入,都是系统已经设置好的

只需要输入三个红色框即可

第一个,塔压力设置:

塔顶压力10kpag,全塔压降0kpa

per tray是塔板压降,右侧可以定义每块塔板的压力

第二个:进料点和采出量设置:

在这里也可以设置进料形式哦,塔板上进料或者闪蒸进料

设置进料点为第十块塔板,塔顶采出量为500kg/h

在点击OK之后,会出现下面的对话框:

这里是指是否需要把S3也就是塔顶采出量作为设计规范来执行计算,类似于aspen中的设计规范变量

这里我们选择是,固定塔顶采出为500kg/h

最后一个红色框,主要参数设定,点击之后也会出现一个对话框:

这里是指是否需要把默认的回流比作为设计规范值

我们选择是

就会出现塔器的主要约束参数表

可以看到,上方为主要设计规范的约束,也就是我们刚才输入的塔顶采出500kg,默认回流比为3

下方代表需要同时计算塔顶冷凝器和再沸器

注意,这里是可以对这些参数进行修改的,点击对应的参数就会出现修改的页面,或者在右边取消计算某个约束

点击ok之后就完成了塔的参数输入

运行和查看结果

主界面的上方默认功能区就有运行模拟的按钮,全称为运行模拟计算,执行输出计算

也可以在运行的选项卡里点击运行模拟计算,执行输出计算

可以看到,模块都为蓝色,说明计算完成,并且无错误,左边的消息框会显示计算过程和计算结果

这就和aspen的0error和0waring一样

对于模块和流股,都可以使用右键,打开数据查看窗口,或者查看结果摩尔/质量单位来进行查看结果

打开数据查看窗口这一功能,我们下文再介绍,先简单的说一下查看结果和查看Excel结果

例如,塔T1的查看结果质量单位:

他是会单独打开一个notepad++来查看一个数据文件,同理,打开Excel也是一样,单独打开一个文件查看结果

格式化结果输出

接下来我说一下我个人最推荐的结果查看方式,那就是右键选项的第一个,数据查看窗口

例如塔T1的结果查看窗口:

可以看到默认的情况下,塔的结果只有冷凝器和再沸器的负荷,没有其他我们想要的数据

这个时候我们就需要用到这三个功能:

顾名思义,第一个就是更改单位制,这个之前也说过了,就不详细赘述了

第二个是流股性质列表,也就是编辑右键流股的数据查看窗口所输出的数据

同理,第三个就是编辑模块右键的数据查看窗口的数据

首先来编辑一个流股性质列表,打开流股性质列表:

点击new

输入列表名称和使用的模板,模板可以选择无

然后在左边的备选框中把所需要输出的参数添加进右边的表格中

左边的备选框支持搜索哦

然后再左边的表格中选择需要修改单位的参数,可以在下面修改单位,修改完成之后点击保存即可

(可以按照我的这个模板进行设置)

打开单元操作性质清单

在unit type框中选择想要修改的模块类型,模块类型见主界面最右侧的模型选项板

我们以塔的为例,选择为Column

点击new新建,输入名称和模板

然后和上述的一样,添加参数,修改单位

保存即可

现在我们再看塔T1的结果:

在左下角选择自己刚才新建的模板

可以看到负荷,回流比,回流质量流量

还有一个使用方法,例如

点击流股或单元性质表,添加到主流程中:

双击列表,添加自己想要查看数据的流股或模块

别忘了更换为自己新建的列表哦

是不是很方便就能查看结果了呢~

今天的PROII入门就分享到这里啦~期待下一篇文章。