OmniSim用于实现超级克劳斯工艺流程建模详细讲解（完）
本帖最后由 ktcontrol 于 2016-2-19 12:53 编辑为方便阅读，整理了之前帖子的内容并添加反应器建模、结论，完整内容如下：
使用奥秘仿真（OmniSim）动态建模软件，建立了超级克劳斯硫磺回收装置动态仿真模型。仿真装置由一个分流的主燃烧炉和两个克劳斯催化反应器以及一个超优克劳斯催化反应器和一个超级克劳斯催化反应器组成。最后的尾气被输送往焚烧炉燃烧，流程图见下图。
１.装置建模
根据超级克劳斯装置的工艺原理及工艺流程，使用化工流程建模软件：奥秘仿真（OmniSim），利用软件中的反应器、换热器、分离器、罐等单元操作模块，建立与生产工艺相一致的动态仿真流程，仿真流程图见下图
１.1.主燃烧器建模
主燃烧器内进行的主要反应有两个：
（1） 含硫的酸性气体的燃烧反应H2S + 3/2 O2→SO2 + H2O + 热量
（2） 根据平衡反应，剩余H2S中的大部分将与SO2燃烧并生成2 H2S + SO2↔3/2 S2 + 2 H2O + 热量
在实际的生产过程中，主燃烧器内这两个反应都有发生，但以第一步反应（1）为主。在流程仿真建模过程中，可简化认为主燃烧器内只进行第一步酸性气体的燃烧反应，忽略第二步克劳斯反应，认为它主要在位于后方的主燃烧室中进行。并且可以近似的认为氧气的燃烧反应是完全的，采用转化反应器模块，配置氧气转化率为100%，转化反应器模块将根据质量守恒方程和能量守恒方程，以及模块设置的转化率及热损失效率，计算出主燃烧器出口的温度、浓度和流量等信息。
１.2.主燃烧室建模
主燃烧室内进行的主要反应即是克劳斯反应：
2 H2S + SO2↔3/2 S2 + 2 H2O + 热量
在实际生产过程中，克劳斯反应分别在主燃烧器和主燃烧室中进行，而在仿真建模中，将所有的克劳斯反应均放置在主燃烧室中进行，这一近似，大大简化了主燃烧器和主燃烧室的建模难度，并且只会引入非常小的误差。原因主要是：主燃烧室进行的H2S与SO2的反应是一种平衡反应，并且在燃烧室内的高温高压条件下，可以认为整体反应达到吉布斯自由能量小值，因而不论克劳斯反应是发生主燃烧室内，还是同时发生于主燃烧器和主燃烧室内，最终流出体系的平衡组成是都由吉布斯自由能最小来决定和计算的，两者的计算结果应该是一致的。
１.3.废热锅炉建模
为移走在主燃烧器和燃烧室内产生的热量，工艺气通过废热锅炉的管炉，经锅炉给水冷却，产生低压饱和蒸汽。废热锅炉采用流程模拟软件中的液位换热器模块模拟热量的移除，锅炉给水在液位控制下送入液位换热器的壳程模，管程进工艺气体，出废热锅炉后工艺气进入分离塔单元，实现气体与液体的分离。
１.4.克劳斯硫回收反应器建模
在硫回收反应器内，上层装填氧化铝型催化剂，底层装填氧化钛型催化剂。这两个催化剂的反应效果采用工厂实际数据拟合得到相应动力学参数。采用奥秘仿真流程模拟软件中固定床反应器实现克劳斯硫回收反应器的模拟仿真，反应器内反应方程：
2 H2S + SO2↔3/2 S2 + 2 H2O + 热量
反应动力学数据采用工厂数据回归获得，结合固定床反应器的自身的质量平衡和能量平衡算法，得到与工厂实际装置相近的动态特性。
１.5.超优克劳斯反应器建模
在超优克劳斯反应器中，采用加氢催化剂，还原SO2成为H2S和硫蒸汽，反应方程式为：
SO2 + 2 H2→1/x Sx + 2 H2O
SO2 + 3 H2→H2S + 2 H2O
针对超优克劳斯反应器，同样采用奥秘仿真软件中固定床反应器实现建模仿真，采用工厂实际装置的生产数据回归分别得到两个反应相应的动力学参数，再结合奥秘软件中固定床反应器内的质量平衡和能量平衡算法，建立超优克劳斯反应器的动态仿真模型
１.6.超级克劳斯反应器建模
来自超优克劳斯反应器中，被氢气还原的工艺气体以H2S为主要的含硫物质，向其注入经过预热的氧化空气，经过混合，进入超级克劳斯反应器。超级克劳斯反应器中含有一种特殊的选择性氧化催化剂，H2S在反应器内被选择氧化成硫。空气采用过量供给，以维持反应器内的氧化条件，防止催化剂硫化。反应器内进行的反应方程式为：
H2S + 1/2 O2→1/x Sx + 2 H2O
同样的，针对超级克劳斯反应器，采用奥秘仿真中固定床反应器模型，利用工厂生产数据回归超级克劳斯反应器内反应的动力学参数，结合反应器内质量平衡和能量平衡，建立超级克劳斯反应器的动态仿真模型。
2 结论
以大型通用化工流程建模软件：奥秘仿真（OmniSim）为工具，针对一套超级克劳斯硫回收工艺装置的进行动态建模。动态仿真模型采用与实际装置完全一致的工艺流程。特别是针对硫回收工艺中的主燃烧器进行了适当的建模，使主燃烧器这一最复杂的设备能够以一种非常简化的方式建模，同时保证了模型的精度。本文切实的提供了一种针对超级克劳斯硫回收装置的动态模拟方案，模拟保真性良好，数值动态变化的误差小。在此动态模型基础上，为后续的装置动态响应测试、自控系统功能检验及开工停工过程模拟练习提供了基础仿真模型。
动态模拟只是仿真的一部分。 {:1106_362:} 我想问下谁知道硫化氢氧化的那个动力学 {:1106_362:}{:1106_362:} 谢谢资料分享 谢分享OmniSim用于实现超级克劳斯工艺流程建模详细讲解
有相关软件吗？ 请问有文件吗？ 感謝分享 很实用很重要的资料，谢谢分享 很实用很重要的资料，谢谢分享 你们宣传做的很好`
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