KR20210060471A - Simulation of unit operation in a chemical plant for acid gas removal - Google Patents

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아크네스 디텔
랄프 노츠
제르가이 포로뷔에프
라이너 헤르게트
토르슈텐 카츠
게랄트 포르베르크
킴 회프켄
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Abstract

본 발명은 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들의 결정을 위한 방법으로서 - 방법은 컴퓨터 또는 분산형 컴퓨터 시스템에 의해 수행됨 -, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공하는 단계(S1); 제공된 제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하는 단계(S2); 제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정하는 단계(S3) - 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함함 -; 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하는 단계(S4) - 시작점들은, i) 제1 파라미터 세트; ii) 제2 파라미터 세트; 및 iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터로부터 적어도 부분적으로 선택됨 -; 선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하는 단계(S5)를 포함하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for determination of unit operations of a chemical plant for acid gas removal, the method being carried out by a computer or a distributed computer system, the step of providing a first set of parameters for the unit operations (S1); Providing a second parameter set for unit operations based on the provided first parameter set and data retrieved from the database (S2); Determining a digital model of the chemical plant based on the first parameter set and the second parameter set (S3), the digital model comprising a system of equations defining unit operations of the chemical plant; Selecting starting points for the equation-based solution method of the system of equations (S4)-the starting points are i) a first parameter set; ii) a second parameter set; And iii) at least partially selected from data retrieved from the database; It relates to a method comprising the step S5 of determining result settings for unit operations of a chemical plant using an equation-based solution method for simultaneous equations initialized by selected starting points.

Description

산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션의 시뮬레이션Simulation of unit operation in a chemical plant for acid gas removal

본 발명은 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션(unit operation)들의 결정을 위한 방법, 대응하는 시스템 및 대응하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.The present invention relates to a method, a corresponding system and a corresponding computer program product for the determination of unit operations of a chemical plant for acid gas removal.

화학 프로세싱 시뮬레이션은 화학 및 프로세스 엔지니어링에서 일반적으로 사용되어 화학 플랜트들의 플랜트 프로세스들 및 장비의 제품들의 일반적인 흐름을 시뮬레이션하고 결정한다.Chemical processing simulation is commonly used in chemical and process engineering to simulate and determine the general flow of plant processes in chemical plants and products of equipment.

US 20120029890 A1은 디지털 프로세서에서 증기 측 및 액체 측 질량 전달 계수 수학식들 및 대상 컬럼과 관련된 질량 전달 영역 수학식을 제공하는 컴퓨터 구현 단계들을 포함하는 분리 프로세스를 위한 컬럼을 설계하거나 또는 최적화하는 방법들로서, 증기 측 및 액체 측 질량 전달 계수 수학식들 및 질량 전달 영역 수학식이 이론 단과 동등한 컬럼 평균 높이를 수학적 관계로서 정의하는 것으로부터 유도된 방법들을 설명한다. 수학식들은 다양한 컬럼들의 경험적 데이터를 피팅하는 곡선의 오차를 감소시키는 것으로부터 추가로 유도된다. 방법은 또한 제공된 수학식들을 사용하여 대상 컬럼의 컬럼 높이 및 컬럼 폭 구성들을 결정하고, 대상 컬럼의 결정된 컬럼 높이 및 컬럼 폭 구성들을 출력하는 단계를 포함한다.US 20120029890 A1 is a method of designing or optimizing a column for a separation process comprising computer-implemented steps of providing vapor-side and liquid-side mass transfer coefficient equations and mass transfer area equations associated with the column of interest in a digital processor. , Vapor-side and liquid-side mass transfer coefficient equations, and mass transfer area equations describe the methods derived from defining the column mean height equivalent to the theoretical stage as a mathematical relationship. The equations are further derived from reducing the error of the curve fitting the empirical data of the various columns. The method also includes determining the column height and column width configurations of the target column using the equations provided, and outputting the determined column height and column width configurations of the target column.

EP 2 534 592 A2는 제한된 데이터에 기초하여 대상 시설 설계의 사용자 지정을 가능하게 하는 입력 모듈을 포함하는 방법들 및 시스템들을 설명한다. 대상 시설 설계는 설계 대안들, 및 대상 시설 설계를 모델링하기 위해 입력 모듈에 커플링되고 엄격한 시뮬레이션 모델러에 대한 입력 데이터 세트를 형성함으로써 사용자 사양에 응답하는 프로세서 루틴을 포함한다. 엄격한 시뮬레이션 모델러는 제한된 데이터 이상의 입력을 필요로 한다.EP 2 534 592 A2 describes methods and systems comprising an input module that enables customization of a target facility design based on limited data. The target facility design includes design alternatives and a processor routine that is coupled to the input module to model the target facility design and responds to user specifications by forming an input data set for a rigorous simulation modeler. Strict simulation modelers require more than limited data input.

US 7367018 B2는 출원들 전반에서 화학 또는 기타 엔지니어링 프로세스들에 대한 프로세스 및 플랜트 엔지니어링 데이터를 관리하기 위한 방법들 및 장치들을 설명한다. 방법 및 장치는 다수의 소프트웨어 애플리케이션들 각각에 대한 각각의 클래스 뷰, 복합 클래스 뷰, 개념적 데이터 모델 및 결과적으로 통합된 다중-계층 데이터 모델을 포함한다. 다중-계층 데이터 모델은 다수의 소프트웨어 애플리케이션들로부터의 엔지니어링 및 기타 데이터를 다른 프로세스 및 플랜트 엔지니어링 애플리케이션들 및 프로그램들과 공유하는 것을 가능하게 한다.US 7367018 B2 describes methods and apparatus for managing process and plant engineering data for chemical or other engineering processes throughout the applications. The method and apparatus comprises a respective class view, a composite class view, a conceptual data model and a consequently an integrated multi-tier data model for each of a number of software applications. The multi-tiered data model makes it possible to share engineering and other data from multiple software applications with other process and plant engineering applications and programs.

따라서, 본 발명의 목적은 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들의 개선된 설계를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved design of unit operations of a chemical plant for acid gas removal.

상기 및 다른 목적들은 본 발명의 주제에 의해 해결된다.These and other objects are solved by the subject matter of the present invention.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들(unit operation)들의 결정을 위한 방법으로서 - 특히, 방법은 컴퓨터에 의해 구현되는 방법이고, 방법은 컴퓨터 또는 분산형 컴퓨터 시스템에 의해 수행됨 -, 프로세싱 디바이스에 의해, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공 또는 수신하는 단계; 프로세싱 디바이스에 의해, 제공 또는 수신된 제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하는 단계; 프로세싱 디바이스에 의해, 제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정 또는 생성하는 단계 - 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함함 -; 프로세싱 디바이스에 의해, 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법(equation-based solution method)에 대한 시작점들을 선택하는 단계 - 시작점들은, i) 제1 파라미터 세트; ii) 제2 파라미터 세트; 및 iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터로부터 적어도 부분적으로 선택됨 -; 프로세싱 디바이스에 의해, 선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.According to a first aspect of the invention, as a method for determination of unit operations of a chemical plant for acid gas removal-in particular, the method is a computer-implemented method, the method being a computer or a distributed computer Performed by the system-providing or receiving, by the processing device, a first set of parameters for unit operations; Providing or identifying, by the processing device, a second set of parameters for unit operations based on the first set of parameters provided or received and based on data retrieved from the database; Determining or generating, by the processing device, a digital model of the chemical plant based on the first set of parameters and the second set of parameters, the digital model comprising a system of equations defining unit operations of the chemical plant; Selecting, by the processing device, starting points for an equation-based solution method of the system of equations, the starting points comprising: i) a first parameter set; ii) a second parameter set; And iii) at least partially selected from data retrieved from the database; A method is provided comprising the step of determining, by the processing device, result settings for unit operations of the chemical plant using an equation-based solution method for a system of equations initialized by selected starting points.

산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들의 결정은, 예를 들어, 하나 이상의 가스 처리 유닛을 포함하는, 처리된 아웃렛 스트림을 제공하기 위해 처리 용액으로 가스상 인렛 스트림을 처리하기 위한 화학 플랜트 또는 가스 처리 플랜트, 바람직하게는 처리된 아웃렛 스트림을 제공하기 위해 처리 용액으로 가스상 인렛 스트림으로부터 하나 이상의 산 가스 성분(들)을 제거하기 위한 산 가스 제거 플랜트의 작동 및/또는 치수 파라미터들(operating and/or dimensioning parameters)을 결정하는 것을 포함한다.Determination of the unit operations of the chemical plant for acid gas removal, for example, a chemical plant or gas treatment for treating a gaseous inlet stream with a treatment solution to provide a treated outlet stream, comprising one or more gas treatment units. Operating and/or dimensioning of the plant, preferably an acid gas removal plant for removing one or more acid gas component(s) from the gaseous inlet stream with a treatment solution to provide a treated outlet stream. parameters).

본 발명은 동시에 해결될 방정식 세트로서 프로세스 흐름도를 처리함으로써 화학 플랜트에 대한 하나 이상의 가스 처리 유닛의 유닛 오퍼레이션들의 결정을 제공한다. 본 발명의 특정 실시양태들은 이전에 해결된 시뮬레이션들 및 제공된 솔루션들의 이전에 성공적으로 사용된 시작 프로파일들을 식별함으로써 개선된 시작 프로파일들의 선택을 위한 기초로서 데이터베이스를 제공한다. 따라서, 데이터베이스는 유리하게는 사용자 상호 작용으로부터 분리된다. 본 발명의 특정 실시양태들은 유리하게는 사용자 입력에 기초한 강력한 사용자 지정 모델링 및 연립 방정식을 해결하기 위한 수렴 기준들의 강력한 결정을 제공한다. 본 발명의 특정 실시양태들은 추가로 유리하게는 화학 플랜트들의 설계를 위한 연립 방정식을 해결하기 위해 수렴 기준들의 온라인, 현장, 실시간 결정을 제공한다. 본 발명의 특정 실시양태들은 사용자에게 제시되는 정보의 양을 감소시키는 그래픽 사용자 인터페이스를 추가로 유리하게 제공하여, 사용자가 입력 파라미터들을 더 효율적으로 지정할 수 있게 함으로써, 그래픽 사용자 인터페이스의 유용성을 개선시킨다.The present invention provides the determination of unit operations of one or more gas processing units for a chemical plant by processing a process flow diagram as a set of equations to be solved simultaneously. Certain embodiments of the present invention provide a database as a basis for selection of improved starting profiles by identifying previously successfully used starting profiles of previously resolved simulations and solutions provided. Thus, the database is advantageously separated from user interaction. Certain embodiments of the present invention advantageously provide robust custom modeling based on user input and robust determination of convergence criteria for solving simultaneous equations. Certain embodiments of the invention further advantageously provide on-line, on-site, real-time determination of convergence criteria to solve simultaneous equations for the design of chemical plants. Certain embodiments of the present invention further advantageously provide a graphical user interface that reduces the amount of information presented to the user, allowing the user to more efficiently specify input parameters, thereby improving the usability of the graphical user interface.

즉, 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법은, 다음의 단계들:That is, the method for determining the unit operations of a chemical plant for acid gas removal, the following steps:

입력 파라미터들은 사용자에 의해 제공될 수 있으며, 클라이언트 디바이스에 의해 시뮬레이션 서버, 예를 들어, 결정 서버로 전송될 수 있음Input parameters can be provided by the user and transmitted by the client device to a simulation server, e.g. a decision server.

을 포함할 수 있다.It may include.

입력 파라미터들은 연립 방정식을 설정하기 위해 결정 서버에 의해 사용될 수 있다.The input parameters can be used by the decision server to establish a system of equations.

연립 방정식은 물질 균형, 평형 관계, 합산 방정식, 열 균형을 약칭하는 MESH에 의해, 또는 물질 균형, 물질 균형, 물질 및 열-전달 속도 방정식, 합산 방정식, 압력 강하에 대한 유압 방정식, 평형 방정식을 약칭하는 MERSHQ 방정식들에 의해 표현될 수 있다. 추가적으로, 입력 파라미터들은 데이터베이스 서버에 의해 휘발성 또는 비-휘발성 저장 매체에 저장되어, 시작점들 플러스 메타데이터에 대응하는 시작 프로파일들과 관련하여 나중에 시작 프로파일 생성을 위해 액세스 가능하게 유지될 수 있다.System of equations is by MESH for mass balance, equilibrium relationship, summation equation, heat balance, or mass balance, matter balance, matter and heat-transfer velocity equation, summation equation, hydraulic equation for pressure drop, equilibrium equation. Can be expressed by MERSHQ equations. Additionally, the input parameters may be stored in a volatile or non-volatile storage medium by the database server so that they can be kept accessible for later creation of a starting profile with respect to starting profiles corresponding to the starting points plus metadata.

사용자에 의해 제공되는 입력 파라미터들에 기초하여 결정 서버에 의해 시뮬레이션이 실행되면, 수렴 기준들에 도달함으로써 연립 방정식이 해결되고, 최종 솔루션은 연립 방정식에 대해 결정되어야 하는 모든 변수들을 포함한다.When the simulation is run by the decision server based on the input parameters provided by the user, the system of equations is solved by reaching the convergence criteria, and the final solution includes all the variables that have to be determined for the system of equations.

시작 프로파일을 생성하기 위해, 결정된 모든 변수들과 함께 결정 서버에 의해 결정된 최종 솔루션은 데이터베이스 서버를 통해 시작점(즉, 모든 변수들)으로서 저장될 수 있다. 또한, 입력 파라미터들을 포함하는 메타데이터는 데이터베이스 서버에 의해 저장되고, 실행된 해당 특정 동일한 시뮬레이션의 대응하는 시작점들과 연관된다.To create a starting profile, the final solution determined by the decision server along with all the determined variables can be stored as a starting point (ie, all variables) through the database server. In addition, metadata including input parameters is stored by the database server and associated with the corresponding starting points of that particular same simulation executed.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the first parameter set for unit operations comprises at least one relative parameter.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트는 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the second parameter set for unit operations comprises at least one relative parameter.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 데이터는 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함한다.According to one embodiment of the invention, the data comprises at least one relative parameter.

본 발명에 의해 정의된 용어 "상대 파라미터(relative parameter)"는 (i) 화학 플랜트의 임의의 처리량 - 질량 처리량 또는 체적 처리량 - 에 따라 또는 (ii) - 예를 들어, 화학 플랜트의 임의의 가스 처리 유닛의 - 임의의 지오메트리 또는 치수 또는 측정값에 따라 적어도 2개의 대응하는 파라미터의 비율로서 이해될 수 있다.The term "relative parameter" as defined by the present invention means (i) any throughput of a chemical plant-mass throughput or volumetric throughput-or (ii)-any gas treatment of a chemical plant, for example Unit of-can be understood as a ratio of at least two corresponding parameters according to any geometry or dimension or measure.

본 발명에 의해 정의된 용어 "입력 파라미터"는 화학 플랜트를 시뮬레이션하거나 설계하는 사용자에 의해 제공되는 임의의 파라미터로서 이해될 수 있다.The term “input parameter” as defined by the present invention can be understood as any parameter provided by a user simulating or designing a chemical plant.

본 발명에 의해 정의된 용어 "결과 설정들"은 연립 방정식을 해결하기 위한 수렴 기준들을 결정함으로써 화학 플랜트의 설계 모델링을 제공하기 위해 동시에 해결될 주어진 방정식 세트에 대한 변수들 및 상수들의 임의의 데이터 세트로서 이해될 수 있다.The term “result settings” as defined by the present invention refers to any data set of variables and constants for a given set of equations to be solved simultaneously to provide a design modeling of a chemical plant by determining convergence criteria for solving a system of equations. Can be understood as

본 발명에 의해 정의된 용어 "시작 프로파일들"은 시작점들 및 임의의 추가 메타데이터를 포함하는 데이터 구조로서 이해될 수 있다.The term "starting profiles" as defined by the present invention can be understood as a data structure comprising starting points and any additional metadata.

본 발명은 유리하게는 가스 처리 플랜트들, 바람직하게는 모델링되고 결정된 파라미터들에 기초한 산 가스 제거 플랜트들의 최적화된 모델링 및 후속적으로 생성되는 설계를 가능하게 한다.The invention advantageously enables optimized modeling of gas treatment plants, preferably acid gas removal plants on the basis of modeled and determined parameters, and a subsequently generated design.

예를 들어, 상대 파라미터들이 도입되어 더 간단한 설계 프로세스를 가능하게 하는데, 왜냐하면 상대 파라미터들은 문제 구동되거나 또는 기능적으로 구동되는 반면, 대응하는 파라미터들은 사용자가 가스 처리 플랜트의 문제 구동되거나 또는 기능적으로 구동되는 사양을 특정 구조적 또는 작동적 파라미터로 변환해야 하기 때문이다. 또한, 설계 제약들은 임의의 구조적, 치수적 또는 작동적 파라미터들의 측면에서보다 상대, 예를 들어, 기능적으로 구동되는 파라미터들의 측면에서 예측하기가 더 쉽다. 따라서, 물리적으로 의미있는 결과들을 생성하는 능력이 크게 향상된다. 특히, 가스 처리 플랜트들에 대한 작동 및/또는 치수 파라미터들의 결정들을 수행하는 데 전문 지식이 요구되지 않는데, 왜냐하면 어떠한 전문 지식도 지정될 필요가 없기 때문이다.For example, relative parameters may be introduced to enable a simpler design process, because the relative parameters are problem driven or functionally driven, while the corresponding parameters are the user's problem driven or functionally driven of the gas treatment plant. This is because specifications must be converted into specific structural or operational parameters. Further, design constraints are easier to predict in terms of relative, eg, functionally driven parameters, than in terms of any structural, dimensional or operational parameters. Thus, the ability to produce physically meaningful results is greatly improved. In particular, no expertise is required to carry out determinations of operating and/or dimensional parameters for gas treatment plants, since no expertise needs to be specified.

추가적으로, 상대 파라미터들을 도입하여, 입력 파라미터들의 임의의 상관 관계들이 감소되거나 되돌아옴으로써, 물리적으로 구축될 가스 처리 플랜트에서 구현되는 치수 및/또는 작동 파라미터들의 더 견고하고 안정적인 결정을 가능하게 한다. 따라서, 물리적으로 및 화학적으로 의미있는 작동 및/또는 치수 파라미터들을 찾는 데 필요한 반복 횟수를 고려할 때 설계 프로세스의 복잡성이 감소된다. 따라서, 컴퓨터 프로그램은, 프로세싱 시스템에 로딩되어 실행될 때, 시스템 전체를 범용 컴퓨팅 시스템으로부터 단순화되고 더 효율적인 가스 처리 플랜트 설계를 위한 환경에 맞춤화된 특수 목적 컴퓨팅 시스템으로 변환한다.Additionally, by introducing relative parameters, any correlations of the input parameters are reduced or returned, thereby enabling a more robust and reliable determination of the dimensional and/or operating parameters implemented in the gas treatment plant to be physically built. Thus, the complexity of the design process is reduced when considering the number of iterations required to find physically and chemically meaningful operating and/or dimensional parameters. Thus, the computer program, when loaded and executed in the processing system, transforms the entire system from a general purpose computing system to a special purpose computing system tailored to the environment for a simplified and more efficient gas processing plant design.

본 명세서에서 사용되는 상대 파라미터는, 예를 들어, 대응하는 파라미터와 관련된다. 상대 파라미터는 이와 같이 플랜트 처리량과 무관하며, 대응하는 파라미터는 이와 같이 플랜트 처리량에 의존하거나 또는 가스 처리 유닛 지오메트리에 의존한다. 특정 예에서, 상대 파라미터는 플랜트 규모, 가스 처리 플랜트의 물리적 치수, 가스 처리 유닛 지오메트리 및/또는 가스 처리 플랜트의 용량과 무관할 수 있다. 상대 파라미터들은 기능 파라미터들일 수 있으며, 대응하는 파라미터들과는 대조적으로 플랜트 처리량, 플랜트 규모, 가스 처리 플랜트의 물리적 치수, 가스 처리 유닛 지오메트리 및/또는 가스 처리 플랜트의 용량과 직접적으로 상관되지 않는다. 일 예는 상대 파라미터로서 흡수기에서의 유압 로드(hydraulic load)이다. 이 파라미터는 흡수기 직경이 아닌 유압 플러딩(hydraulic flooding)까지의 거리로서 기준을 지정할 때의 기능 파라미터이다. 대조적으로, 대응하는 파라미터, 이 예에서 흡수기 직경은 플랜트 처리량, 플랜트 규모 및/또는 가스 처리 플랜트의 용량과 직접적으로 상관된다. 부적절한 흡수기 직경의 사양은 플러딩 조건들 및 불안정하거나 물리적으로 의미없는 작동 조건들로 이어질 수 있는 반면, 유압 로드의 사양은, 예를 들어, 1보다 작고 0.5보다 큰 안전 계수를 통해 본질적으로 불안정하거나 비합리적인 조건들의 설계를 회피한다.Relative parameters as used herein are, for example, associated with corresponding parameters. The relative parameters are thus independent of the plant throughput and the corresponding parameters are thus dependent on the plant throughput or on the gas processing unit geometry. In certain instances, the relative parameters may be independent of the plant size, the physical dimensions of the gas treatment plant, the gas treatment unit geometry and/or the capacity of the gas treatment plant. Relative parameters may be functional parameters and, in contrast to the corresponding parameters, are not directly correlated with plant throughput, plant size, physical dimensions of the gas treatment plant, gas treatment unit geometry and/or capacity of the gas treatment plant. An example is the hydraulic load in the absorber as a relative parameter. This parameter is a functional parameter when specifying the criterion as the distance to hydraulic flooding, not the absorber diameter. In contrast, the corresponding parameter, in this example the absorber diameter, is directly correlated with the plant throughput, the plant size and/or the capacity of the gas treatment plant. The specification of the improper absorber diameter can lead to flooding conditions and unstable or physically meaningless operating conditions, while the specification of the hydraulic rod is inherently unstable or irrational, for example, through a factor of safety less than 1 and greater than 0.5. Avoid the design of conditions.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 방법은, 프로세싱 디바이스에 의해, 선택된 시작점들 및 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결정된 결과 설정들을 데이터베이스에 저장하는 단계를 추가로 포함한다.According to one embodiment of the invention, the method further comprises storing, by the processing device, the selected starting points and the determined result settings for the unit operations of the chemical plant in a database.

본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하는 단계는 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, selecting the starting points for the equation-based solution method of the system of equations comprises at least partially selecting the starting points of the previously performed equation-based solution method of the system of equations stored in the database. Includes.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택하는 단계는 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 결정되고 저장된 결과 설정들을 결정을 위한 현재의 방법의 원하는 설정들과 비교하는 단계를 포함하고, 임의로 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 상기 원하는 설정들을 포함한다.According to a further embodiment of the present invention, the step of at least partially selecting the starting points of a previously performed equation-based solution method of a system of equations stored in the database comprises determining and stored result settings of the previously performed equation-based solution method. Comparing the desired settings of the current method for determination, and optionally the first parameter set for unit operations includes the desired settings.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 클라이언트 디바이스에 의해 제공 또는 수신되고/거나 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트는 결정 서버에 의해 제공 또는 식별되고/거나 데이터는 데이터베이스 서버에 의해 제공된다.According to one embodiment of the invention, a first parameter set for unit operations is provided or received by a client device and/or a second parameter set for unit operations is provided or identified by a decision server and/or data Is provided by the database server.

본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하는 단계는,According to another embodiment of the present invention, providing or identifying a second parameter set for unit operations based on the first parameter set,

i) 제1 파라미터 세트에 의해 지정되지 않은 적어도 하나의 파라미터를 제공 또는 식별하는 단계, 및/또는i) providing or identifying at least one parameter not specified by the first parameter set, and/or

ii) 제1 파라미터 세트에 보완 파라미터인 적어도 하나의 파라미터를 제공 또는 식별하는 단계ii) providing or identifying at least one parameter that is a complementary parameter to the first parameter set

를 포함한다.Includes.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하는 단계는 데이터베이스로부터 검색된 데이터에 의해 지정된 화학적 파라미터들을 사용하여 제1 파라미터 세트와 관련된 비지정 또는 보완 파라미터들을 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the step of providing or identifying a second parameter set for unit operations based on the first parameter set comprises the first parameter set and the chemical parameters specified by the data retrieved from the database. Determining the associated unspecified or complementary parameters.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 메타데이터는 입력 파라미터들보다 더 많이 포함하도록 보완될 수 있다. 이러한 추가 메타데이터는, 예를 들어, 다음을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the metadata can be supplemented to include more than the input parameters. Such additional metadata may include, for example, the following.

i) 사용자가 상대 파라미터로서 입력 파라미터들에 스트립 스팀 비율을 지정한 경우, 시뮬레이션은 대응하는 리보일러 듀티(reboiler duty)를 결정하므로, 결정된 리보일러 듀티는 추가 메타데이터로서 저장될 수 있고, 이렇게 하면 실행되는 다른 시뮬레이션에서 사용자가 스트립 스팀 비율이 아닌 리보일러 듀티를 제공하는 경우, 시작 프로파일이 찾아질 수 있다.i) If the user specifies the strip steam ratio in the input parameters as relative parameters, the simulation determines the corresponding reboiler duty, so the determined reboiler duty can be saved as additional metadata, and then executed. In other simulations, if the user provides a reboiler duty rather than a strip steam rate, a starting profile can be found.

ii) 이것은 입력 파라미터들로서 제공된 모든 상대 파라미터들 및 결과적인 대응하는 파라미터들에 대해 적용 가능하고, 그 반대도 마찬가지이다. 실제로, 대응하는 파라미터가 입력 파라미터로서 제공된 경우에도, 상대 파라미터들을 명시적으로 결정하는 한 메타데이터의 완성도 진행된다.ii) This is applicable for all relative parameters provided as input parameters and resulting corresponding parameters, and vice versa. Indeed, even if the corresponding parameter is provided as an input parameter, the completion of the metadata also proceeds as long as the relative parameters are explicitly determined.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 시작 프로파일들을 서치할 때, 제1 단계는 잠재적으로 적용가능한 시작 프로파일들을 필터링하는 것이다. 이러한 필터는 입력 파라미터들의 서브세트(예를 들어, 용매, 구성 또는 구조 파라미터들)만 고려하여 매우 거칠 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 제2 단계에서, 이러한 잠재적으로 적용가능한 시작 프로파일들은 전체 세트의 입력 파라미터들에 기초하여 순위가 매겨진다. 이를 통해 더 효율적인 선택과 액세스가 가능하다. 추가 필터들 및 순위들이 적용될 수 있다. 여기서, 핵심은 프로세싱 복잡성과 부담을 감소시키는 것이다.According to another embodiment of the present invention, when searching for starting profiles, the first step is to filter out potentially applicable starting profiles. Such a filter can be very rough considering only a subset of the input parameters (eg solvent, composition or structural parameters). According to another embodiment of the invention, in a second step, these potentially applicable starting profiles are ranked based on the entire set of input parameters. This allows for more efficient selection and access. Additional filters and rankings may be applied. The key here is to reduce the processing complexity and burden.

따라서, 메타데이터는 시작점들과 연관되고 본 발명의 이점으로서 특정 시작 프로파일들의 선택을 가능하게 하는 임의의 데이터이다. 입력 파라미터들로서, 예를 들어, 구성 파라미터들이 제공된다. 이러한 구성 파라미터들은 충전 층 또는 트레이 컬럼과 같은 컬럼 유형, 컬럼 내 세그먼트들의 수, 컬럼에 대한 압력 강하와 같은 압력 조건들, 온도 조건들 또는 액체 처리 용액에 대한 분배기 유형을 추가로 지정할 수 있다.Thus, metadata is arbitrary data associated with starting points and allowing selection of specific starting profiles as an advantage of the present invention. As input parameters, for example, configuration parameters are provided. These configuration parameters may further specify the column type, such as a packed bed or tray column, the number of segments in the column, pressure conditions such as pressure drop on the column, temperature conditions or the type of distributor for the liquid treatment solution.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구성 파라미터들은 가스 처리 플랜트에 포함된 가스 처리 및/또는 프로세스 유닛들 및 스트림들을 나타내는 이들의 상호 연결부를 지정할 수 있다. 또한, 가능한 구성들의 고정된 세트를 제공하는 구성 파라미터들은 전체적으로 또는 부분적으로 사전 정의될 수 있다.According to another embodiment of the invention, the configuration parameters may specify the gas treatment and/or process units included in the gas treatment plant and their interconnections representing the streams. Further, configuration parameters that provide a fixed set of possible configurations may be predefined in whole or in part.

이러한 사전 정의된 구성들은 데이터베이스에 저장될 수 있으며, 각각의 구성 파라미터들을 나타내는 하나 이상의 식별자(들)를 통해 프로세스 특정 입력 파라미터들에서 식별될 수 있다. 사전 정의된 구성 파라미터들은 문제 공간을 줄여 사용자를 안내하고, 작동 및/또는 치수 파라미터들의 더 견고하고 안정적인 결정으로 이어진다. 구성들이 전체적으로 사전 정의되지는 않은 실시양태들에서, 방법은 합리적인 구성들이 사용자에 의해 정의되었는지 보장하기 위한 검증 단계를 포함할 수 있다.These predefined configurations may be stored in a database and may be identified in process specific input parameters via one or more identifier(s) representing respective configuration parameters. Pre-defined configuration parameters guide the user by reducing the problem space and lead to a more robust and reliable determination of operating and/or dimensional parameters. In embodiments where the configurations are not entirely predefined, the method may include a verification step to ensure that reasonable configurations are defined by the user.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 메타데이터의 유형은, 예를 들어, 설명적일 수 있는데, 예를 들어, 암모니아, LNG, 천연 가스 애플리케이션, 용매 또는 흡수 매질, 프로세스의 주요 구성, 예를 들어, 흡수기들, HP 플래시, 열 교환기의 수로서, 예를 들어, 구성 또는 산업 애플리케이션 유형을 정의할 수 있다.According to another embodiment of the invention, the type of metadata can be, for example, descriptive, e.g., ammonia, LNG, natural gas applications, solvents or absorption media, the main components of the process, e.g. , As the number of absorbers, HP flash, heat exchanger, for example configuration or industrial application type can be defined.

구조적 메타데이터는 후자의 의미에서도 볼 수 있는데, 왜냐하면 구성은, 예를 들어, 흡수기 내부 등과 같은 플랜트 흐름도 및 처리 유닛들과 같은 플랜트 구조를 포함하기 때문이다.Structural metadata can also be seen in the latter sense, since the configuration includes, for example, a plant flow diagram, such as inside an absorber, and a plant structure, such as processing units.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 바람직하게는 산 가스 제거를 위해 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템이 제공되고, 바람직하게는 클라이언트 디바이스에 통신가능하게 커플링되는 결정 서버 및 데이터베이스를 포함하는 데이터베이스 서버를 포함하며, 시스템은,According to a second aspect of the invention, a system for determining unit operations of a chemical plant, preferably for acid gas removal, is provided, preferably comprising a decision server and a database communicatively coupled to a client device. Includes a database server, and the system:

i) 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공 또는 수신하도록 구성되는 클라이언트 디바이스;i) a client device configured to provide or receive a first set of parameters for unit operations;

ii) 데이터를 제공 또는 식별하도록 구성되는 데이터베이스를 포함하는 데이터베이스 서버;ii) a database server comprising a database configured to provide or identify data;

iii) 제공된 제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스로부터의 데이터 또는 데이터베이스 서버로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하도록 구성되는 결정 서버 - 결정 서버는 제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정 또는 생성하도록 추가로 구성되며, 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함함 -iii) a decision server configured to provide or identify a second set of parameters for unit operations based on the provided first set of parameters and based on data from the database or data retrieved from the database server, the decision server comprising the first set of parameters and Further configured to determine or generate a digital model of the chemical plant based on the second set of parameters, the digital model comprising a system of equations defining the unit operations of the chemical plant-

를 포함하며,Including,

결정 서버는 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하도록 추가로 구성되고, 시작점들은,The decision server is further configured to select starting points for the equation-based solution method of the system of equations, and the starting points are:

i) 제1 파라미터 세트i) first parameter set

ii) 제2 파라미터 세트; 및ii) a second parameter set; And

iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터iii) data retrieved from the database

로부터 적어도 부분적으로 선택되고,Is at least partially selected from,

결정 서버는 선택된 시작점들에 의해 초기화되는 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하도록 추가로 구성된다.The decision server is further configured to determine result settings for the unit operations of the chemical plant using an equation-based solution method for the simultaneous equations initialized by the selected starting points.

제2 양태의 일 실시양태에 따르면, 바람직하게는 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템이 제공되며, 시스템은,According to one embodiment of the second aspect, there is provided a system for determining unit operations of a chemical plant, preferably for acid gas removal, the system comprising:

클라이언트 디바이스에 통신가능하게 커플링되는 결정 서버 및 데이터베이스를 포함하는 데이터베이스 서버A database server comprising a decision server and a database communicatively coupled to a client device

를 포함하고, 결정 서버는,Including, the determination server,

유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공 또는 수신하고,Provide or receive a first set of parameters for unit operations, and

제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스 서버로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하고,Providing or identifying a second parameter set for unit operations based on the first parameter set and based on data retrieved from the database server,

제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정 또는 생성하고 - 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함함 -,Determining or generating a digital model of the chemical plant based on the first set of parameters and the second set of parameters, the digital model comprising a system of equations defining unit operations of the chemical plant,

연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하고 - 시작점들은,Select the starting points for the equation-based solution method of the system of equations-the starting points are,

i) 제1 파라미터 세트; i) a first parameter set;

ii) 제2 파라미터 세트; 및 ii) a second parameter set; And

iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터 iii) data retrieved from the database

로부터 적어도 부분적으로 선택됨 -, At least partially selected from -,

선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하도록To determine outcome settings for unit operations of a chemical plant using an equation-based solution method for a system of equations initialized by selected starting points.

구성된다.It is composed.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 시스템은 데이터베이스 서버의 데이터베이스에 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대해 선택된 시작점들 및 결정된 결과 설정들을 저장하도록 추가로 구성된다.According to a further embodiment of the invention, the system is further configured to store selected starting points and determined result settings for the unit operations of the chemical plant in a database of the database server.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 결정 서버는 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택함으로써 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하도록 추가로 구성된다.According to a further embodiment of the present invention, the decision server is further added to select starting points for the equation-based solution method of the system of equations by at least partially selecting the starting points of the previously performed equation-based solution method of the system of equations stored in the database. It consists of

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 결정 서버는 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 결정되고 저장된 결과 설정들을 결정을 위한 현재의 방법의 원하는 설정들과 비교함으로써 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택하도록 추가로 구성되고, 임의로 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 원하는 설정들을 포함한다.According to a further embodiment of the present invention, the decision server performs prior execution of the system of equations stored in the database by comparing the determined and stored result settings of the previously performed equation-based solution method with the desired settings of the current method for determination. Is further configured to at least partially select the starting points of the equation-based solution method, optionally the first parameter set for unit operations comprising the desired settings.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 결정 서버는,According to a further embodiment of the present invention, the decision server,

i) 제1 파라미터 세트에 의해 지정되지 않은 적어도 하나의 파라미터를 제공 또는 식별하고/하거나,i) providing or identifying at least one parameter not specified by the first parameter set, and/or

ii) 제1 파라미터 세트에 보완 파라미터인 적어도 하나의 파라미터를 제공 또는 식별함으로써ii) by providing or identifying at least one parameter that is a complementary parameter to the first parameter set

제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하도록 추가로 구성된다. It is further configured to provide or identify a second parameter set for the unit operations based on the first parameter set.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 결정 서버는 데이터에 의해 지정된 화학적 파라미터들을 사용하여 제1 파라미터 세트와 관련된 비지정 또는 보완 파라미터들을 결정함으로써 제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공 또는 식별하도록 추가로 구성된다.According to a further embodiment of the present invention, the determination server uses the chemical parameters specified by the data to determine unspecified or complementary parameters associated with the first parameter set, thereby determining the second parameter set for the unit operations based on the first parameter set. It is further configured to provide or identify.

일 실시양태에서, 방법은 본 명세서에 설명된 방법들 중 하나 이상에 의해 결정되는 작동 및/또는 치수 파라미터에 기초하여 화학 플랜트를 설계 및 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 방법은 화학 플랜트를 사용하여 화학 제품을 생산하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may include designing and assembling a chemical plant based on operational and/or dimensional parameters determined by one or more of the methods described herein. In other embodiments, the method may include producing a chemical product using a chemical plant.

본 명세서에 설명된 실시양태들은 서로 상호 배타적이지 않으며, 설명된 실시양태들 중 하나 이상은 해당 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.It should be understood that the embodiments described herein are not mutually exclusive, and one or more of the described embodiments may be combined in a variety of ways as understood by one of ordinary skill in the art.

유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법들은 운영 인력을 훈련하거나 또는 엄격한 모델 기반 고급 프로세스 제어에 사용될 수 있다. 훈련의 경우, 방법들은 작업대에 연결될 수 있으며, 인력에 의한 임의의 입력으로부터 작업대까지 프로세스 특정 입력 파라미터들이 생성될 수 있다. 이러한 생성된 입력 파라미터들에 기초하여, 작동 및/또는 치수 파라미터들이 결정될 수 있고, 피드백이 오퍼레이터에게 제공될 수 있다. 엄격한 모델 기반 고급 프로세스 제어의 경우, 소프트웨어가 등급 지정 모드에서 실행된다. 프로세스 특정 입력 파라미터들에 기초하여, 작동 파라미터들이 결정되고, 측정된 작동 파라미터들과 실시간으로 비교될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 작동 파라미터들은 하나 이상의 프로세스 스트림에서 하나 이상의 성분의 농도, 바람직하게는 흡수 매질의 아민 및/또는 물의 함량 또는 처리된 가스 스트림 또는 공급 가스 스트림에서 하나 이상의 산 가스의 농도의 분석으로부터 유도된 입력 파라미터들에 기초하여 등급 지정 모드에서 결정될 수 있다. 프로세스 스트림에서 하나 이상의 성분의 농도와 관련된 입력 파라미터들은 스펙트럼 방법들 또는 크로마토그래피 방법들과 같은 해당 기술분야에 공지된 방법들에 의해 결정될 수 있다. 특히, 바람직한 실시양태에서, 등급 지정 모드에서 결정되고 처리된 아웃렛 스트림에서의 하나 이상의 성분의 농도와 관련된 입력 파라미터들에 기초하는 작동 파라미터들은 흡수 매질의 용액 유량 및 재생기의 리보일러 듀티이다. 프로세스 스트림의 하나 이상의 성분의 농도는 작동 시간이 증가함에 따라 변할 수 있기 때문에, 앞서 언급된 바람직한 실시양태는 가스 처리 플랜트의 성분들의 실제 농도에 기초하여 리보일러 듀티 또는 용액 유량과 같은 최적화된 작동 파라미터들의 결정을 가능하게 한다.Methods for determining unit operations can be used to train operating personnel or to rigorous model-based advanced process control. In the case of training, the methods can be linked to the workbench, and process specific input parameters can be created from any input by manpower to the workbench. Based on these generated input parameters, operating and/or dimensional parameters can be determined and feedback can be provided to the operator. For strict model-based advanced process control, the software runs in a rating mode. Based on the process specific input parameters, operating parameters can be determined and compared in real time with the measured operating parameters. In a preferred embodiment, the operating parameters are from analysis of the concentration of one or more components in the one or more process streams, preferably the content of amines and/or water in the absorption medium or the concentration of one or more acid gases in the treated or feed gas stream. It can be determined in the rating mode based on the derived input parameters. Input parameters related to the concentration of one or more components in the process stream can be determined by methods known in the art, such as spectral methods or chromatographic methods. In particular, in a preferred embodiment, the operating parameters determined in the grading mode and based on the input parameters related to the concentration of one or more components in the treated outlet stream are the solution flow rate of the absorption medium and the reboiler duty of the regenerator. Since the concentration of one or more components of the process stream can vary with increasing operating time, the preferred embodiments mentioned above are optimized operating parameters such as reboiler duty or solution flow rate based on the actual concentration of the components of the gas treatment plant. Make their decisions possible.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 프로세서 상에서 로딩 및 실행될 때, 제1 양태의 실시양태들 또는 이에 따른 제1 양태 중 임의의 하나에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 판독 가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.According to a third aspect of the invention, there is provided a computer program product comprising computer readable instructions that, when loaded and executed on a processor, perform a method according to any one of the embodiments of the first aspect or accordingly the first aspect. Is provided.

본 발명의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 플로피 디스크, 하드 디스크, CD, DVD, USB(Universal Serial Bus) 저장 디바이스, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 및 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)일 수 있다.A computer program for performing the method of the present invention may be stored on a computer-readable medium. The computer-readable medium may be a floppy disk, a hard disk, a CD, a DVD, a universal serial bus (USB) storage device, a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and an erasable programmable read only memory (EPROM).

컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 프로그램 코드를 다운로드할 수 있게 하는, 예를 들어, 인터넷과 같은 데이터 통신 네트워크일 수도 있다.The computer-readable medium may also be a data communication network, such as the Internet, that allows program code to be downloaded.

본 발명의 방법들 중 임의의 것을 수행하는 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(예를 들어, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체) 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 플로피 디스크, 하드 디스크, CD(Compact Disk), DVD(Digital Versatile Disk), USB(Universal Serial Bus) 저장 디바이스, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 및 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory) 또는 다른 적절한 디바이스일 수 있다. 본 발명은 디지털 전자 회로망으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로 또는 이들의 조합으로, 예를 들어, 종래의 모바일 디바이스들의 이용가능한 하드웨어로, 또는 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 방법들을 프로세싱하는 데 전용되는 새로운 하드웨어로 구현될 수 있다.A computer program for performing any of the methods of the present invention may be stored on a computer readable storage medium (eg, a non-transitory computer readable storage medium). Computer-readable storage media include floppy disk, hard disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), universal serial bus (USB) storage device, random access memory (RAM), read only memory (ROM), and EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory) or other suitable device. The present invention is described herein in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or a combination thereof, for example, in the available hardware of conventional mobile devices, or as described in more detail below. It can be implemented with new hardware dedicated to processing the described methods.

추가적인 실시양태에서, 본 명세서에 설명된 방법들은 프로세스들을 모니터링하거나 제어하기 위해 기존의 가스 처리 플랜트들에서 실행될 수 있는 엄격한 모델 기반 고급 프로세스 제어에서 사용될 수 있다.In a further embodiment, the methods described herein can be used in rigorous model-based advanced process control that can be implemented in existing gas treatment plants to monitor or control processes.

본 발명의 더 완전한 이해 및 그에 수반되는 이점들은 다음의 개략적인 도면들을 참조하여 더 명확하게 이해될 것이며, 도면들은 그 축척대로 도시되지 않았다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법의 그래픽 사용자 인터페이스의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 화학 플랜트 프로세스들 및 장비의 일반적인 흐름을 나타내기 위해 화학 및 프로세스 엔지니어링에서 사용되는 시뮬레이션된 프로세스 흐름도의 이미지를 도시한다.
도 7은 액체 상에서 평형 로딩에 대한 실제 로딩의 비율을 통해 CO2 로딩 계수를 결정하기 위한 예시적인 실시양태를 예시한다.
도 8은 상이한 액체 유량들 및 일정한 가스 유량에 대한 흡수기 높이 대 온도 의존성을 예시하는 액체 상 온도 거동을 예시한다.
도 9는 상이한 액체 유량들 및 일정한 가스 유량에 대한 흡수기 높이 대 CO2 함량 의존성을 예시하는 가스 상 CO2 함량 거동을 도시한다.
도 10은 상이한 액체 유량들 및 일정한 가스 유량에 대한 흡수기 높이 대 로딩 계수 의존성을 예시하는 로딩 계수(loading factor) CO2 거동을 도시한다.
도 11은 반복 횟수 대 유량을 예시하는 수렴 거동을 도시한다.
A more complete understanding of the present invention and the advantages accompanying it will be more clearly understood with reference to the following schematic drawings, which are not drawn to scale.
1 shows a schematic flow diagram of a method for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 shows a schematic diagram of a system for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 shows a schematic diagram of a system for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 shows a schematic diagram of a graphical user interface of a method for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 shows an image of a simulated process flow diagram used in chemistry and process engineering to represent the general flow of chemical plant processes and equipment according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 illustrates an exemplary embodiment for determining the CO2 loading factor through the ratio of actual loading to equilibrium loading in the liquid phase.
8 illustrates liquid phase temperature behavior illustrating the dependence of absorber height versus temperature for different liquid flow rates and constant gas flow rates.
9 shows the gas phase CO2 content behavior illustrating the dependence of the absorber height versus the CO2 content for different liquid flow rates and a constant gas flow rate.
10 shows the loading factor CO2 behavior illustrating the dependence of the absorber height versus the loading factor for different liquid flow rates and constant gas flow rates.
11 shows the convergence behavior illustrating the number of repetitions versus the flow rate.

도면들에서의 예시는 개략적인 것이며, 축척대로 도시되지 않는다. 상이한 도면들에서, 유사하거나 동일한 엘리먼트들은 동일한 참조 번호들로 제공된다.The examples in the drawings are schematic and are not drawn to scale. In different drawings, similar or identical elements are provided with the same reference numerals.

일반적으로, 동일한 부분들, 단위들, 엔티티들 또는 단계들은 도면들에서 동일한 참조 부호들로 제공된다.In general, the same parts, units, entities or steps are provided with the same reference numerals in the drawings.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법(10)의 개략적인 흐름도를 도시한다.1 shows a schematic flow diagram of a method 10 for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.

화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법은 적어도 다음의 단계들을 포함할 수 있다.A method for determining unit operations of a chemical plant may comprise at least the following steps.

방법의 제1 단계로서, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공하는 단계(S1)가 수행된다. 본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 가스들로부터 황화수소 및 이산화탄소를 제거하기 위해 알킬에탄올아민 수용액들을 사용하여 화학 플랜트의 사용자에 의해 요구되는 파라미터들, 예를 들어, 아민 가스 처리에 의해 처리되는 가스의 양을 포함할 수 있다. 이로 인해 이산화탄소 및/또는 황화수소가 고갈된 아웃렛 가스가 생성된다.As a first step of the method, a step S1 of providing a first set of parameters for unit operations is performed. According to a further embodiment of the invention, the first set of parameters for the unit operations are parameters required by the user of the chemical plant using aqueous alkylethanolamine solutions to remove hydrogen sulfide and carbon dioxide from gases, e.g. , May include the amount of gas treated by the amine gas treatment. This produces an outlet gas depleted of carbon dioxide and/or hydrogen sulfide.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the first parameter set for unit operations comprises at least one relative parameter.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 사용자는 화학 플랜트의 유닛들의 지오메트리 치수들, 예를 들어, 흡수기 유닛 및 재생기 유닛 및 추가 액세서리 장비 중 임의의 것의 높이, 폭 또는 길이 또는 체적을 제1 파라미터 세트로 추가로 지정할 수 있다.According to a further embodiment of the invention, the user can determine the geometric dimensions of the units of the chemical plant, e.g., the height, width or length or volume of any of the absorber unit and regenerator unit and additional accessory equipment as a first parameter set. Can be specified additionally.

제1 파라미터 세트로 정의된 추가 파라미터들은, 예를 들어, 재생기로부터 생성된 오버헤드 가스의 필요한 가스 흐름 값들 또는 최대 농도 값들, 예를 들어, 추출된 황화수소와 이산화탄소의 농도일 수 있다.Additional parameters defined by the first parameter set may be, for example, required gas flow values or maximum concentration values of the overhead gas generated from the regenerator, for example, the concentration of extracted hydrogen sulfide and carbon dioxide.

방법(10)의 제2 단계(S2)로서, 제공된 제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하는 단계가 수행된다.As a second step S2 of method 10, a step of providing a second parameter set for unit operations is performed based on the provided first parameter set and based on data retrieved from the database.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트는 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the second parameter set for unit operations comprises at least one relative parameter.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 데이터베이스로부터 검색된 데이터는 관련된 가스들의 화학적 및 물리적 속성들, 화학 플랜트의 프로세스 배관 및 장비 항목들의 재료들 또는 지오메트리 속성들을 포함할 수 있다. 제2 파라미터 세트는, 예를 들어, 시뮬레이션에 필요한 파라미터들을 포함하는 전체 데이터 세트에 도달하기 위해 제1 데이터 세트를 완성하기 위해 제공될 수 있다.According to a further embodiment of the invention, the data retrieved from the database may include chemical and physical properties of the gases involved, materials or geometric properties of process piping and equipment items of the chemical plant. The second parameter set may be provided, for example, to complete the first data set to arrive at the entire data set including the parameters required for the simulation.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, 검색된 데이터는 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the retrieved data comprises at least one relative parameter.

일 실시양태에서, 특히, 처리된 아웃렛 스트림을 제공하기 위해 처리 용액으로 가스상 인렛 스트림을 처리하기 위해 하나 이상의 가스 처리 유닛 중 하나는 흡수기이며, 흡수기 입력 파라미터들은 다음의 상대 파라미터들 중 적어도 하나를 포함하여 제공된다.In one embodiment, in particular, one of the one or more gas treatment units is an absorber for treating the gaseous inlet stream with a treatment solution to provide a treated outlet stream, and the absorber input parameters comprise at least one of the following relative parameters: Is provided.

i. 전체 아웃렛 스트림에 대해 처리된 아웃렛 스트림에서의 하나 이상의 고갈된 성분(들)의 분율을 지정하는 비율;i. A ratio specifying the fraction of one or more depleted component(s) in the processed outlet stream relative to the entire outlet stream;

ii. 흡수기에서 처리 용액의 평형 포획 용량(equilibrium capture capacity)까지의 임의의 거리를 나타내는 로딩 계수; 및ii. A loading factor representing an arbitrary distance from the absorber to the equilibrium capture capacity of the treatment solution; And

iii. 플러딩 조건까지의 거리를 나타내는 허용가능한 유압 로드.iii. Acceptable hydraulic rod representing the distance to flooding conditions.

일 예에서, 흡수기 입력 파라미터들은 상기 청취된 i, ii 및 iii 중 이용가능한 상대 파라미터들을 포함할 수 있다.In one example, the absorber input parameters may include the available relative parameters of the heard i, ii and iii.

다른 예에서, 흡수기 입력 파라미터들은 상기 청취된 파라미터들 중 2개를 포함하고, 임의의 나머지 흡수기 입력 파라미터는 대응하는 종속 파라미터를 통해 지정된다.In another example, the absorber input parameters include two of the above heard parameters, and any remaining absorber input parameters are specified via a corresponding dependent parameter.

또 다른 예에서, 흡수기 입력 파라미터들은 이용가능한 상대 파라미터들 중 하나를 포함하고, 나머지 흡수기 입력 파라미터들은 대응하는 파라미터들을 통해 지정된다.In another example, the absorber input parameters include one of the available relative parameters, and the remaining absorber input parameters are specified via the corresponding parameters.

일 예에서, 흡수기 입력 파라미터들은 흡수기 높이, 흡수기 직경 또는 용액 유량 중 적어도 하나를 상대 파라미터로서 포함하는데, 이는In one example, the absorber input parameters include at least one of absorber height, absorber diameter, or solution flow rate as a relative parameter, which

- 흡수기 높이의 경우, 처리된 아웃렛 스트림의 조성,-For absorber height, the composition of the treated outlet stream,

- 유량의 경우, 흡수기에서의 처리 용액의 로딩 계수,-In the case of flow rate, the loading factor of the treatment solution in the absorber,

- 흡수기 직경의 경우, 흡수기에 허용가능한 유압 로드-For absorber diameter, allowable hydraulic rod to absorber

를 제공함으로써 포함한다.Include by providing.

이 추론에 따라, 흡수기 높이, 유량 및 흡수기 직경은 각각 대응하는 파라미터들이며, 따라서 디지털 모델에 기초하여 결정될 작동 및/또는 치수 파라미터들의 일부이다.According to this inference, the absorber height, flow rate and absorber diameter are each corresponding parameters and are thus part of the operating and/or dimensional parameters to be determined based on the digital model.

상기 파라미터들에 기초하여, 상대 파라미터들을 제공하는 개념이 더 분명해진다. 예를 들어, 처리된 아웃렛 스트림의 조성은 상대적이며, 이 특정 사례에서는 이것이 처리된 아웃렛 스트림에서의 모든 성분들의 양의 합에 대한 처리된 아웃렛 스트림에 있는 흡수될 임의의 성분의 양의 비율에 의해 결정될 수 있다는 의미에서 무차원일 수 있다.Based on the above parameters, the concept of providing relative parameters becomes clearer. For example, the composition of the treated outlet stream is relative, and in this particular case it is by the ratio of the amount of any component to be absorbed in the treated outlet stream to the sum of the amounts of all components in the treated outlet stream. It can be dimensionless in the sense that it can be determined.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 이 비율은 흡수기 높이와 관련되는데, 왜냐하면 흡수기를 통과하는 경로가 증가함에 따라, 흡수될 임의의 성분의 양이 변경되기 때문이다. 마찬가지로, 로딩 계수는 상대적이며, 이 특정 사례에서는 이것이 평형 로딩에 대한 실제 로딩의 비율에 의해 결정될 수 있다는 의미에서 무차원일 수 있다.According to a further embodiment of the invention this ratio is related to the absorber height, since as the path through the absorber increases, the amount of any component to be absorbed changes. Likewise, the loading factor is relative, and in this particular case may be dimensionless in the sense that it can be determined by the ratio of the actual loading to the equilibrium loading.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 이 비율은 처리 용액 유량과 관련되는데, 왜냐하면 처리 용액 유량 또는 유량이 증가함에 따라, 실제 로딩이 감소되기 때문이다. 유압 로드는 상대적이며, 이 특정 사례에서는 이것이 플러딩 한계에서의 유압 로드에 대한 실제 유압 로드의 비율에 의해 결정될 수 있다는 의미에서 무차원일 수 있다.According to a further embodiment of the invention, this ratio is related to the treatment solution flow rate, since as the treatment solution flow rate or flow rate increases, the actual loading decreases. The hydraulic rod is relative, and in this particular case may be dimensionless in the sense that it can be determined by the ratio of the actual hydraulic rod to the hydraulic rod at the flooding limit.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 이 비율은 흡수기 직경과 관련되는데, 왜냐하면 흡수기의 직경이 증가함에 따라, 실제 유압 로드가 감소하기 때문이다. 따라서, 본 발명의 의미에서 상대 파라미터들은, 예를 들어, 기능적으로 구동되는 파라미터들과 관련되는데, 이는 바람직하게는 대응하는 파라미터들의 비율들 또는 유사한 관계들에 기초한다. 이러한 상대 파라미터들은 플랜트 처리량, 플랜트 규모, 플랜트의 물리적 치수들 및/또는 가스 처리 플랜트의 용량과 무관하거나 이와 직접적으로 상관되지 않는다.According to a further embodiment of the invention, this ratio is related to the absorber diameter, since as the diameter of the absorber increases, the actual hydraulic load decreases. Thus, relative parameters in the sense of the invention are, for example, related to functionally driven parameters, which are preferably based on ratios or similar relationships of the corresponding parameters. These relative parameters are independent of or not directly correlated with the plant throughput, the plant size, the physical dimensions of the plant and/or the capacity of the gas treatment plant.

흡수기에 대한 상대 파라미터들을 제공할 때, 흡수기 높이, 흡수기 직경 또는 유량의 지정이 요구되지 않는다. 대신, 처리된 아웃렛 스트림에서의 조성, 허용가능한 유압 로드 또는 흡수기에서의 처리 용액의 로딩 계수가 제공된다. 처리된 아웃렛 스트림에서의 조성은 처리된 아웃렛 스트림에서의 모든 성분들의 양의 합에 대한 처리된 아웃렛 스트림에 있는 흡수될 임의의 성분의 양의 비율에 의해 결정될 수 있다.When providing relative parameters for the absorber, no specification of the absorber height, absorber diameter or flow rate is required. Instead, the composition in the treated outlet stream, the acceptable hydraulic load, or the loading factor of the treatment solution in the absorber is provided. The composition in the treated outlet stream can be determined by the ratio of the amount of any components to be absorbed in the treated outlet stream to the sum of the amounts of all components in the treated outlet stream.

처리된 아웃렛 스트림에서의 하나 이상의 고갈된 가스 성분(들)의 비율을 지정하는 조성은 각각의 고갈된 가스 성분(들)에 대한 개별 비율(들)에 기초할 수 있다. 조성은 또한 고갈된 가스 성분들의 비율들의 합 또는 부분 합에 기초할 수 있다.The composition specifying the proportion of one or more depleted gas component(s) in the treated outlet stream may be based on the individual ratio(s) for each depleted gas component(s). The composition may also be based on the sum or partial sum of the proportions of the depleted gas components.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 제2 파라미터 세트는, 예를 들어, 다 성분 가스 스트림들의 이온 성분들을 정의할 수 있다. 이온 성분들은 온도 프로파일들에 따라 계산되고 결정될 수 있으며, 온도 프로파일들은 또한 화학 플랜트들의 단일 작동 유닛들 또는 단일 장비 항목들에서 필요한 온도에 기초하여 데이터베이스에 의해 제공될 수도 있다.According to a further embodiment of the invention, the second set of parameters can define, for example, the ionic components of the multi-component gas streams. Ionic components may be calculated and determined according to temperature profiles, and temperature profiles may also be provided by a database based on the temperature required in single operating units or single equipment items of chemical plants.

방법(10)의 제3 단계(S3)로서, 제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정하는 단계가 수행되며, 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식이 수행되는 것을 포함한다.As a third step (S3) of the method 10, a step of determining a digital model of the chemical plant based on a first set of parameters and a second set of parameters is carried out, the digital model being an alliance defining unit operations of the chemical plant. Includes the equation being performed.

방법(10)의 제4 단계(S4)로서, 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하는 단계가 수행되며, 시작점들은,As a fourth step (S4) of the method 10, the step of selecting starting points for the equation-based solution method of the system of equations is carried out, the starting points being:

i) 제1 파라미터 세트i) first parameter set

ii) 제2 파라미터 세트; 및ii) a second parameter set; And

iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터iii) data retrieved from the database

로부터 적어도 부분적으로 선택된다.Is selected at least in part from

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 방정식-기반 솔루션은, 예를 들어, 방정식-지향 접근법에 의해 수행될 수 있으며, 화학 플랜트의 프로세스 흐름은 동시에 해결될 방정식 세트로서 처리된다.According to a further embodiment of the invention, an equation-based solution can be performed, for example, by an equation-oriented approach, wherein the process flow of the chemical plant is treated as a set of equations to be solved simultaneously.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 방정식-기반 솔루션에 대한 시작 프로파일들을 선택하는 것은 데이터베이스 서버에 의해 제공된 시작점들과 연관된 메타데이터에 가장 가까운 입력 파라미터들에 기초하여 시작점들을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 시작 프로파일들은 이전에 사용된 및/또는 계산된 시작점들을 포함할 수 있으며, 또한 이전에 결정된 솔루션들의 계산된 또는 사용된 파라미터들과 출력 데이터 및 메타데이터를 포함할 수 있다.According to a further embodiment of the invention, selecting the starting profiles for the equation-based solution may include determining the starting points based on input parameters closest to the metadata associated with the starting points provided by the database server. . According to a further embodiment of the invention, the starting profiles may include previously used and/or calculated starting points, and may also include calculated or used parameters and output data and metadata of previously determined solutions. I can.

즉, 시작 프로파일들이 제1 파라미터 세트에 대한 보완 데이터를 완성하고 제공하는 데 사용될 수 있으므로, 사용자는 특정 파라미터들을 자세히 제공할 필요가 없으며, 이러한 파라미터들은 데이터베이스의 시작 프로파일들에 저장된 시작점들에 기초하여 채워지고, 데이터는 데이터베이스의 시작 프로파일들에 의해 반올림된다.That is, since the starting profiles can be used to complete and provide supplemental data for the first parameter set, the user does not need to provide specific parameters in detail, and these parameters are based on the starting points stored in the starting profiles of the database. Filled in, and the data is rounded up by the starting profiles of the database.

방법(10)의 제5 단계(S5)로서, 선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하는 단계가 수행된다.As a fifth step S5 of method 10, a step of determining result settings for the unit operations of the chemical plant is performed using an equation-based solution method for simultaneous equations initialized by selected starting points.

추가적인 실시양태에서, 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법에서, 데이터베이스로부터 검색된 데이터는 열역학적 파라미터들을 포함하고, 열역학적 파라미터들은 작동 또는 실험실 조건들 하에서 가스 처리 플랜트들의 열역학적 속성들의 측정값으로부터 유도된다. 열역학적 파라미터들은 바람직하게는 작동 조건들 하에서 가스 처리 플랜트들에서의 열역학적 속성들을 나타낸다.In a further embodiment, in a method for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention, the data retrieved from the database comprises thermodynamic parameters, and the thermodynamic parameters are operating or laboratory conditions. Are derived from measurements of thermodynamic properties of gas treatment plants under The thermodynamic parameters preferably represent thermodynamic properties in gas treatment plants under operating conditions.

작동 조건들 하에서 가스 처리 플랜트들에서의 열역학적 속성들을 나타내는 열역학적 파라미터들을 제공하는 추가적인 실시양태는 데이터베이스로부터 검색된 데이터를 포함할 수 있다. 이렇게 검색된 데이터는 입력 파라미터들을 보완하므로, 사용자에 의해 제공되어야 하는 파라미터들의 수를 감소시킨다.An additional embodiment that provides thermodynamic parameters indicative of thermodynamic properties in gas treatment plants under operating conditions may include data retrieved from the database. Since the data retrieved in this way complements the input parameters, the number of parameters that must be provided by the user is reduced.

바람직하게는, 열역학적 파라미터들은 작동 및/또는 치수 파라미터들의 결정을 위한 더 정확한 기초를 제공하기 위해 작동 중인 가스 처리 플랜트들 또는 실험실 규모 실험들의 과거 측정 데이터에 기초한다. 열역학적 파라미터들은 평형 조건들, 반응 속도와 같은 운동 파라미터들 또는 밀도, 점도, 표면 장력, 확산 계수들 또는 질량 전달 상관 관계들과 관련된 질량 전달 파라미터들을 지정하는 열역학적 용매-가스 파라미터들을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 운동 파라미터들을 포함하면 결정된 결과 설정들의 정확도가 향상되는데, 왜냐하면 평형 조건들만 고려되는 것이 아니기 때문이다.Preferably, the thermodynamic parameters are based on historical measurement data of gas treatment plants or laboratory scale experiments in operation to provide a more accurate basis for the determination of operating and/or dimensional parameters. Thermodynamic parameters may include thermodynamic solvent-gas parameters specifying equilibrium conditions, kinetic parameters such as reaction rate or mass transfer parameters related to density, viscosity, surface tension, diffusion coefficients or mass transfer correlations. Specifically, including the motion parameters improves the accuracy of the determined outcome settings, since not only the equilibrium conditions are considered.

바람직한 실시양태에서, 상대 파라미터가 사용되는 경우, 상대 파라미터는 사전 정의된 범위 내로 제한될 수 있다. 여기서, 상대 파라미터들로서 지정된 상기 흡수기 입력 파라미터들 또는 재생기 입력 파라미터들 중 하나 이상은 사전 정의된 범위 내에 있을 수 있다.In a preferred embodiment, when a relative parameter is used, the relative parameter may be limited within a predefined range. Here, one or more of the absorber input parameters or the regenerator input parameters designated as relative parameters may be within a predefined range.

추가적인 실시양태에서, 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정하기(단계(S3)) 전 및/또는 후에 적어도 하나의 상대 파라미터에 대해 일관성 체크가 수행되며, 적어도 하나의 상대 파라미터는, 이것이 사전 정의된 범위 내에 있는 경우, 일관성이 있다. 이러한 일관성 체크는 요청을 수신하기 전에 허가 객체를 통해 및/또는 요청을 수신한 후에 별도의 체크로서 구현될 수 있다. 특히, 상대 파라미터가 일관성이 있는 것으로 결정되는 경우, 디지털 모델의 초기화가 수행될 수 있다. 상대 파라미터가 일관성이 없는 것으로 결정되는 경우, 출력 인터페이스를 통해 경고가 제공된다.In a further embodiment, a consistency check is performed on at least one relative parameter before and/or after determining the digital model of the chemical plant (step S3), the at least one relative parameter being within a predefined range. If there is, it is consistent. This consistency check can be implemented as a separate check through the authorization object before receiving the request and/or after receiving the request. In particular, when it is determined that the relative parameters are consistent, initialization of the digital model may be performed. If the relative parameters are determined to be inconsistent, a warning is provided via the output interface.

추가적인 실시양태에서, 가스 처리 플랜트의 물리적 성능은 가스 처리 유닛 입력 파라미터들 및 열역학적 파라미터들을 포함하는 프로세스 특정 입력 파라미터들, 및 디지털 모델과 관련된 유닛 오퍼레이션들의 결정에 의해 설명된다. 여기서, 디지털 모델은 가스 처리 플랜트의 하나 이상의 가스 처리 유닛(들) 또는 프로세스 유닛(들)의 형태로 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함할 수 있다.In a further embodiment, the physical performance of a gas treatment plant is described by determination of process specific input parameters, including gas treatment unit input parameters and thermodynamic parameters, and unit operations related to the digital model. Here, the digital model may include a system of equations defining unit operations in the form of one or more gas processing unit(s) or process unit(s) of the gas processing plant.

디지털 모델은 구성 파라미터들을 통해 지정된 임의의 가스 처리 유닛 또는 프로세스 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디지털 모델은 각각 흡수기 및/또는 재생기에서 질량 및 열 전달을 특성화하는 흡수기 및/또는 재생기 모델을 포함할 수 있다. 따라서, 디지털 모델은 가스 처리 플랜트를 신뢰할 수 있고 정확하게 설명하는 수단이며, 이러한 설명은 구축될 물리적 가스 처리 플랜트에서 구현될 치수 및/또는 작동 파라미터들에 대한 신뢰할 수 있고 정확한 예측들을 하는 데 사용된다.The digital model may include any gas processing unit or process unit specified through configuration parameters. For example, the digital model may include an absorber and/or regenerator model that characterizes mass and heat transfer in the absorber and/or regenerator, respectively. Thus, the digital model is a reliable and accurate means of describing a gas treatment plant, which description is used to make reliable and accurate predictions of the dimensions and/or operating parameters to be implemented in the physical gas treatment plant to be built.

디지털 모델은 MESH 방정식들, 물질 균형, 평형 관계, 합산 방정식, 열 균형에 기초할 수도 있고, 또는 MERSHQ 방정식들, 물질 균형, 물질 균형, 물질 및 열-전달 속도 방정식, 합산 방정식, 압력 강하에 대한 유압 방정식, 평형 방정식에 기초할 수도 있고, 임의로, 예를 들어, 작동 및/또는 자본 지출들에 대한 비용 방정식들이 해당 기술분야에 알려진 바와 같이 포함될 수 있다(예를 들어, Ralf Goedecke; Fluidverfahrenstechnik, Grundlagen, Methodik, Technik, Praxis; 2011; WILEY-VCH Verlag GmbH & Co., Weinheim, Germany; ISBN: 978-3-527-33270-0).The digital model may be based on MESH equations, mass balance, equilibrium relationship, summation equation, heat balance, or MERSHQ equations, matter balance, matter balance, matter and heat-transfer velocity equation, summation equation, pressure drop. Hydraulic equations, equilibrium equations may be based, and optionally, cost equations for operation and/or capital expenditures, for example, may be included as known in the art (e.g. Ralf Goedecke; Fluidverfahrenstechnik, Grundlagen , Methodik, Technik, Praxis; 2011; WILEY-VCH Verlag GmbH & Co., Weinheim, Germany; ISBN: 978-3-527-33270-0).

추가적인 실시양태에서, 유닛 오퍼레이션들을 결정하는 것은 유닛들의 치수 및/또는 작동 파라미터들을 결정하는 것을 포함할 수 있다.In a further embodiment, determining unit operations may include determining dimensions and/or operating parameters of the units.

추가적인 실시양태에서, 유닛 오퍼레이션들을 결정하는 것은 디지털 모델에 대한 방정식-기반 솔루션 방법 또는 순차-모듈 솔루션 방법(sequential-modular solution method)을 사용하는 것을 포함한다. 순차-모듈 솔루션 방법들에서, 유닛 오퍼레이션들은 가스상 인렛 스트림에서 시작하여 순차적으로 해결되어, 흡수기 유닛 오퍼레이션 또는 재생기 유닛 오퍼레이션과 같은 다운스트림 유닛 오퍼레이션들을 순차적으로 해결한다.In a further embodiment, determining unit operations includes using an equation-based solution method or a sequential-modular solution method for the digital model. In sequential-module solution methods, unit operations are solved sequentially starting with a gaseous inlet stream, sequentially solving downstream unit operations such as an absorber unit operation or a regenerator unit operation.

인렛들로부터 아웃렛들까지의 이러한 구축된 방향성은 다운스트림 사양들, 예를 들어, 아웃렛 스트림의 조성을 어렵게 한다. 이것은 다운스트림 사양들, 예를 들어, 아웃렛 스트림의 조성을 제어하는 제어 루프들을 도입함으로써 극복될 수 있다. 이러한 제어 루프는 복잡도를 높이고 프로세서 속도를 늦추는 아웃렛 스트림의 조성과 같은 제어 파라미터에 대한 차이를 단계적으로 결정한다.This established directionality from inlets to outlets makes the composition of downstream specifications, for example an outlet stream, difficult. This can be overcome by introducing downstream specifications, for example control loops that control the composition of the outlet stream. These control loops stepwisely determine differences in control parameters, such as the composition of the outlet stream, which increases complexity and slows down the processor.

방정식-기반 솔루션 방법들에서, 유닛 오퍼레이션들은 방정식 세트로서 처리된다. 바람직하게, 방정식-기반 솔루션 방법은 동시에 해결되는 단일 연립 방정식에서 디지털 모델의 모든 방정식들을 포함한다. 연립 방정식은 정의된 정확도로 모든 방정식들을 동시에 수행하여 수치적으로 해결될 수 있다. 연립 방정식에 대한 솔루션을 찾는 것은 한 번 초과의 반복을 포함할 수 있다.In equation-based solution methods, unit operations are treated as a set of equations. Preferably, the equation-based solution method includes all equations of the digital model in a single system of equations that are solved simultaneously. Systems of equations can be solved numerically by performing all equations simultaneously with a defined accuracy. Finding a solution to a system of equations can involve more than one iteration.

방정식-기반 솔루션 방법을 사용하면 상대 파라미터들의 간단한 지정을 가능하게 하며, 이는 순차-모듈 솔루션 방법들보다 더 간단하다. 또한, 방정식-기반 솔루션 방법에서는, 방법이 솔루션에 도달하도록 의미있는 시작 또는 초기 입력 파라미터들을 지정하는 것이 중요하다. 가스 처리 유닛 입력 파라미터들에 대한 상대 파라미터들을 지정하면 의미있는 시작 또는 초기 입력 파라미터들을 제공하는 개선되고 향상된 방법을 제공한다.Using the equation-based solution method allows simple specification of the relative parameters, which is simpler than the sequential-module solution methods. Also, in an equation-based solution method, it is important to specify meaningful starting or initial input parameters for the method to arrive at the solution. Specifying relative parameters to gas processing unit input parameters provides an improved and improved method of providing meaningful starting or initial input parameters.

가스 처리 유닛 입력 파라미터들에 상기 상대 파라미터들 중 적어도 하나를 제공하는 것은 디지털 모델이 대응하는 파라미터에 대한 상대 파라미터의 관계를 포함할 수 있다는 점에서 디지털 모델에 영향을 미칠 수 있다. 흡수기 입력 파라미터들의 경우, 이것은 처리된 아웃렛 스트림에서의 조성 중 대 흡수기 높이, 또는 예를 들어, 흡수기에서의 처리 용액의 로딩 계수 대 유량 또는 허용가능한 유압 로드 대 흡수기 직경 중 적어도 하나의 것의 원하는 분율 레벨의 하나 이상의 관계를 포함할 수 있다.Providing at least one of the relative parameters to gas processing unit input parameters can affect the digital model in that the digital model can include a relationship of the relative parameter to the corresponding parameter. For absorber input parameters, this is the desired fractional level of at least one of the composition in the treated outlet stream versus the absorber height, or, for example, the loading factor versus flow rate of the treatment solution in the absorber or the acceptable hydraulic rod versus absorber diameter. May contain more than one relationship of.

마찬가지로, 재생기 입력 파라미터들에 대한 관계들이 포함될 수 있다. 치수 및/또는 작동 파라미터들을 결정하는 것은 디지털 모델에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 가스 처리 플랜트의 가스 처리 유닛들에 대한 수렴 기준들을 결정하는 것을 포함할 수 있으며, 수렴 기준들은 물리적 시스템 균형들과 관련된다. 이러한 균형들의 예들은 MESH 방정식들, 물질 균형, 평형 관계, 합산 방정식, 열 균형에 의해 또는 MERSHQ 방정식들, 물질 균형, 물질 균형, 물질 및 열-전달 속도 방정식, 합산 방정식, 압력 강하에 대한 유압 방정식, 평형 방정식 및 임의로, 예를 들어, 작동 및/또는 자본 지출들에 대한 비용 방정식들에 의해 제공되는 것들이다.Likewise, relationships to player input parameters may be included. Determining the dimensions and/or operating parameters may include determining convergence criteria for the gas treatment units of the gas treatment plant using an equation-based solution method for the digital model, the convergence criteria being physical system balances. Is related to. Examples of these balances are MESH equations, mass balance, equilibrium relationship, summation equation, heat balance by or MERSHQ equations, mass balance, mass balance, mass and heat-transfer velocity equation, summation equation, hydraulic equation for pressure drop. , Equilibrium equations and optionally, for example, those provided by cost equations for operating and/or capital expenditures.

여기서, 수렴은 물리적 시스템 균형들에 대한 임계 값에 도달한다는 의미에서 수렴 기준들에 도달할 때까지 치수 및/또는 작동 파라미터들을 반복적으로 결정하는 것을 의미할 수 있다.Here, convergence may mean repeatedly determining dimensions and/or operating parameters until convergence criteria are reached in the sense of reaching a threshold value for physical system balances.

또한, 상기 상대 파라미터들 중 적어도 하나를 제공하는 것은 작동 및/또는 치수 파라미터들의 출력이 가스 처리 유닛 입력 파라미터로서 제공되는 상대 파라미터와 관련된 가스 처리 유닛의 대응하는 파라미터를 포함한다는 점에서 출력에 영향을 미칠 수 있다. 상대 파라미터에 따라, 작동 및/또는 치수 파라미터들은, 예를 들어, 치수 파라미터로서 흡수기의 높이, 치수 파라미터로서 흡수기의 직경 또는 작동 파라미터로서 작동 조건들 하에서의 흡수기의 용액 유량을 포함한다.In addition, providing at least one of the relative parameters affects the output in that the output of the operating and/or dimensional parameters includes a corresponding parameter of the gas processing unit related to the relative parameter provided as the gas processing unit input parameter. I can go crazy. Depending on the relative parameter, the operating and/or dimensional parameters include, for example, the height of the absorber as a dimensional parameter, the diameter of the absorber as a dimensional parameter or the solution flow rate of the absorber under operating conditions as an operating parameter.

또한, 작동 및/또는 치수 파라미터들의 출력은 상대 파라미터에 따라 작동 파라미터로서 리보일러 듀티 또는 치수 파라미터로서 재생기 직경 중 적어도 하나를 포함한다.Further, the output of the operating and/or dimensional parameters includes at least one of a reboiler duty as an operating parameter or a regenerator diameter as a dimensional parameter depending on the relative parameter.

본 발명의 추가적인 실시양태에 따르면, 클라이언트 디바이스는 클라이언트 측 배열 컴퓨터 환경의 일부일 수 있고, 데이터베이스 서버 및 결정 서버는 서버 측 컴퓨터 환경의 일부일 수 있다.According to a further embodiment of the present invention, the client device may be part of a client-side arranged computer environment, and the database server and decision server may be part of a server-side computer environment.

클라이언트 디바이스는 웹 서비스 또는 독립형 소프트웨어 패키지, 예를 들어, 애플리케이션 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 추가적인 실시양태에서, 데이터베이스 서버 및 결정 서버는 분산형 클라이언트-서버 컴퓨터 시스템의 클라이언트 측의 일부일 수 있다.The client device may be implemented as a web service or a standalone software package, for example application software. In further embodiments, the database server and decision server may be part of the client side of a distributed client-server computer system.

클라이언트 디바이스 측에서, 프로세스 특정 입력 파라미터들 및 특히, 가스 처리 유닛 입력 파라미터들은 처리된 아웃렛 스트림의 필요한 순도 등급 또는 조성을 지정함으로써 제공될 수 있으며, 예를 들어, 처리된 아웃렛 스트림의 화합물들의 하나 이상의 분율은 주어진 분율에 대한 특정 값들에 의해 정의될 수 있다.On the client device side, process specific input parameters and in particular gas processing unit input parameters can be provided by specifying the required purity class or composition of the processed outlet stream, e.g., one or more fractions of the compounds of the processed outlet stream. Can be defined by specific values for a given fraction.

예를 들어, 판매 가스 애플리케이션에서, 2-4mol% 가스 이하의 순도 등급들은 50 mol ppm 가스 이하의 고순도 등급 요구 사항들을 갖는 다른 액화 천연 가스(LNG) 애플리케이션들에서보다 훨씬 낮을 수 있다.For example, in a commercial gas application, purity grades of 2-4 mol% gas or less may be much lower than in other liquefied natural gas (LNG) applications with high purity grade requirements of 50 mol ppm gas or less.

프로세스 특정 입력 파라미터들의 최소 세트는 온도, 조성 또는 압력, 가스 처리 유닛들의 압력 조건들, 재생기 상단에서의 응축 온도 및 희박 용액(lean solution) 온도와 같은 인렛 가스 조건들일 수 있다. 이러한 다양한 기술적 요구 사항들을 충족시키기 위해, 치수 및/또는 작동 파라미터들의 결정 또는 기존의 가스 처리 플랜트를 작동시키기 위한 작동 파라미터들의 결정이 통제되고 더 효율적인 방식으로 수행되는 방식으로 입력 모듈 레벨에서 프로세스 특정 입력 파라미터들을 제한하는 데 가스 처리 플랜트 유형이 활용될 수 있다.The minimum set of process specific input parameters may be inlet gas conditions such as temperature, composition or pressure, pressure conditions of gas processing units, condensation temperature at the top of the regenerator and lean solution temperature. In order to meet these various technical requirements, the determination of the dimensions and/or operating parameters or the determination of the operating parameters for operating an existing gas treatment plant is carried out in a controlled and more efficient manner. The gas treatment plant type can be utilized to limit the parameters.

어떤 가스 처리 유닛 입력 파라미터들이 상대 파라미터로서 또는 대응하는 파라미터로서 제공되는지를 정의하는 것은 각각의 가스 처리 입력 파라미터에 대해 상대 파라미터 또는 대응하는 파라미터 중 어느 것으로서 지정되는 단일 가스 처리 입력 파라미터를 제공할 수 있는 허가 객체(permission object)를 포함할 수 있다. 이것은 입력 모듈의 사용자 인터페이스에 선택 옵션을 제공함으로써 구현될 수 있다. 대안적으로, 허가 객체는 상대 파라미터로서 또는 대응하는 파라미터로서 배타적으로 지정되는 단일 가스 처리 입력 파라미터를 제공하도록 허용할 수 있다.Defining which gas treatment unit input parameters are provided as a relative parameter or as a corresponding parameter may provide for each gas treatment input parameter a single gas treatment input parameter specified as either a relative parameter or a corresponding parameter. May contain permission objects. This can be implemented by providing a selection option in the input module's user interface. Alternatively, the authorization object may allow to provide a single gas treatment input parameter that is designated exclusively as a relative parameter or as a corresponding parameter.

마찬가지로, 플랜트 유형에 기초하여 어떤 프로세스 특정 입력 파라미터들이 제공되는지를 정의하는 것은 각각의 가스 처리 입력 파라미터에 대해 특정 프로세스 특정 입력 파라미터들만을 제공할 수 있는 허가를 포함할 수 있으며, 다른 것들은 고정되어 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 플랜트 유형에 기초하여 어떤 프로세스 특정 입력 파라미터들이 제공되는지를 정의하는 것은 각각의 가스 처리 입력 파라미터에 대해 지정된 범위의 프로세스 특정 입력 파라미터들만을 제공하기 위한 허가를 포함할 수 있다.Likewise, defining which process specific input parameters are provided based on plant type may include permission to provide only specific process specific input parameters for each gas treatment input parameter, others being fixed. . Alternatively or additionally, defining which process specific input parameters are provided based on the plant type may include permission to provide only a specified range of process specific input parameters for each gas treatment input parameter.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템(100)의 개략도를 도시한다.2 shows a schematic diagram of a system 100 for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.

산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템(100)은 클라이언트 디바이스(110), 데이터베이스 서버(120) 및 결정 서버(130)를 포함할 수 있다.The system 100 for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal may include a client device 110, a database server 120 and a determination server 130.

클라이언트 디바이스(110)는 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공하도록 구성된다.The client device 110 is configured to provide a first set of parameters for unit operations.

데이터베이스 서버(120)는 데이터를 제공하도록 구성되는 데이터베이스(120-1, 120-2, 120-3)를 포함한다(도 3에 예시됨).The database server 120 includes databases 120-1, 120-2, and 120-3 configured to provide data (illustrated in FIG. 3).

결정 서버(130)는 제공된 제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스로부터의 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하도록 구성된다. 결정 서버(130)는 제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정하도록 추가로 구성되며, 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식 또는 매트릭스를 포함한다. 결정 서버(130)는 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하도록 추가로 구성되며, 시작점들은 제1 파라미터 세트, 제2 파라미터 세트, 및 데이터베이스로부터 검색된 데이터를 사용함으로써 선택된다.The decision server 130 is configured to provide a second set of parameters for unit operations based on the provided first set of parameters and based on data from the database. The decision server 130 is further configured to determine a digital model of the chemical plant based on the first set of parameters and the second set of parameters, the digital model comprising a system of equations or matrices defining unit operations of the chemical plant. The decision server 130 is further configured to select starting points for the equation-based solution method of the system of equations, the starting points being selected by using the first parameter set, the second parameter set, and data retrieved from the database.

결정 서버(130)는 선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식들에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하도록 추가로 구성된다.The decision server 130 is further configured to determine result settings for the unit operations of the chemical plant using an equation-based solution method for simultaneous equations initialized by the selected starting points.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템(100)의 추가 개략도를 도시한다.3 shows a further schematic diagram of a system 100 for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.

클라이언트 디바이스(110)는, 예를 들어, 용매 이름 및 강도와 관련하여 입력된 입력 파라미터들을 결정 서버(130)에 제공하도록 구성될 수 있다.The client device 110 may be configured to provide input parameters input to the determination server 130 with respect to, for example, a solvent name and strength.

결정 서버(130)는 제공된 입력 파라미터들을 초기화 및 변환하고 변환된 입력 파라미터들을 시뮬레이션 엔진(130-2)에 제공하도록 구성되는 입력 데이터 제공자(130-1) 측면에서 서브 유닛을 추가로 포함할 수 있으며, 시뮬레이션 엔진(130-2)은 시뮬레이션을 실행하기 위해 화학 플랜트의 디지털 모델을 초기화하도록 구성된다.The decision server 130 may further include a subunit in terms of the input data provider 130-1, which is configured to initialize and transform the provided input parameters and provide the converted input parameters to the simulation engine 130-2, and , The simulation engine 130-2 is configured to initialize a digital model of the chemical plant to run the simulation.

화학 플랜트의 초기화되고 실행된 디지털 모델의 출력은 데이터 파일(130-4, 130-5)에 의해 제공될 수 있다. 출력은 클라이언트용 출력 데이터와 데이터베이스용 출력 데이터로 분할될 수 있다.The output of the initialized and executed digital model of the chemical plant may be provided by data files 130-4 and 130-5. The output can be divided into output data for the client and output data for the database.

데이터베이스 서버(120)는, 예를 들어, 물리적 속성들을 위한 제1 데이터베이스(120-1), 시작점들을 위한 제2 데이터베이스(120-2), 및 시작 프로파일들을 위한 제3 데이터베이스(120-3)를 포함할 수 있다.The database server 120 includes, for example, a first database 120-1 for physical properties, a second database 120-2 for starting points, and a third database 120-3 for starting profiles. Can include.

시작점들을 위한 제2 데이터베이스(120-2)는 디지털 모델의 의도된 실행을 위한 시작점으로서 이전에 수행된 시뮬레이션들의 결과들을 식별하고 찾을 수 있도록 하는 시작점들 및 연관된 해시 태그들을 포함하는 데이터를 저장한다. 해시 태그는 룩업 테이블에 따라 사용자에 의해 또는 결정 서버(130)에 의해 또는 데이터베이스 서버(120)에 의해 생성될 수 있다.The second database for starting points 120-2 stores data including starting points and associated hash tags that enable identifying and finding results of previously performed simulations as a starting point for the intended execution of the digital model. The hash tag may be generated by the user or by the decision server 130 or by the database server 120 according to the lookup table.

시작 프로파일들을 위한 제3 데이터베이스(120-3)는 시작점들 및 메타데이터를 포함하는 시작 프로파일들을 저장한다. 메타데이터는 설명적이거나 구조적일 수도 있고 - 화학 플랜트를 설명함 - 또는 통계적인 - 예를 들어, 이전에 수행된 시뮬레이션들의 통계들 - 메타데이터일 수 있다. 디지털 모델의 의도된 실행을 위한 시작점으로서 이전에 수행된 시뮬레이션들의 결과들을 식별하고 찾기 위해 제3 데이터베이스(120-3) 내에서 데이터베이스 서버(120)에 의해 메타서치가 수행된다.The third database for starting profiles 120-3 stores starting profiles including starting points and metadata. The metadata may be descriptive or structural-describing a chemical plant-or statistical-eg, statistics of previously performed simulations-metadata. Metasearch is performed by the database server 120 in the third database 120-3 to identify and find the results of previously performed simulations as a starting point for the intended execution of the digital model.

시작점들은 제2 데이터베이스(120-2)와 제3 데이터베이스(120-3) 모두에 저장될 수도 있고, 또는 제2 데이터베이스(120_2)에만 저장될 수도 있다.The starting points may be stored in both the second database 120-2 and the third database 120-3, or may be stored only in the second database 120_2.

데이터베이스 서버(120)는 초기에 제공된 입력 파라미터들에 따라 물리적 속성들 및/또는 시작 프로파일들을 송신할 수 있다. 송신된 물리적 속성들 및/또는 시작 프로파일들은 화학 플랜트의 디지털 모델을 초기화하기 위해 시뮬레이션 엔진(130-2)에 의해 사용될 수 있다.The database server 120 may transmit physical properties and/or start profiles according to input parameters initially provided. The transmitted physical properties and/or starting profiles can be used by the simulation engine 130-2 to initialize the digital model of the chemical plant.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.4 shows a schematic diagram of a system for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.

단계(S101)에서, 입력된 입력 파라미터들이 결정 서버(130)에 제공된다.In step S101, the inputted input parameters are provided to the determination server 130.

단계(S102)에서, 결정 서버(130)는 제공된 입력 파라미터들을 초기화 및 변환하고, 변환된 입력 파라미터들을 시뮬레이션 엔진(130-2)에 제공한다.In step S102, the determination server 130 initializes and converts the provided input parameters, and provides the converted input parameters to the simulation engine 130-2.

단계(S103)에서, 데이터베이스들로부터 시작점들 및/또는 시작 프로파일들을 전송하는 단계가 수행될 수 있다.In step S103, a step of transmitting starting points and/or starting profiles from databases may be performed.

단계(S104)에서, 시뮬레이션 결과들에 기초하여 상이한 명령어 시퀀스(단계(S105, S106)) 측면에서의 분기가 수행될 수 있다.In step S104, a branching in terms of a different instruction sequence (steps S105 and S106) may be performed based on the simulation results.

단계(S107)에서, 시뮬레이션 엔진(130-2)에 의한 화학 플랜트의 디지털 모델 초기화가 수행될 수 있다.In step S107, the digital model initialization of the chemical plant by the simulation engine 130-2 may be performed.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 산 가스 제거를 위한 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 방법의 그래픽 사용자 인터페이스(500)의 개략도를 도시한다.5 shows a schematic diagram of a graphical user interface 500 of a method for determining unit operations of a chemical plant for acid gas removal according to an exemplary embodiment of the present invention.

사용자는 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 산 가스 제거 화학 플랜트의 일반적인 범위 내에서 원하는 작동 값을 지정할 수 있다. 흡수기 유닛은, 예를 들어, 35℃ 내지 50℃의 사전 정의된 범위 내에서 희박 아민 온도와 같은 오퍼레이션의 파라미터들을 정의함으로써 또는 5 내지 100atm의 사전 정의된 범위 내에서 공급 가스 압력을 정의함으로써 지정될 수 있다. 예를 들어, 이 데이터는 제1 파라미터 세트에 의해 제공될 수 있다.The user can use the graphical user interface to specify the desired operating values within the typical range of the acid degassing chemical plant. The absorber unit may be specified, for example, by defining parameters of the operation such as lean amine temperature within a predefined range of 35° C. to 50° C. or by defining the feed gas pressure within a predefined range of 5 to 100 atm. I can. For example, this data can be provided by a first set of parameters.

재생기 유닛은, 예를 들어, 110℃ 내지 150℃의 온도 범위와 같은 작동 파라미터들을 정의하거나 또는 1.5 내지 7atm의 압력 범위를 정의함으로써 지정될 수 있다. 이 데이터는, 예를 들어, 제1 파라미터 세트에 의해 제공될 수 있다.The regenerator unit can be specified, for example, by defining operating parameters such as a temperature range of 110° C. to 150° C. or by defining a pressure range of 1.5 to 7 atm. This data can be provided, for example, by a first set of parameters.

사용자는 흡수 매질을 선택하고, 원하는 흡수 매질 강도를 선택 또는 지정할 수 있다.The user can select the absorption medium and select or specify the desired absorption medium strength.

도 6은 본 발명의 예시적인 실시양태에 따른 화학 플랜트 프로세스들 및 장비의 일반적인 흐름을 나타내기 위해 화학 및 프로세스 엔지니어링에서 사용되는 시뮬레이션된 프로세스 흐름도(600)의 이미지를 도시한다.6 shows an image of a simulated process flow diagram 600 used in chemistry and process engineering to represent the general flow of chemical plant processes and equipment in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

시뮬레이션된 프로세스 흐름도는, 예를 들어, 결정 서버에 의해 계산되고 결정될 수 있으며, 시뮬레이션된 프로세스 흐름도는 사용자에게 시각화될 수 있다. 시뮬레이션된 프로세스 흐름도는 화학 플랜트의 프로세스 배관, 특정 화학 프로세스들을 작동시키는 유닛들, 추가 장비 항목들, 가스 또는 유체 상 스트림들의 연결들 또는 임의의 유체 흐름을 조절하거나, 지향시키거나 또는 제어하는 임의의 밸브들을 시각화할 수 있다.The simulated process flow diagram can be calculated and determined, for example, by a decision server, and the simulated process flow diagram can be visualized to the user. The simulated process flow diagram is a process piping of a chemical plant, units that operate certain chemical processes, additional equipment items, connections of gas or fluid phase streams, or any fluid flow that regulates, directs or controls. You can visualize the valves.

도 6은 흡수기 유닛 및 재생기 유닛을 포함하는 예시적인 화학 플랜트 구성을 추가로 도시한다.6 further shows an exemplary chemical plant configuration comprising an absorber unit and a regenerator unit.

흐름도는 단일 유닛 오퍼레이션들 또는 믹서, 히터/쿨러, 플래시 스테이지, 평형 스테이지 컬럼 및 속도 기반 컬럼과 같은 가스 처리 유닛들의 조합에 의해 정의된다. 단일 유닛 오퍼레이션들은 스트림들 또는 상호 연결부들에 의해 연결된다. 재활용 스트림들 또는 상호 연결부들이 존재할 수 있으며, 이는 하나의 유닛 오퍼레이션의 변경들이 흐름도의 일부 또는 모든 유닛 오퍼레이션들에 영향을 미친다는 사실로 이어질 수 있다.The flow diagram is defined by single unit operations or a combination of gas processing units such as mixer, heater/cooler, flash stage, balance stage column and velocity based column. Single unit operations are connected by streams or interconnects. There may be recycle streams or interconnects, which may lead to the fact that changes in one unit operation affect some or all unit operations in the flowchart.

도 6의 산 가스 제거 플랜트는 흡수기 및 처리 용액을 위한 재생기로서의 탈착 컬럼을 포함한다. 처리 용액은 흡수 매질로서 수성 아민 용액을 포함할 수 있다. 흡수 매질들은 적어도 하나의 아민을 포함한다. 다음의 아민이 선호된다.The acid gas removal plant of FIG. 6 comprises a desorption column as an absorber and a regenerator for the treatment solution. The treatment solution may comprise an aqueous amine solution as an absorption medium. Absorption media include at least one amine. The following amines are preferred.

(i) 화학식 I의 아민:(i) amines of formula I:

Figure pct00001
Figure pct00001

여기서, R1은 C2-C6-히드록시알킬기, C1-C6-알콕시-C2-C6-알킬기, 히드록시-C1-C6-알콕시-C2-C6-알킬기 및 1-피페라지닐-C2-C6-알킬기로부터 선택되고, R2는 H, C1-C6-알킬기 및 C2-C6-히드록시알킬기로부터 독립적으로 선택된다.Here, R1 is a C2-C6-hydroxyalkyl group, a C1-C6-alkoxy-C2-C6-alkyl group, a hydroxy-C1-C6-alkoxy-C2-C6-alkyl group, and a 1-piperazinyl-C2-C6-alkyl group. And R2 is independently selected from H, a C1-C6-alkyl group and a C2-C6-hydroxyalkyl group.

(ii) 화학식 II의 아민:(ii) amines of formula II:

Figure pct00002
Figure pct00002

여기서, R3, R4, R5 및 R6은 H, C1-C6-알킬기, C2-C6-히드록시 알킬기, C1-C6-알콕시-C2-C6-알킬기 및 C2-C6-아미노알킬기로부터 서로 독립적으로 선택되고, X는 C2-C6-알킬렌기, -X1-NR7-X2- 또는 -X1-O-X2-를 나타내고, 여기서 X1 및 X2는 서로 독립적으로 C2-C6-알킬렌기를 나타내고, R7은 H, C1-C6-알킬기, C2-C6-히드록시알킬기 또는 C2-C6-아미노알킬기를 나타낸다.Wherein R3, R4, R5 and R6 are independently selected from H, C1-C6-alkyl group, C2-C6-hydroxy alkyl group, C1-C6-alkoxy-C2-C6-alkyl group and C2-C6-aminoalkyl group, , X represents a C2-C6-alkylene group, -X1-NR7-X2- or -X1-O-X2-, wherein X1 and X2 represent independently of each other a C2-C6-alkylene group, and R7 is H, C1 -C6-alkyl group, C2-C6-hydroxyalkyl group, or C2-C6-aminoalkyl group.

(iii) 고리에 적어도 하나의 질소 원자를 갖고, 고리에 질소 및 산소로부터 선택된 하나 또는 두 개의 추가 헤테로 원자를 포함할 수 있는 5-원 내지 7-원 포화 헤테로사이클,(iii) a 5- to 7-membered saturated heterocycle having at least one nitrogen atom in the ring and which may contain one or two additional heteroatoms selected from nitrogen and oxygen in the ring,

(iv) 이들의 혼합물.(iv) mixtures thereof.

구체적인 예들은 다음과 같다.Specific examples are as follows.

(i) 2-아미노에탄올(모노에탄올아민), 2-(메틸아미노)에탄올, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(n-부틸아미노)에탄올, 2-아미노-2-메틸프로판올, N-(2-아미노에틸)피페라진, 메틸디에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 디메틸아미노프로판올, t-부틸아미노에톡시에탄올, 2-아미노-2-메틸프로판올;(i) 2-aminoethanol (monoethanolamine), 2-(methylamino)ethanol, 2-(ethylamino)ethanol, 2-(n-butylamino)ethanol, 2-amino-2-methylpropanol, N- (2-aminoethyl) piperazine, methyl diethanolamine, ethyl diethanolamine, dimethylaminopropanol, t-butylaminoethoxyethanol, 2-amino-2-methylpropanol;

(ii) 3-메틸아미노프로필아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 2,2-디메틸-1,3-디아미노프로판, 헥사메틸렌디아민, 1,4-디아미노부탄, 3,3-이미노비스프로필아민, 트리스(2-아미노에틸)아민, 비스(3-디메틸아미노프로필)아민, 테트라-메틸헥사메틸렌디아민;(ii) 3-methylaminopropylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 2,2-dimethyl-1,3-diaminopropane, hexamethylenediamine, 1,4-diaminobutane, 3 ,3-iminobispropylamine, tris(2-aminoethyl)amine, bis(3-dimethylaminopropyl)amine, tetra-methylhexamethylenediamine;

(iii) 피페라진, 2-메틸피페라진, N-메틸피페라진, 1-히드록시에틸피페라진, 1,4-비스히드록시에틸피페라진, 4-히드록시에틸피페리딘, 호모피페라진, 피페리딘, 2-히드록시에틸피페리딘 및 모르폴린; 및(iii) Piperazine, 2-methylpiperazine, N-methylpiperazine, 1-hydroxyethylpiperazine, 1,4-bishydroxyethylpiperazine, 4-hydroxyethylpiperidine, homopiperazine, Piperidine, 2-hydroxyethylpiperidine and morpholine; And

(iv) 이들의 혼합물.(iv) mixtures thereof.

바람직한 실시양태에서, 흡수 매질은 아민 모노에탄올아민(MEA), 메틸아미노프로필아민(MAPA), 피페라진, 디에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA), 디에틸에탄올아민(DEEA), 디이소프로필아민(DIPA), 아미노에톡시에탄올(AEE), 디메틸아미노프로판올(DIMAP) 및 메틸디에탄올아민(MDEA) 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함한다.In a preferred embodiment, the absorption medium is amine monoethanolamine (MEA), methylaminopropylamine (MAPA), piperazine, diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), diethylethanolamine (DEEA), diiso At least one of propylamine (DIPA), aminoethoxyethanol (AEE), dimethylaminopropanol (DIMAP), and methyldiethanolamine (MDEA), or mixtures thereof.

아민은 바람직하게는 입체 장애 아민 또는 3차 아민이다. 입체 장애 아민은 아민 질소가 적어도 하나의 2차 탄소 원자 및/또는 적어도 하나의 3차 탄소 원자에 결합되는 2차 아민; 또는 아민 질소가 3차 탄소 원자에 결합된 1차 아민이다. 하나의 바람직한 입체 장애 아민은 t-부틸아미노에톡시에탄올이다. 하나의 바람직한 3차 아민은 메틸디에탄올아민이다.The amine is preferably a hindered amine or a tertiary amine. Hindered amines include secondary amines in which the amine nitrogen is bonded to at least one secondary carbon atom and/or to at least one tertiary carbon atom; Or a primary amine in which the amine nitrogen is bonded to a tertiary carbon atom. One preferred hindered amine is t-butylaminoethoxyethanol. One preferred tertiary amine is methyldiethanolamine.

아민이 입체 장애 아민 또는 3차 아민일 때, 흡수 매질은 바람직하게는 활성화제를 추가로 포함한다. 활성화제는 일반적으로 입체적으로 방해받지 않는(sterically unhindered) 1차 또는 2차 아민이다. 이러한 입체적으로 방해받지 않는 아민에서, 적어도 하나의 아미노기의 아민 질소는 1차 탄소 원자들 및 수소 원자들에만 결합된다.When the amine is a hindered amine or a tertiary amine, the absorption medium preferably further comprises an activator. Activators are generally sterically unhindered primary or secondary amines. In such sterically undisturbed amines, the amine nitrogen of at least one amino group is bound only to primary carbon atoms and hydrogen atoms.

입체적으로 방해받지 않는 1차 또는 2차 아민은, 예를 들어, 다음으로부터 선택된다.Primary or secondary amines that are not sterically disturbed are, for example, selected from the following.

모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 에틸아미노에탄올, 1-아미노-2-메틸프로판-2-올, 2-아미노-1-부탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올 및 2-(2-아미노에 톡시)에탄아민과 같은 알칸올아민,Monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), ethylaminoethanol, 1-amino-2-methylpropan-2-ol, 2-amino-1-butanol, 2-(2-aminoethoxy)ethanol and Alkanolamines such as 2-(2-aminoethoxy)ethanamine,

헥사메틸렌디아민, 1,4-디아미노부탄, 1,3-디아미노프로판, 3-(메틸아미노)프로필아민(MAPA), N-(2-히드록시에틸)에틸렌디아민, 3-(디메틸아미노)프로필아민(DMAPA), 3-(디에틸아미노)프로필아민, N,N'-비스(2-히드록시에틸)에틸렌디아민과 같은 폴리아민,Hexamethylenediamine, 1,4-diaminobutane, 1,3-diaminopropane, 3-(methylamino)propylamine (MAPA), N-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine, 3-(dimethylamino) Polyamines such as propylamine (DMAPA), 3-(diethylamino)propylamine, N,N'-bis(2-hydroxyethyl)ethylenediamine,

고리에 적어도 하나의 NH기를 갖고, 고리에 질소 및 산소로부터 선택된 하나 또는 두 개의 추가 헤테로 원자를 포함할 수 있는 5-원, 6-원 또는 7-원 포화 헤테로사이클, 예를 들어, 피페라진, 2-메틸피페라진, N-메틸피페라진, N-에틸피페라진, N-(2-히드록시에틸)피페라진, N-(2-아미노에틸)피페라진, 호모피페라진, 피페리딘 및 모르폴린.5-membered, 6-membered or 7-membered saturated heterocycles, e.g. piperazine, which have at least one NH group in the ring and may contain one or two additional heteroatoms selected from nitrogen and oxygen in the ring, 2-methylpiperazine, N-methylpiperazine, N-ethylpiperazine, N-(2-hydroxyethyl) piperazine, N-(2-aminoethyl) piperazine, homopiperazine, piperidine and morpho Pauline.

고리에 적어도 하나의 NH기를 갖고, 고리에 질소 및 산소로부터 선택된 하나 또는 두 개의 추가 헤테로 원자를 포함할 수 있는 5-원, 6-원 또는 7-원 포화 헤테로사이클이 특히 선호된다. 피페라진이 매우 특히 선호된다.Particular preference is given to 5-membered, 6-membered or 7-membered saturated heterocycles which have at least one NH group in the ring and which may contain one or two additional heteroatoms selected from nitrogen and oxygen in the ring. Piperazine is very particularly preferred.

일 실시양태에서, 흡수 매질은 메틸디에탄올아민 및 피페라진을 포함한다.In one embodiment, the absorption medium comprises methyldiethanolamine and piperazine.

입체 장애 아민 또는 3차 아민에 대한 활성화제의 몰비는 바람직하게는 0.05 내지 1.0 범위, 특히 바람직하게는 0.05 내지 0.7 범위이다.The molar ratio of the activator to the hindered amine or tertiary amine is preferably in the range of 0.05 to 1.0, particularly preferably in the range of 0.05 to 0.7.

흡수 매질은 일반적으로 10중량% 내지 60중량%의 아민을 포함한다.The absorption medium generally comprises from 10% to 60% by weight of amine.

흡수 매질은 바람직하게는 수성이다.The absorption medium is preferably aqueous.

흡수 매질은 물리적 용매를 추가로 포함할 수 있다. 적절한 물리적 용매들은, 예를 들어, N-메틸피롤리돈, 테트라메틸렌설폰, 메탄올, 올리고에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 예를 들어, 올리고에틸렌 글리콜 메틸 이소프로필 에테르(SEPASOLV MPE), 올리고에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(SELEXOL)이다. 물리적 용매는 일반적으로 1중량% 내지 60중량%, 바람직하게는 10중량% 내지 50중량%, 특히, 20중량% 내지 40중량%의 양으로 흡수 매질에 존재한다.The absorption medium may further comprise a physical solvent. Suitable physical solvents are, for example, N-methylpyrrolidone, tetramethylenesulfone, methanol, oligoethylene glycol dialkyl ethers, such as oligoethylene glycol methyl isopropyl ether (SEPASOLV MPE), oligoethylene glycol dimethyl ether. (SELEXOL). The physical solvent is generally present in the absorption medium in an amount of 1% to 60% by weight, preferably 10% to 50% by weight, in particular 20% to 40% by weight.

바람직한 실시양태에서, 흡수 매질은, 예를 들어, 탄산 칼륨과 같은 무기 염기성 염을 10중량% 미만, 예를 들어, 5중량% 미만, 특히, 2중량% 미만으로 포함한다.In a preferred embodiment, the absorption medium comprises less than 10% by weight, for example less than 5% by weight, in particular less than 2% by weight, of an inorganic basic salt such as potassium carbonate.

흡수 매질은 또한 부식 억제제들, 산화방지제들, 효소들 등과 같은 첨가제들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이러한 첨가제들의 양은 흡수 매질의 약 0.01-3중량% 범위이다.The absorption medium may also contain additives such as corrosion inhibitors, antioxidants, enzymes, and the like. Typically, the amount of these additives ranges from about 0.01-3% by weight of the absorption medium.

가스 성분 i의 로딩 계수는 다음과 같이 정의될 수 있다.The loading factor of the gas component i can be defined as follows.

임의의 가스 성분 i의 로딩 계수는 흡수 매질 조성, 온도, 압력 및 가스 상의 조성의 함수인 임의의 가스 성분 i의 평형 가스 로딩에 대한, 액체 용액에서 성분 i의 실제 가스 성분 유량과 액체 용액의 실제 총 유량의 함수인 성분 i의 실제 가스 로딩의 비율과 관련될 수 있다.The loading factor of any gas component i is the actual gas component flow rate of component i in the liquid solution and the actual gas component flow rate of the liquid solution for the equilibrium gas loading of any gas component i as a function of the composition of the absorption medium, temperature, pressure and gas phase It can be related to the ratio of the actual gas loading of component i as a function of the total flow rate.

허용가능한 유압 로드는 흡수기에서 허용가능한 유압 작동 체제를 나타낸다. 이것은 유압 플러딩 조건들에 대한 실제 유압 로드의 거리에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 유압 플러딩 조건들은 흡수기에서 가스 또는 액체 유량이 추가로 증가하면 흡수기 내부의 플러딩으로 이어지거나 또는 액체가 가스 흐름에 의해 완전히 유입되는 작동 조건들을 의미한다. 유압 로드는 플러딩 한계에서의 유압 로드에 대한 흡수기에서의 실제 유압 로드의 비율을 통해 지정될 수 있다. 허용가능한 유압 로드는 흡수기에서의 플러딩 조건, 예를 들어, 흡수기에서의 플러딩 곡선 또는 컬럼 질량 전달 높이 특정 압력 강하와 관련되거나 이를 나타낼 수 있다.The acceptable hydraulic rod represents an acceptable hydraulic operating regime in the absorber. This can be determined by the distance of the actual hydraulic rod to hydraulic flooding conditions. Here, the hydraulic flooding conditions refer to operating conditions in which an additional increase in gas or liquid flow rate in the absorber leads to flooding inside the absorber or in which liquid is completely introduced by the gas flow. The hydraulic load can be specified through the ratio of the actual hydraulic load in the absorber to the hydraulic load at the flooding limit. An acceptable hydraulic load may be related to or indicative of a flooding condition in the absorber, for example a flooding curve in the absorber or a column mass transfer height specific pressure drop.

허용가능한 유압 로드는 다음과 같이 정의될 수 있다.The permissible hydraulic rod can be defined as follows.

유압 로드는 F-계수, 액체 속도 wL, 흡수기에서의 가스상 스트림의 가스 밀도, 처리 용액의 액체 밀도, 흡수기에서의 가스상 스트림의 가스 점도 밀도, 처리 용액의 액체 점도, 처리 용액의 액체 표면 장력 및 질량 전달 또는 흡수기 내부의 지오메트리의 함수인 플러딩 한계에서의 유압 로드에 대한, F-계수 및 액체 속도 wL의 함수인 실제 유압 로드의 비율과 관련될 수 있다. 이러한 맥락에서, 유압 로드는 일정한 액체 대 가스 비율에 대해, 일정한 F-계수에 대해 또는 일정한 액체 속도 wL에 대해 결정될 수 있다. 여기서, F-계수는 다음과 같이 정의될 수 있다.The hydraulic load is the F-factor, the liquid velocity wL, the gas density of the gaseous stream in the absorber, the liquid density of the treatment solution, the gas viscosity density of the gaseous stream in the absorber, the liquid viscosity of the treatment solution, the liquid surface tension and mass of the treatment solution. It can be related to the ratio of the actual hydraulic load as a function of the F-factor and liquid velocity wL to the hydraulic load at the flooding limit, which is a function of the geometry inside the transfer or absorber. In this context, the hydraulic rod can be determined for a constant liquid to gas ratio, for a constant F-factor or for a constant liquid velocity wL. Here, the F-factor can be defined as follows.

F-계수 = 가스 속도 * (가스 밀도)^0.5.F-factor = gas velocity * (gas density)^0.5.

추가적으로 또는 대안적으로, 흡수기에서의 유압 로드는 상대 파라미터로서 F-계수 또는 액체 속도에 기초할 수 있다. 이러한 경우, 작동 및/또는 치수 파라미터들, 구체적으로 흡수기 직경은 주어진 F-계수 또는 액체 속도에 기초하여 결정된다. 이러한 결정이 수행되면, 결과적인 흡수기 직경이 흡수기에서 허용가능한 유압 작동 체제를 허용하는지 여부를 결정함으로써 추가 체크가 수행되어, 플러딩 조건들이 회피될 수 있다. 결정된 흡수기 직경이 흡수기에서 허용가능한 유압 작동 체제를 허용하지 않아 플러딩 조건들이 충족되는 경우, 작동 및/또는 치수 파라미터들의 결정이 재개되거나 또는 출력 인터페이스를 통해 경고가 제공될 것이다. 이러한 경고는 사용자에게 디스플레이될 수 있는 입력 모듈에 추가로 제공될 수 있다.Additionally or alternatively, the hydraulic load in the absorber can be based on the F-factor or liquid velocity as a relative parameter. In this case, the operating and/or dimensional parameters, in particular the absorber diameter, are determined on the basis of a given F-factor or liquid velocity. Once this determination is made, a further check is made by determining whether the resulting absorber diameter allows an acceptable hydraulic operating regime in the absorber, so that flooding conditions can be avoided. If the determined absorber diameter does not allow an acceptable hydraulic operating regime in the absorber and the flooding conditions are met, determination of the operating and/or dimensional parameters will resume or a warning will be provided via the output interface. Such warnings may be provided in addition to the input module, which may be displayed to the user.

유압 로드라는 표현은 또한 용량(%), 안전 계수 또는 로딩 지점으로 언급될 수 있다.The expression hydraulic load can also be referred to as capacity (%), safety factor or loading point.

특히, 처리된 아웃렛 스트림에서의 조성을 제공할 때, 허용가능한 유압 로드 또는 처리 용액의 로딩 계수는 흡수기 높이, 흡수기 직경 또는 유량의 사양을 중복되게 한다. 따라서, 흡수기 높이, 흡수기 직경 또는 유량은 디지털 모델에서 해제된 파라미터들이며, 따라서, 치수 및/또는 작동 파라미터들의 형태의 방법의 결과이다. 이를 통해 입력 파라미터들이 단일 단계로 지정되어, 설계자에 의한 추가적인 수동 상호 작용들을 필요로 하지 않고 결과가 생성되게 할 수 있다. 결과적으로, 더 적은 반복들로 더 견고한 수렴이 이루어지므로, 설계 프로세스와 컴퓨팅 전력의 사용에서의 효율성이 더 높아진다. 마지막으로, 이 방법의 사용은 오류 발생 가능성이 더 적고, 더 간단하며, 가스 처리 플랜트의 화학적으로 및 물리적으로 의미있는 치수 및/또는 작동 조건들을 결정하는 데 더 효과적인 프로세스로 이어진다.In particular, when providing the composition in the treated outlet stream, the acceptable hydraulic load or loading factor of the treatment solution leads to overlapping specifications of the absorber height, absorber diameter or flow rate. Thus, the absorber height, absorber diameter or flow rate are parameters released in the digital model and, therefore, a result of the method in the form of dimensional and/or operating parameters. This allows input parameters to be specified in a single step, resulting in results without requiring additional manual interactions by the designer. As a result, more robust convergence is achieved with fewer iterations, resulting in higher efficiency in the design process and use of computing power. Finally, the use of this method leads to a less error prone, simpler, and more effective process for determining chemically and physically meaningful dimensions and/or operating conditions of the gas treatment plant.

추가적인 실시양태에서, 흡수기 입력 파라미터들은 흡수기 바닥에서의 평형 로딩, 바람직하게는 평형 가스 로딩에 대한 실제 로딩, 바람직하게는 실제 가스 로딩의 비율에 의해 결정되는 처리 용액의 로딩 계수를 포함한다. 대안적으로, 흡수기 입력 파라미터들은 흡수기 높이에 따라 평형 로딩, 바람직하게는 평형 가스 로딩에 대한 실제 로딩, 바람직하게는 실제 가스 로딩의 비율의 극값, 예를 들어, 최대값 또는 최소값에 의해 결정되는 처리 용액의 로딩 계수를 포함한다. 이 실시양태에서, 극값은 흡수기 높이에 따라 로딩 계수의 프로파일을 통해 결정될 수 있으며, 여기서, 극값은 1차 도함수가 0이고 2차 도함수가 0보다 크거나 작은 프로파일의 지점을 나타낸다. 프로파일은 극값이 최대값이 되도록 정의될 수 있다.In a further embodiment, the absorber input parameters comprise a loading factor of the treatment solution determined by the ratio of the equilibrium loading at the bottom of the absorber, preferably the actual to equilibrium gas loading, preferably the actual gas loading. Alternatively, the absorber input parameters may be determined by the equilibrium loading, preferably the actual loading to the equilibrium gas loading, preferably an extreme value of the ratio of the actual gas loading, e.g. a maximum or minimum value, depending on the absorber height. Includes the loading factor of the solution. In this embodiment, the extrema can be determined through a profile of the loading coefficient depending on the absorber height, where the extrema refers to a point in the profile where the first derivative is zero and the second derivative is greater or less than zero. The profile can be defined so that the extrema is the maximum.

추가적인 실시양태에서, 처리 용액의 평형 로딩에 대한 실제 로딩의 비율에 의해 결정되는 로딩 계수는 1 미만, 바람직하게는 ≤0.95, 특히 바람직하게는 ≤0.9이다. 여기서, 값들은 모듈러스 측면에서 보여질 수 있다. 이러한 실시양태들에서는, 전체 흡수기 높이 또는 흡수기 높이의 일부가 고려될 수 있다. 예를 들어, 흡수기의 바닥으로부터 흡수기 높이의 상단에 대한 분율까지의 흡수기 높이의 일부, 예를 들어, 상단에 대한 0.9 또는 0.8의 분율 또는 0.7 내지 0.9의 분율이 고려될 수 있다. 이러한 방식으로 로딩 계수를 사용하면 치수 및/또는 작동 파라미터들을 결정하는 데 비합리적이거나 물리적으로 의미없는 사양들을 회피할 수 있는데, 왜냐하면 흡수기의 상단에서는 종종 질량 전달이 없거나 매우 적기 때문에, 흡수기의 열역학적으로 중요한 부분만이 고려되기 때문이다.In a further embodiment, the loading factor, determined by the ratio of the actual loading to the equilibrium loading of the treatment solution, is less than 1, preferably ≦0.95, particularly preferably ≦0.9. Here, the values can be viewed in terms of modulus. In such embodiments, the total absorber height or part of the absorber height may be considered. For example, a portion of the absorber height from the bottom of the absorber to the fraction for the top of the absorber height, for example a fraction of 0.9 or 0.8 for the top, or a fraction of 0.7 to 0.9 may be considered. Using the loading factor in this way avoids irrational or physically meaningless specifications in determining dimensional and/or operating parameters, because there is often no or very little mass transfer at the top of the absorber, so the thermodynamically important of the absorber. Because only parts are considered.

추가적인 실시양태에서, 처리 용액의 로딩 계수는 인렛 스트림으로부터 흡수될 적어도 하나의 가스 성분에 기초하여 결정된다. 추가적인 실시양태에서, 흡수될 하나 초과의 가스 성분이 인렛 스트림에 존재하는 경우, 로딩 계수는 인렛 스트림으로부터 흡수될 하나 초과의 가스 성분을 포함하는 결합된 로딩 계수로서 결정된다. 결합된 로딩 계수는 흡수될 가스 성분들 사이의 상호 의존성들을 설명한다. 이러한 결합된 로딩 계수는 흡수될 가스 성분들과 관련하여 처리 용액의 열역학적 속성들뿐만 아니라 운동 속성들도 반영한다. 따라서, 치수 및/또는 작동 파라미터들을 결정하는 데 합리적이거나 물리적으로 의미있는 결과들이 보장될 수 있다.In a further embodiment, the loading factor of the treatment solution is determined based on the at least one gas component to be absorbed from the inlet stream. In a further embodiment, if more than one gaseous component to be absorbed is present in the inlet stream, the loading factor is determined as a combined loading factor comprising more than one gaseous component to be absorbed from the inlet stream. The combined loading factor accounts for the interdependencies between the gas components to be absorbed. This combined loading factor reflects the kinetic properties as well as the thermodynamic properties of the treatment solution in relation to the gas components to be absorbed. Thus, reasonable or physically meaningful results can be ensured in determining the dimensional and/or operating parameters.

결합된 로딩 계수는 흡수 매질 조성, 처리 용액 온도, 압력 및 가스 상 또는 가스상 인렛 스트림의 조성에 의존하는 평형 로딩에 대한, 처리 용액에서 적어도 둘 이상의 가스 성분에 대한 실제 가스 성분 유량들 및 처리 용액의 실제 총 유량 또는 흡수 매질의 실제 총 유량에 의존하는 실제 로딩의 비율과 관련될 수 있으며, 여기서, VLE는 동일한 흡수기 높이에서 가스 및 액체 상에 기초하여 결정된다. 여기서, 흡수 매질은 가스 상으로부터 임의의 흡수된 성분들이 없는 액체 상이고, 용액은 임의의 흡수된 성분들을 포함하는 액체 상이다.The combined loading factor is the actual gas component flow rates for at least two gas components in the treatment solution and the treatment solution for equilibrium loading, which depends on the absorption medium composition, the treatment solution temperature, pressure and the composition of the gaseous or gaseous inlet stream. It can be related to the actual total flow rate or the ratio of the actual loading depending on the actual total flow rate of the absorption medium, where VLE is determined based on the gas and liquid phases at the same absorber height. Here, the absorption medium is a liquid phase without any absorbed components from the gas phase, and the solution is a liquid phase comprising any absorbed components.

추가적인 실시양태에서, 흡수기 입력 파라미터들은 흡수기 구성을 지정하는 구성 파라미터들을 포함한다. 이러한 구성 파라미터들은 충전 층 또는 트레이 컬럼과 같은 컬럼 유형, 컬럼 내 세그먼트들의 수, 컬럼에 대한 압력 강하와 같은 압력 조건들, 온도 조건들 또는 액체 처리 용액에 대한 분배기 유형을 추가로 지정할 수 있다.In a further embodiment, the absorber input parameters include configuration parameters that specify the absorber configuration. These configuration parameters may further specify the column type, such as a packed bed or tray column, the number of segments in the column, pressure conditions such as pressure drop on the column, temperature conditions or the type of distributor for the liquid treatment solution.

추가적인 실시양태에서는, 요청에 포함되고 디지털 모델을 초기화하는 데 사용되는 프로세스 특정 입력 파라미터들이 제공된다. 프로세스 특정 입력 파라미터들은 흡수기 입력 파라미터들, 재생기 입력 파라미터들뿐만 아니라 흡수기 인렛에서 가스상 인렛 스트림의 조성 및 처리 용액의 속성들을 지정하는 흡수 매질 파라미터들을 포함할 수 있다. 흡수기 외에 추가 가스 처리 유닛들 또는 프로세스 유닛들이 존재하는 경우, 프로세스 특정 입력 파라미터들은 바람직하게는 각각의 가스 처리 유닛들을 지정하는 추가 파라미터들을 포함한다. 대안적으로, 추가 가스 처리 유닛들을 지정하는 파라미터들 중 일부는 프로세스 특정 입력 파라미터들의 수를 단순화하고 감소시키기 위해 사전 설정될 수 있다.In a further embodiment, process specific input parameters are provided that are included in the request and used to initialize the digital model. Process specific input parameters may include absorber input parameters, regenerator input parameters, as well as absorption medium parameters specifying properties of the treatment solution and composition of the gaseous inlet stream at the absorber inlet. If there are additional gas processing units or process units in addition to the absorber, the process specific input parameters preferably include additional parameters specifying the respective gas processing units. Alternatively, some of the parameters specifying additional gas processing units may be preset to simplify and reduce the number of process specific input parameters.

가스 처리 플랜트는 하나 이상의 흡수기(들), 하나 이상의 재생기(들) 및/또는 추가 가스 처리 유닛들과 같은 하나 이상의 가스 처리 유닛을 포함할 수 있다. 추가적으로, 열 교환기들, 펌프들, 가스 압축기들 또는 가스 응축기들과 같은 프로세스 유닛들이 가스 처리 플랜트에 포함될 수 있으며, 각각의 유닛 오퍼레이션들을 통해 디지털 모델에 반영될 수 있다.The gas treatment plant may include one or more gas treatment units, such as one or more absorber(s), one or more regenerator(s) and/or additional gas treatment units. Additionally, process units such as heat exchangers, pumps, gas compressors or gas condensers may be included in the gas treatment plant and reflected in the digital model through respective unit operations.

가스 처리 플랜트는 이러한 가스 처리 유닛들 또는 프로세스 유닛들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 프로세스 특정 입력 파라미터들은 가스 처리 플랜트에 포함된 가스 처리 및/또는 프로세스 유닛들 및 스트림들을 나타내는 이들의 상호 연결부를 지정하는 구성 파라미터들을 포함한다.A gas treatment plant may comprise one or more of these gas treatment units or process units. Preferably, the process specific input parameters comprise configuration parameters specifying the gas treatment and/or process units included in the gas treatment plant and their interconnections representing streams.

또한, 가능한 구성들의 고정된 세트를 제공하는 구성 파라미터들이 전체적으로 또는 부분적으로 사전 정의될 수 있다. 이러한 사전 정의된 구성들은 데이터베이스에 저장될 수 있으며, 각각의 구성 파라미터들을 나타내는 하나 이상의 식별자(들)를 통해 프로세스 특정 입력 파라미터들에서 식별될 수 있다. 사전 정의된 구성 파라미터들은 문제 공간을 줄여 사용자를 안내하고, 작동 및/또는 치수 파라미터들의 더 견고하고 안정적인 결정으로 이어진다. 구성들이 전체적으로 사전 정의되지는 않은 실시양태들에서, 방법은 합리적인 구성들이 사용자에 의해 정의되었는지 보장하기 위한 일관성 체크를 포함할 수 있다.In addition, configuration parameters may be predefined in whole or in part, providing a fixed set of possible configurations. These predefined configurations may be stored in a database and may be identified in process specific input parameters via one or more identifier(s) representing respective configuration parameters. Pre-defined configuration parameters guide the user by reducing the problem space and lead to a more robust and reliable determination of operating and/or dimensional parameters. In embodiments where the configurations are not entirely predefined, the method may include a consistency check to ensure that reasonable configurations are defined by the user.

추가적인 실시양태에서, 가스 처리 유닛은 바람직하게는 처리 용액을 재생하고 재생된 처리 용액을 흡수기로 다시 공급하기 위한 적어도 하나의 리보일러를 갖는 재생기를 포함하며, 다음의 상대 파라미터들:In a further embodiment, the gas treatment unit preferably comprises a regenerator having at least one reboiler for regenerating the treatment solution and feeding the regenerated treatment solution back to the absorber, the following relative parameters:

i. 재생된 처리 용액 또는 희박 용액의 분율 품질, 또는 스트립 스팀 비율, 또는 흡수기 상단에서 재생된 처리 용액 또는 희박 용액의 평형 포획 용량까지의 거리를 나타내는 로딩 계수;i. A loading factor representing the fractional quality of the regenerated treatment solution or lean solution, or the strip steam rate, or the distance from the top of the absorber to the equilibrium capture capacity of the regenerated treatment or lean solution;

ii. 재생기에서 허용가능한 유압 작동 체제를 나타내는 허용가능한 유압 로드ii. Acceptable hydraulic rod representing the acceptable hydraulic operating regime in the regenerator

중 적어도 하나를 포함하는 재생기 입력 파라미터들이 제공된다.Player input parameters comprising at least one of are provided.

재생기 입력 파라미터들은 상대 파라미터들로서 리보일러 듀티 또는 재생기 직경 중 적어도 하나를 간접적으로만 포함할 수 있는데, 이는The regenerator input parameters may only indirectly include at least one of reboiler duty or regenerator diameter as relative parameters, which

i. 리보일러 듀티의 경우, 재생된 처리 용액의 분율 품질 또는 스트립 스팀 비율 또는 흡수기 상단에서 하나의 성분의 로딩 계수, 및i. For reboiler duty, the fractional quality or strip steam ratio of the regenerated treatment solution or the loading factor of one component at the top of the absorber, and

ii. 재생기 직경의 경우, 재생기에 허용가능한 유압 로드ii. For regenerator diameter, allowable hydraulic load on regenerator

를 제공함으로써 포함할 수 있다.It can be included by providing.

일 예에서, 재생기 입력 파라미터들은 이용가능한 모든 상대 파라미터들을 포함한다. 다른 예에서, 재생기 입력 파라미터들은 이용가능한 상대 파라미터들 중 하나를 포함하고, 나머지 재생기 입력 파라미터들은 대응하는 파라미터들을 통해 지정된다.In one example, the player input parameters include all available relative parameters. In another example, the player input parameters include one of the available relative parameters, and the remaining player input parameters are specified via corresponding parameters.

여기서, 리보일러 듀티는 가스 처리 플랜트의 에너지 소비에 상당한 영향을 미치는 재생기의 열 듀티 요구 사항을 의미한다. 재생기 입력 파라미터들은 리보일러 듀티 또는 재생기 직경 중 적어도 하나를 포함하지 않을 수 있다. 대신, 재생된 처리 용액 또는 희박 용액의 분율 품질, 스트립 스팀 비율, 또는 흡수기 상단에서 재생된 처리 용액 또는 희박 용액의 로딩 계수 또는 허용가능한 유압 로드가 제공될 수 있다.Here, reboiler duty refers to the heat duty requirements of the regenerator that have a significant impact on the energy consumption of the gas treatment plant. The regenerator input parameters may not include at least one of reboiler duty or regenerator diameter. Instead, a fractional quality of the regenerated treatment solution or lean solution, a strip steam ratio, or a loading factor or acceptable hydraulic load of the regenerated treatment solution or lean solution at the top of the absorber may be provided.

여기서, 재생된 처리 용액 또는 희박 용액의 분율 품질은 재생 후 희박 용액에 남아있는 하나 이상의 가스 성분의 농도를 의미한다. 분율 품질은 희박 용액에 남아있는 하나 이상의 가스 성분(들)의 비율을 지정하는 조성으로서 보여질 수 있다. 일 실시양태에서, 조성은 스펙트럼 방법들 또는 크로마토그래피 방법들을 통해 측정된 데이터와 같은 분석 센서 데이터로부터 유도될 수 있다. 이러한 데이터는 결정 서버의 입력 유닛 또는 인터페이스 유닛에 의해 수신될 수있다.Here, the fractional quality of the regenerated treatment solution or the lean solution refers to the concentration of one or more gas components remaining in the lean solution after regeneration. Fractional quality can be viewed as a composition specifying the proportion of one or more gaseous component(s) remaining in the lean solution. In one embodiment, the composition may be derived from analytical sensor data, such as data measured through spectral methods or chromatographic methods. Such data can be received by an input unit or an interface unit of the decision server.

스트립 스팀 비율은 재생시 물 유량 및 재생시 산 가스 유량에 기초할 수 있다. 스트립 스팀 비율은 재생시 산 가스 유량에 대한 재생시 물 유량의 비율에 의해 정의될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 상단에서 또는 바닥과 상단 사이에서 일정한 높이에 대해 결정될 수 있다.The strip steam rate can be based on the water flow rate during regeneration and the acid gas flow rate during regeneration. The strip steam ratio can be defined by the ratio of the regeneration water flow rate to the regeneration acid gas flow rate. This can be determined, for example, for a constant height at the top or between the bottom and the top.

허용가능한 유압 로드는 재생기에서 허용가능한 유압 작동 체제를 나타낸다. 이것은 유압 플러딩 조건들에 대한 실제 유압 로드의 거리에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 유압 플러딩 조건들은 재생기에서 가스 또는 액체 유량의 추가 증가가 재생기 내부의 플러딩으로 이어지거나 또는 액체가 가스 흐름에 의해 완전히 유입되는 작동 조건들을 의미한다.The acceptable hydraulic rod represents an acceptable hydraulic operating regime in the regenerator. This can be determined by the distance of the actual hydraulic rod to hydraulic flooding conditions. Here, the hydraulic flooding conditions refer to operating conditions in which an additional increase in the gas or liquid flow rate in the regenerator leads to flooding inside the regenerator or the liquid is completely introduced by the gas flow.

유압 로드는 플러딩 한계에서의 유압 로드에 대한 작동 중인 재생기의 실제 유압 로드의 비율을 통해 지정될 수 있다. 허용가능한 유압 로드는 재생기에서의 플러딩 조건, 예를 들어, 재생기에서의 플러딩 곡선 또는 컬럼 질량 전달 높이 특정 압력 강하와 관련되거나 이를 나타낼 수 있다.The hydraulic load can be specified through the ratio of the actual hydraulic load of the regenerator in operation to the hydraulic load at the flooding limit. An acceptable hydraulic load may be related to or indicative of a flooding condition in the regenerator, for example a flooding curve in the regenerator or a column mass transfer height specific pressure drop.

도 7은 액체 상의 평형 로딩에 대한 실제 로딩의 비율을 통해 CO2 로딩 계수를 결정하기 위한 예시적인 실시양태를 예시한다.7 illustrates an exemplary embodiment for determining the CO 2 loading factor through the ratio of the actual loading to the equilibrium loading of the liquid phase.

상대 파라미터들을 허용하는 한 가지 요소는 흡수기 바닥에 로딩 계수를 제공하거나 또는 흡수기 높이에 따라 최대 로딩 계수를 제공하는 것이다. 로딩 계수를 결정하기 위한 예시적인 컬럼 프로파일들이 도 6에 도시되어 있다.One factor that allows for the relative parameters is to provide a loading factor at the bottom of the absorber or a maximum loading factor depending on the height of the absorber. Exemplary column profiles for determining the loading factor are shown in FIG. 6.

흡수기 높이 대 온도의 제1 그래픽 표현은 가스 및 액체 상의 온도 프로파일들을 예시한다. 로딩 계수 프로파일을 제공하는 것은 제1 그래픽 표현에 도시된 바와 같이 뚜렷한 온도 팽창이 있는 흡수 프로세스들에 특히 중요하다.The first graphical representation of absorber height versus temperature illustrates temperature profiles in the gas and liquid phase. Providing a loading factor profile is particularly important for absorption processes with pronounced temperature expansion as shown in the first graphical representation.

이러한 온도 팽창은 발열 반응열 및/또는 흡수열이 방출될 때 발생한다. 흡수기 높이 대 CO2 농도의 제2 그래픽 표현은 가스 상의 CO2 농도 프로파일을 예시한다.This temperature expansion occurs when the heat of exothermic reaction and/or heat of absorption is released. The second graphical representation of absorber height versus CO 2 concentration illustrates the CO 2 concentration profile in the gas.

가스 상의 온도와 CO2 농도는 흡수기 높이 대 CO2 로딩의 제3 그래픽 표현에서 점선으로 도시된 액체 상의 CO2의 평형 로딩 프로파일을 결정한다.The temperature of the gas phase and the C0 2 concentration determine the equilibrium loading profile of the C0 2 in the liquid shown by the dotted line in the third graphical representation of the absorber height versus the C0 2 loading.

실선으로 도시된 액체 상의 CO2의 실제 로딩 프로파일은 방정식-기반 솔루션 방법의 각각의 반복에 대해 결정된다. 제4 그래픽 표현에 도시된 로딩 계수 프로파일은 평형 로딩으로 나눈 액체 상의 CO2의 실제 로딩에 의해 정의된다. The actual loading profile of CO 2 in the liquid phase, shown by solid lines, is determined for each iteration of the equation-based solution method. The loading factor profile shown in the fourth graphical representation is defined by the actual loading of CO 2 in the liquid divided by the equilibrium loading.

로딩 계수 값이 1이면 평형 값에 도달하고 질량 전달이 발생하지 않음을 의미한다. 이것은 처리된 아웃렛 가스에서 CO2 농도를 지정하기 위한 계산 결과로서 무한 흡수기 높이로 이어질 것이다. 결과적으로, 가스 처리 플랜트들을 설계하려면, 물리적으로 불가능한 사양을 회피하기 위해 로딩 계수가 <1의 값으로 지정되어야 한다. 합리적인 로딩 계수는, 예를 들어, <0.95 또는 <0.9이다.A loading factor value of 1 means that the equilibrium value is reached and no mass transfer occurs. This will lead to infinite absorber height as a result of the calculation to specify the CO 2 concentration in the treated outlet gas. Consequently, to design gas treatment plants, the loading factor must be specified with a value of <1 in order to avoid specifications that are physically impossible. A reasonable loading factor is, for example, <0.95 or <0.9.

CO2와 H2S가 모두 인렛 가스에 존재하는 경우, CO2 또는 H2S의 단일 로딩 계수들은 오해의 소지가 있으며 사양에 유용하지 않을 수 있다. 이러한 경우, CO2 + H2S에 대한 결합된 로딩 계수가 사양으로서 사용된다.If both CO 2 and H 2 S are present in the inlet gas, single loading factors of CO 2 or H 2 S are misleading and may not be useful for the specification. In this case, the combined loading factor for CO 2 + H 2 S is used as a specification.

흡수기에 따른 로딩 계수 프로파일의 예시적인 도 6에서, 로딩 계수의 최대 값이 흡수기 상단에 도달하는 것이 관찰될 수 있다. 이는 흡수기 높이의 90%에서 처리된 가스의 CO2 함량과 흡수기 상단에서 이용가능한 희박 로딩을 지정했기 때문이다. 흡수기 상단에서의 이 최대 로딩 계수는 허용가능하며, 물리적으로 비합리적인 조건들로 이어지지 않는다.In the exemplary Fig. 6 of the loading factor profile according to the absorber, it can be observed that the maximum value of the loading factor reaches the top of the absorber. This is because we specified the CO 2 content of the treated gas at 90% of the absorber height and the lean loading available at the top of the absorber. This maximum loading factor at the top of the absorber is acceptable and does not lead to physically irrational conditions.

그러나, 최대 온도 포지션 주변의 최대 로딩 계수가 중요하며, 위에서 언급한 바와 같이 <1의 값들로 제한해야 한다. 최대 로딩 계수가 올바른 포지션에서 지정되는 것을 보장하기 위해, 로딩 계수는 흡수기 바닥으로부터 정의된 흡수기 높이 분율까지 평가된다.However, the maximum loading factor around the maximum temperature position is important and should be limited to values of <1 as mentioned above. To ensure that the maximum loading factor is specified in the correct position, the loading factor is evaluated from the absorber bottom to the defined absorber height fraction.

도 8 내지 도 10은 액체 상 온도 거동, 가스 상 CO2 함량 거동 및 상이한 액체 유량들에 대해 결정된 로딩 계수(%)를 예시한다. 이러한 예시들은 플랜트 처리량에 따라 달라지는 파라미터로서 액체 유량이 변하는 경우, 가스 처리 플랜트의 흡수기 거동과 유사하다. 특히, 도 8 및 도 9의 프로파일들은 110%와 98% 사이의 유량들에 대한 프로파일 모양에서의 큰 영향을 도시한다. 이에 따라, 도 9의 농도 프로파일과 도 10의 로딩 계수 프로파일은 CO2 돌파가 흡수기 상단에서 약 98% 발생함을 도시한다. 유량 100% 아래와 위에서는, 프로파일 모양이 크게 변하지 않는다. 따라서, 100%의 유량 주위에서, 프로파일 모양들이 가장 민감하다.8-10 illustrate the liquid phase temperature behavior, the gas phase CO2 content behavior and the determined loading factor (%) for different liquid flow rates. These examples are similar to the absorber behavior of a gas treatment plant when the liquid flow rate is changed as a parameter that depends on the plant throughput. In particular, the profiles of FIGS. 8 and 9 show a large influence on the profile shape for flow rates between 110% and 98%. Accordingly, the concentration profile of FIG. 9 and the loading factor profile of FIG. 10 show that the CO2 breakthrough occurs about 98% at the top of the absorber. Below and above 100% flow, the profile shape does not change significantly. Thus, around 100% flow, the profile shapes are the most sensitive.

흡수기의 물리적 양들 - 가스 내 온도 및 CO2 함량 - 의 이러한 거동은, 주어진 값들에 대해 유량을 단계적으로 증가시킬 때, 도 11에 도시된 반복 횟수에 반영된다. 유량 96 내지 98% 사이의 영역에서, 수렴 거동은 작동 및/또는 치수 파라미터들의 결정이 해당 영역의 위 또는 아래보다 최대 6배 더 많은 반복을 필요로 한다.This behavior of the absorber's physical quantities-the temperature and the CO2 content in the gas-is reflected in the number of iterations shown in FIG. 11 when increasing the flow rate step by step for given values. In the region between 96-98% flow rate, the converging behavior requires up to 6 times more iterations of the operation and/or the determination of dimensional parameters than above or below the region.

가스 처리 플랜트에서의 흡수기 작동의 경우, 이는 불안정한 작동 모드를 나타내는데, 왜냐하면 흡수기가 CO2 가스 돌파 지점 근처에서 작동될 것이기 때문이다. 따라서, 안정적인 흡수기 작동을 나타내는 적절한 값으로 유량을 설정하는 것은 이에 대응하는 안정적인 가스 처리 플랜트를 설계하는 데 중요하다. 이러한 안정적인 솔루션이 작동 및/또는 치수 파라미터들을 결정하는 데 제공되도록 보장하기 위해, 로딩 계수를 입력으로서 허용하는 것이 매우 유리하다.In the case of absorber operation in a gas treatment plant, this represents an unstable mode of operation, since the absorber will be operated near the point of CO2 gas breakthrough. Therefore, setting the flow rate to an appropriate value representing a stable absorber operation is important in designing a corresponding stable gas treatment plant. In order to ensure that this stable solution is provided for determining the operating and/or dimensional parameters, it is very advantageous to accept a loading factor as input.

로딩 계수가 흡수기 바닥에서 결정되는지 여부 또는 흡수기 높이에 따라 최대값이 취해지는지 여부에 따라, 빠른 수렴이 가능한 두 영역이 구별될 수 있다. 동시에, 이러한 접근법은 결정이 흡수기와 가스 처리 플랜트의 안정적인 작동을 허용하는 작동 및/또는 치수 파라미터들을 생성하도록 보장한다.Depending on whether the loading factor is determined at the bottom of the absorber or whether a maximum value is taken according to the height of the absorber, two regions capable of rapid convergence can be distinguished. At the same time, this approach ensures that the crystals produce operational and/or dimensional parameters that allow stable operation of the absorber and gas treatment plant.

다음 예는 가스 처리 플랜트를 설계하는 사용자에 대한 상당한 효율성 증가와 설계 절차의 단순화를 예시한다. 이산화탄소와 메탄의 농도만 상이한 사례 A와 사례 B라고 하는 두 가지 상이한 공급 가스의 조건들이 주어진다. 온도, 압력 유량 및 잔류 성분들의 농도와 같은 다른 모든 조건들은 동일하다. 모든 공급 가스 조건들에 대한 개요는 다음 표에 나와 있다.The following example illustrates a significant increase in efficiency and simplification of the design process for users designing a gas treatment plant. Two different feed gas conditions are given: Case A and Case B, where only the concentrations of carbon dioxide and methane differ. All other conditions such as temperature, pressure flow rate and concentration of residual components are the same. An overview of all feed gas conditions is given in the following table.

Figure pct00003
Figure pct00003

이 태스크는 처리된 가스의 CO2 농도가 50 mol-ppm인 LNG 생산 플랜트를 위한 기초 CO2 제거 플랜트를 설계하는 것이다. 플랜트 구성은 흡수 컬럼, HP 플래시 및 스트리퍼 컬럼으로 구성되어야 한다. 사용자는 용액 유량, 흡수기 충전 높이, 흡수기 직경, 리보일러 듀티 및 스트리퍼 직경과 같은 여러 프로세스 파라미터들을 정의해야 한다.This task is to design a basic CO 2 removal plant for an LNG production plant with a CO 2 concentration of 50 mol-ppm in the treated gas. The plant configuration should consist of absorption columns, HP flash and stripper columns. The user has to define several process parameters such as solution flow rate, absorber fill height, absorber diameter, reboiler duty and stripper diameter.

시뮬레이션을 실행하기 전에, 최신식 프로세스 흐름도 시뮬레이터, 플랜트 지오메트리, 인렛 스트림들의 조건들 및 프로세스 조건들의 적용이 정의되어야 한다. 처리된 가스의 CO2 농도와 같은 모든 아웃렛 스트림들의 조건들은 프로세스 시뮬레이터의 계산 결과이다.Before running the simulation, a state-of-the-art process flow simulator, plant geometry, conditions of inlet streams and application of process conditions must be defined. Conditions of all outlet streams, such as the CO 2 concentration of the treated gas, are the result of the calculation of the process simulator.

처리된 가스에서 지정된 산 가스 농도를 달성하기 위해, 사용자는 처리된 가스에서 필요한 CO2 농도에 도달할 때까지 많은 수동 반복들로 위에서 언급된 프로세스 조건들을 변경해야 한다. 그 이유는 숙련된 사용자라도 선험적으로 작동 및 치수 파라미터들에 대한 정확한 결과를 알지 못하기 때문이다.In order to achieve the specified acid gas concentration in the treated gas, the user has to change the process conditions mentioned above with many manual iterations until the required CO 2 concentration in the treated gas is reached. The reason is that even an experienced user does not know the exact results for the operating and dimensional parameters a priori.

또한, 사용자는 수동 반복들 동안 조건들을 정의할 수 있으며, 이것이 처리된 가스에서 필요한 CO2 농도로 이어지지 않을 수도 있다. 예를 들어, 희박 용액의 CO2 농도가 흡수기 상단에서의 대응하는 CO2 평형 농도보다 낮을 경우에만, 처리된 가스에서 필요한 CO2 농도에 도달할 수 있다. 이러한 조건들은 사용자에 의해 식별되어야 하므로, 추가적인 수동 반복들을 필요로 한다.In addition, the user may define conditions during manual iterations, which may not lead to the required CO 2 concentration in the treated gas. For example, only if the CO 2 concentration of the lean solution is lower than the corresponding CO 2 equilibrium concentration at the top of the absorber can the required CO 2 concentration be reached in the treated gas. Since these conditions must be identified by the user, additional manual iterations are required.

이 예에서, 사용자는 용액 유량, 흡수기 충전 높이, 흡수기 직경, 리보일러 듀티 및 스트리퍼 직경의 적어도 5개의 주요 프로세스 파라미터를 정의해야 한다. 다음의 표는 이 5개의 프로세스 파라미터에 대한 결과들을 예시적인 사례 A와 B 사이의 상대 값들로서 도시한다.In this example, the user has to define at least five key process parameters: solution flow rate, absorber fill height, absorber diameter, reboiler duty and stripper diameter. The following table shows the results for these five process parameters as relative values between exemplary cases A and B.

Figure pct00004
Figure pct00004

최신식 프로세스 흐름도 시뮬레이터를 적용하면, 사용자는 사례 A에 대한 CO2 제거 플랜트 설계를 위해 많은 수동 반복들을 필요로 한다. 사례 A의 결과를 알고 있더라도, 사례 B는 매우 상이한 조건들로 이어지며, 이는 사용자에게 선험적으로 분명하지 않다. 따라서, 사용자는 사례 B를 위한 CO2 제거 플랜트 설계를 위해 많은 수동 반복들을 다시 필요로 한다. 이러한 예들은 최신식 프로세스 시뮬레이터를 적용하면 많은 수동 및 시간 소모적인 반복 단계들로 이어진다는 것을 보여주며, 이것은 설계 프로세스를 매우 지루하고 비효율적으로 만든다.Applying the state-of-the-art process flow simulator, the user needs many manual iterations to design the CO 2 removal plant for Case A. Even if the results of case A are known, case B leads to very different conditions, which are not a priori clear to the user. Thus, the user again requires many manual iterations for the CO 2 removal plant design for Case B. These examples show that applying a state-of-the-art process simulator leads to many manual and time-consuming iterative steps, which makes the design process very tedious and inefficient.

예시적인 사례 A 및 B에 본 발명을 적용하고, 처리된 가스의 CO2 농도, 흡수기의 CO2에 대한 최대 로딩 계수, 흡수기에 대한 안전 계수, 흡수기 상단에서의 CO2에 대한 로딩 계수 및 스트리퍼에 대한 안전 계수의 5개의 파라미터를 지정하면, 사용자는 한 수동 입력 단계에서 위의 표에 도시된 결과들을 받게 될 것이다. 이로 인해 설계 절차가 상당히 단순화되고 설계 절차 시간이 단축되어, 효율성이 증가되게 된다.Applying the invention to exemplary cases A and B, the CO 2 concentration of the treated gas, the maximum loading factor for CO 2 in the absorber, the safety factor for the absorber, the loading factor for CO 2 at the top of the absorber and the stripper. By specifying the five parameters of the safety factor for, the user will receive the results shown in the table above in one manual input step. This greatly simplifies the design process, shortens the design process time, and increases efficiency.

본 명세서에 설명된 방법들을 구현하기 위해 사용된 본 명세서에 설명된 컴포넌트들 중 임의의 것은 컴퓨터 명령어들을 실행할 수 있는 하나 이상의 프로세싱 디바이스를 갖는 컴퓨터 시스템의 형태일 수 있다. 컴퓨터 시스템은 근거리 통신망, 인트라넷, 엑스트라넷 또는 인터넷으로 다른 머신들에 통시 가능하게 커플링(예를 들어, 네트워킹)될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 클라이언트-서버 네트워크 환경에서 서버 또는 클라이언트 머신의 용량으로 작동하거나 또는 피어-투-피어(또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 머신으로서 작동할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 PC(Personal Computer), 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대폰, 웹 기기, 서버, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지 또는 해당 머신에 의해 취해질 액션들을 지정하는 명령어 세트(순차적 또는 다른 방식)를 실행할 수 있는 임의의 머신일 수 있다. 또한, "컴퓨터 시스템", "머신", "전자 회로망" 등의 용어들은 반드시 단일 컴포넌트로 제한되지 않으며, 개별적으로 또는 공동으로 본 명세서에서 논의된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하기 위한 명령어 세트(또는 다수의 세트들)를 실행하는 임의의 머신 집합을 포함하도록 취해져야 한다는 것이 이해되어야 한다.Any of the components described herein used to implement the methods described herein may be in the form of a computer system having one or more processing devices capable of executing computer instructions. The computer system may be communicatively coupled (eg, networked) to other machines over a local area network, intranet, extranet or the Internet. The computer system may operate at the capacity of a server or client machine in a client-server network environment, or may operate as a peer machine in a peer-to-peer (or distributed) network environment. A computer system is a personal computer (PC), tablet PC, personal digital assistant (PDA), mobile phone, web device, server, network router, switch or bridge, or a set of instructions (sequential or otherwise) specifying the actions to be taken by that machine. Can be any machine that can run. Further, terms such as "computer system", "machine", "electronic network" are not necessarily limited to a single component, and individually or jointly, a set of instructions for performing any one or more of the methodologies discussed herein. It should be understood that it should be taken to include any set of machines running (or multiple sets).

이러한 컴퓨터 시스템의 컴포넌트들 중 일부 또는 전부는 클라이언트 디바이스(110), 데이터베이스(120) 및 결정 서버(130)와 같은 시스템(100)의 컴포넌트들 중 임의의 것에 의해 활용되거나 또는 이를 나타낼 수 있다. 일부 실시양태들에서, 이러한 컴포넌트들 중 하나 이상은 다수의 디바이스들 사이에 분산될 수도 있고, 또는 예시된 것보다 더 적은 디바이스로 통합될 수도 있다. 컴퓨터 시스템은, 예를 들어, 하나 이상의 프로세싱 디바이스, 메인 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리, SDRAM(Synchronous DRAM) 또는 RDRAM(Rambus DRAM)과 같은 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등), 정적 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, SRAM(Static Random Access Memory) 등) 및/또는 데이터 저장 디바이스를 포함할 수 있으며, 이들은 버스를 통해 서로 통신한다.Some or all of the components of such a computer system may be utilized or represented by any of the components of system 100 such as client device 110, database 120 and decision server 130. In some embodiments, one or more of these components may be distributed among multiple devices, or may be integrated into fewer devices than illustrated. The computer system includes, for example, one or more processing devices, main memory (e.g., ROM, Flash memory, Dynamic Random Access Memory (DRAM) such as synchronous DRAM (SDRAM) or Rambus DRAM (RDRAM)), static memory. (Eg, flash memory, static random access memory (SRAM), etc.) and/or data storage devices, which communicate with each other via a bus.

프로세싱 디바이스는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 중앙 프로세싱 유닛 등과 같은 범용 프로세싱 디바이스일 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세싱 디바이스는 CISC(Complex Instruction Set Computing) 마이크로프로세서, RISC(Reduced Instruction Set Computing) 마이크로프로세서, VLIW(Very Long Instruction Word) 마이크로프로세서 또는 다른 명령어 세트들을 구현하는 프로세서 또는 명령어 세트들의 조합을 구현하는 프로세서들일 수 있다. 프로세싱 디바이스는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array), CPLD(Complex Programmable Logic Device), DSP(Digital Signal Processor), 네트워크 프로세서 등과 같은 하나 이상의 특수 목적 프로세싱 디바이스일 수도 있다. 본 명세서에 설명된 방법들, 시스템들 및 디바이스들은 DSP, 마이크로컨트롤러, 또는 임의의 다른 사이드-프로세서에서 소프트웨어로서, 또는 ASIC, CPLD 또는 FPGA 내의 하드웨어 회로로서 구현될 수 있다. 용어 "프로세싱 디바이스"는 또한 다수의 컴퓨터 시스템들(예를 들어, 클라우드 컴퓨팅)에 걸쳐 위치한 프로세싱 디바이스들의 분산형 시스템과 같은 하나 이상의 프로세싱 디바이스를 지칭할 수 있으며, 달리 명시되지 않는 한, 단일 디바이스로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.The processing device may be a general purpose processing device such as a microprocessor, microcontroller, central processing unit, or the like. More specifically, the processing device includes a complex instruction set computing (CISC) microprocessor, a reduced instruction set computing (RISC) microprocessor, a very long instruction word (VLIW) microprocessor, or a processor or a combination of instruction sets implementing other instruction sets. It may be a processor that implements. The processing device may be one or more special-purpose processing devices such as Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), Field Programmable Gate Array (FPGA), Complex Programmable Logic Device (CPLD), Digital Signal Processor (DSP), network processor, and the like. The methods, systems, and devices described herein may be implemented as software in a DSP, microcontroller, or any other side-processor, or as hardware circuitry in an ASIC, CPLD, or FPGA. The term “processing device” may also refer to one or more processing devices, such as a distributed system of processing devices located across multiple computer systems (eg, cloud computing), and unless otherwise specified, as a single device It should be understood that it is not limited.

컴퓨터 시스템은 네트워크 인터페이스 디바이스를 추가로 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 또한 비디오 디스플레이 유닛(예를 들어, LCD(Liquid Crystal Display), CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이 또는 터치 스크린), 영숫자 입력 디바이스(예를 들어, 키보드), 커서 제어 디바이스(예를 들어, 마우스) 및/또는 신호 생성 디바이스(예를 들어, 스피커)를 포함할 수 있다.The computer system may further include a network interface device. Computer systems also include video display units (e.g., Liquid Crystal Display (LCD), Cathode Ray Tube (CRT) displays or touch screens), alphanumeric input devices (e.g. keyboards), cursor control devices (e.g., Mouse) and/or a signal generating device (eg, a speaker).

적절한 데이터 저장 디바이스는 본 명세서에 설명된 방법론들 또는 기능들 중 임의의 하나 이상을 구현하는 하나 이상의 명령어 세트(예를 들어, 소프트웨어)가 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 명령어들은 또한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 구성할 수 있는 컴퓨터 시스템, 메인 메모리 및 프로세싱 디바이스에 의해 실행되는 동안 메인 메모리 내에 및/또는 프로세서 내에 완전히 또는 적어도 부분적으로 상주할 수 있다. 명령어들은 네트워크 인터페이스 디바이스를 통해 네트워크를 통해 추가로 송신 또는 수신될 수도 있다.A suitable data storage device may include a computer-readable storage medium having stored thereon one or more sets of instructions (eg, software) implementing any one or more of the methodologies or functions described herein. The instructions may also reside completely or at least partially within the main memory and/or within the processor while being executed by a computer system, main memory, and processing device that may constitute a computer readable storage medium. Instructions may be further transmitted or received over a network through a network interface device.

본 명세서에 설명된 실시양태들 중 하나 이상을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램은 다른 하드웨어와 함께 또는 그 일부로서 공급되는 광학 저장 매체 또는 고상 매체와 같은 적절한 매체 상에서 저장 및/또는 배포될 수 있지만, 인터넷 또는 다른 유선 또는 무선 통신 시스템들을 통하는 등에 의해 다른 형태들로 배포될 수도 있다. 그러나, 컴퓨터 프로그램은 월드 와이드 웹(World Wide Web)과 같은 네트워크를 통해 제공될 수도 있으며, 이러한 네트워크로부터 데이터 프로세서의 작업 메모리로 다운로드될 수 있다.A computer program for implementing one or more of the embodiments described herein may be stored and/or distributed on a suitable medium such as an optical storage medium or solid state medium supplied with or as part of other hardware, but the Internet or It may be distributed in other forms, such as through other wired or wireless communication systems. However, the computer program may also be provided over a network such as the World Wide Web, and downloaded from such a network to the working memory of the data processor.

본 발명의 추가적인 예시적인 실시양태에 따르면, 컴퓨터 프로그램 엘리먼트가 다운로드될 수 있도록 하기 위한 데이터 캐리어 또는 데이터 저장 매체가 제공되며, 이 컴퓨터 프로그램 엘리먼트는 본 발명의 이전에 설명된 실시양태들 중 하나에 따른 방법을 수행하도록 배열된다.According to a further exemplary embodiment of the present invention, a data carrier or data storage medium for allowing a computer program element to be downloaded is provided, which computer program element according to one of the previously described embodiments of the present invention. Arranged to perform the method.

용어들 "컴퓨터 판독 가능 저장 매체", "머신 판독 가능 저장 매체" 등은 하나 이상의 명령어 세트를 저장하는 단일 매체 또는 다수의 매체(예를 들어, 중앙 집중식 또는 분산형 데이터베이스 및/또는 연관된 캐시들 및 서버들)를 포함하는 것으로 취해져야 한다. 용어들 "컴퓨터 판독 가능 저장 매체", "머신 판독 가능 저장 매체" 등은, 또한 머신에 의한 실행을 위한 명령어 세트를 저장, 인코딩 또는 운반할 수 있고, 머신으로 하여금 본 개시내용의 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하는 임의의 일시적 또는 비-일시적 매체를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 용어 "컴퓨터 판독 가능 저장 매체"는 고상 메모리, 광학 매체 및 자기 매체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 것으로 취해져야 한다.The terms “computer-readable storage medium”, “machine-readable storage medium” and the like refer to a single medium or multiple media (eg, a centralized or distributed database and/or associated caches and Servers). The terms “computer-readable storage medium”, “machine-readable storage medium” and the like may also store, encode or carry a set of instructions for execution by a machine, and cause the machine to perform any of the methodologies of the present disclosure. It should be considered to include any transitory or non-transitory medium that causes it to carry out one or more of Accordingly, the term “computer-readable storage medium” should be taken as including, but not limited to, solid-state memory, optical media, and magnetic media.

상세한 설명의 일부 부분들은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트에 대한 연산들의 알고리즘들 및 기호 표현들의 관점에서 제시되었을 수 있다. 이러한 알고리즘 설명들 및 표현들은 데이터 프로세싱 기술분야의 통상의 기술자에 의해 자신의 작업 본질을 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용되는 수단이다. 알고리즘이 본 명세서에 있으며, 일반적으로 원하는 결과로 이어지는 단계들의 일관된 순서로 간주된다. 단계들은 물리적 양들의 물리적 조작들을 필요로 하는 것들이다. 대개, 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 양들은 저장, 전달, 결합, 비교 및 다른 방식으로 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취한다. 주로 일반적인 사용의 이유로 인해 이러한 신호들을 비트들, 값들, 엘리먼트들, 기호들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로서 지칭하는 것이 때때로 편리한 것으로 입증되었다.Some portions of the detailed description may have been presented in terms of algorithms and symbolic representations of operations on data bits within a computer memory. These algorithmic descriptions and representations are the means used by those skilled in the data processing arts to most effectively convey the essence of their work to those skilled in the art. Algorithms are herein and are generally regarded as a consistent sequence of steps leading to a desired result. Steps are those that require physical manipulations of physical quantities. Usually, but not necessarily, these quantities take the form of electrical or magnetic signals that can be stored, transmitted, combined, compared, and otherwise manipulated. It has proven convenient at times to refer to these signals as bits, values, elements, symbols, letters, terms, numbers, etc., primarily for reasons of general use.

그러나, 이러한 용어들 및 유사한 용어들은 모두 적절한 물리적 양들과 연관되어야 하며, 단지 이러한 양들에 적용되는 편리한 라벨들일 뿐이라는 점을 명심해야 한다. 이전 논의에서 명백한 바와 같이 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 설명 전반에 걸쳐, "수신", "검색", "송신", "컴퓨팅", "생성", "더하기", "빼기", "곱하기", "나누기", "선택", "최적화", "보정", "검출", "저장", "수행", "분석", "결정, "활성화", "식별", "수정", "변환", "적용", "추출" 등과 같은 용어들을 활용한 논의들은 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적(예를 들어, 전자적) 양들로서 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리적 양들로서 유사하게 표현된 다른 데이터로 조작하고 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 액션들 및 프로세스들을 지칭한다는 것이 이해되어야 한다.However, it should be borne in mind that all of these and similar terms should be associated with the appropriate physical quantities and are merely convenient labels applied to these quantities. Throughout the description, "receive", "search", "send", "compute", "generate", "add", "subtract", "multiply", unless specifically stated otherwise, as apparent in previous discussions. , "Divide", "Select", "Optimize", "Calibrate", "Detect", "Save", "Perform", "Analyze", "Decision, "Activate", "Identify", "Modify", "Transform Discussions utilizing terms such as “, “apply”, “extract”, and the like, describe data expressed as physical (eg, electronic) quantities within the registers and memories of a computer system. It should be understood that it refers to the actions and processes of a computer system or similar electronic computing device that manipulates and transforms information into other data that is similarly represented as physical quantities within information storage, transmission or display devices.

본 발명의 실시양태들은 상이한 주제들을 참조하여 설명된다는 점에 유의해야 한다. 특히, 일부 실시양태들은 방법 유형 청구항들을 참조하여 설명되는 반면, 다른 실시양태들은 디바이스 유형 청구항들을 참조하여 설명된다.It should be noted that embodiments of the invention are described with reference to different subjects. In particular, some embodiments are described with reference to method type claims, while other embodiments are described with reference to device type claims.

그러나, 해당 기술분야의 통상의 기술자는, 달리 통지되지 않는 한, 한 유형의 주제에 속하는 특징들의 임의의 조합에 추가하여, 상이한 주제들에 관한 특징들 사이의 임의의 조합도 본 출원과 함께 개시되는 것을 상기 및 다음 설명으로부터 제공받을 것이다. 그러나, 모든 특징들이 결합되어, 특징들의 단순한 합계를 넘는 시너지 효과들을 제공할 수 있다.However, those of ordinary skill in the art, unless otherwise notified, disclose any combination between features related to different subjects, in addition to any combination of features belonging to one type of subject, with this application. It will be provided above and from the following description. However, all features can be combined to provide synergies beyond the simple sum of features.

본 발명이 도면들 및 전술한 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 제한이 아닌 예시 또는 예로 간주되어야 하고, 본 발명은 개시된 실시양태들에 제한되지 않는다. 개시된 실시양태들에 대한 다른 변형들도 도면들, 개시내용 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 해당 기술분야의 통상의 기술자에 의해 청구된 본 발명을 실시함으로써 이해되고 실시될 수 있다. 일부 예들에서, 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 본 개시내용을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세하기보다는 블록 다이어그램 형태로 도시된다.Although the present invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, such illustration and description are to be regarded as examples or examples rather than limiting, and the invention is not limited to the disclosed embodiments. Other modifications to the disclosed embodiments may also be understood and practiced by practicing the invention claimed by one of ordinary skill in the art from a study of the drawings, disclosure and appended claims. In some examples, well-known structures and devices are shown in block diagram form rather than in detail to avoid obscuring the present disclosure.

청구 범위에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 엘리먼트들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 단수 표현은 복수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 제어기 또는 다른 유닛은 청구 범위에 언급된 여러 항목들의 기능들을 수행할 수 있다. 특정 조치들이 서로 상이한 종속항들에서 언급된다는 단순한 사실이 이러한 조치의 조합이 이점으로 사용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다. 청구 범위의 임의의 참조 부호들은 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements or steps, and the singular expression does not exclude the plural. A single processor or controller or other unit may perform the functions of several items recited in the claims. The simple fact that certain measures are mentioned in different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.

Claims (19)

화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션(unit operation)들을 결정하는 방법이며, 상기 방법은 컴퓨터 또는 분산형 컴퓨터 시스템에 의해 수행되고,
i) 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공하는 단계(S1);
ii) 제공된 제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하는 단계(S2);
iii) 제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정하는 단계(S3)이며, 여기서 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함하는 것인 단계;
iv) 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법(equation-based solution method)에 대한 시작점들을 선택하는 단계(S4)이며, 여기서 시작점들은,
- i) 제1 파라미터 세트;
- ii) 제2 파라미터 세트; 및
- iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터
로부터 적어도 부분적으로 선택되는 것인 단계;
v) 선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하는 단계(S5)
를 포함하는 방법.
A method of determining unit operations of a chemical plant, the method being performed by a computer or a distributed computer system,
i) providing a first set of parameters for unit operations (S1);
ii) providing a second parameter set for unit operations based on the provided first parameter set and data retrieved from the database (S2);
iii) determining a digital model of the chemical plant based on the first parameter set and the second parameter set (S3), wherein the digital model comprises a system of equations defining unit operations of the chemical plant;
iv) selecting the starting points for the equation-based solution method of the system of equations (S4), where the starting points are,
-i) a first set of parameters;
-ii) a second parameter set; And
-iii) data retrieved from the database
At least partially selected from;
v) determining result settings for the unit operations of the chemical plant using the equation-based solution method for the system of equations initialized by the selected starting points (S5).
How to include.
제1항에 있어서, 제1 파라미터 세트, 및 적어도 부분적으로 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대해 결정된 결과 설정들을 데이터베이스에 저장하는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising storing the first parameter set and result settings determined at least in part for unit operations of the chemical plant in a database. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하는 단계(S4)가 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택하는 단계를 포함하는 것인 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the step of selecting the starting points for the equation-based solution method of the system of equations (S4) comprises at least partially starting points of the previously performed equation-based solution method of the system of equations stored in the database. The method comprising the step of selecting. 제3항에 있어서, 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택하는 단계가, 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 결정되고 저장된 결과 설정들을 결정을 위한 현재의 방법의 원하는 결과 설정들과 비교하는 단계를 포함하고, 여기서 임의로 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 원하는 설정들을 포함하는 것인 방법.The method of claim 3, wherein the step of at least partially selecting the starting points of the previously performed equation-based solution method of the system of equations stored in the database comprises determining the determined and stored result settings of the previously performed equation-based solution method. And comparing the desired result settings of the current method for, wherein optionally the first parameter set for unit operations comprises the desired settings. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하는 단계(S4)가, 메타데이터 서치를 통해 다수의 시작 프로파일들 중 하나의 시작 프로파일을 선택하는 것을 포함하는 것인 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the step of selecting the starting points for the equation-based solution method of the system of equations (S4) comprises: a starting profile of one of a plurality of starting profiles through a metadata search. The method comprising selecting. 제5항에 있어서, 다수의 시작 프로파일들 중 하나의 시작 프로파일을 선택하는 것이, 시작점들과 연관된 메타데이터에 가장 가까운 입력 파라미터들에 기초하여 결정되는 것인 방법.6. The method of claim 5, wherein selecting one of the plurality of starting profiles is determined based on input parameters closest to metadata associated with the starting points. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트가 클라이언트 디바이스에 의해 제공되고/거나; 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트가 결정 서버에 의해 제공되고/거나; 데이터가 데이터베이스 서버에 의해 제공되는 것인 방법.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein a first set of parameters for unit operations is provided by the client device and/or; A second set of parameters for unit operations is provided by the decision server and/or; The method in which the data is provided by a database server. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트가 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함하고/거나;
유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트가 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함하고/거나;
데이터가 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함하는 것인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 7,
And/or the first parameter set for unit operations includes at least one relative parameter;
And/or the second parameter set for unit operations includes at least one relative parameter;
The method wherein the data comprises at least one relative parameter.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하는 단계(S2)가,
i) 제1 파라미터 세트에 의해 지정되지 않은 적어도 하나의 파라미터를 제공하는 단계, 및/또는
ii) 제1 파라미터 세트에 보완 파라미터인 적어도 하나의 파라미터를 제공하는 단계
를 포함하는 것인 방법.
The method according to any one of claims 1 to 8,
Providing a second parameter set for unit operations based on the first parameter set (S2),
i) providing at least one parameter not specified by the first parameter set, and/or
ii) providing at least one parameter that is a complementary parameter to the first parameter set
The method comprising a.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하는 단계가, 데이터베이스로부터 검색된 데이터에 의해 지정된 화학적 파라미터들 및/또는 물리적 파라미터들 및/또는 물리적 속성들 평형 데이터 운동 데이터 물리적 데이터 지오메트리 데이터 또는 지오메트리 파라미터 모델 파라미터를 사용하여 제1 파라미터 세트와 관련된 비지정 또는 보완 파라미터들을 결정하는 단계를 포함하는 것인 방법.10. The method of any one of claims 1 to 9, wherein providing a second set of parameters for unit operations based on the first set of parameters comprises chemical parameters and/or physical parameters specified by data retrieved from the database. Parameters and/or physical properties balance data motion data physical data geometry data or geometry parameter model parameters to determine non-specified or complementary parameters associated with the first set of parameters. 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 결정하기 위한 시스템(100)이며,
상기 시스템은
클라이언트 디바이스(110)에 통신가능하게 커플링되는 결정 서버(130) 및 데이터베이스를 포함하는 데이터베이스 서버(120)
를 포함하고,
여기서 결정 서버는,
유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트를 제공하고,
제1 파라미터 세트에 기초하고 데이터베이스 서버로부터 검색된 데이터에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하고,
제1 파라미터 세트 및 제2 파라미터 세트에 기초하여 화학 플랜트의 디지털 모델을 결정하고, 여기서 디지털 모델은 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들을 정의하는 연립 방정식을 포함하는 것이고,
연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하고, 여기서 시작점들은,
i) 제1 파라미터 세트;
ii) 제2 파라미터 세트; 및
iii) 데이터베이스로부터 검색된 데이터
로부터 적어도 부분적으로 선택되고,
선택된 시작점들에 의해 초기화된 연립 방정식에 대한 방정식-기반 솔루션 방법을 사용하여 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대한 결과 설정들을 결정하도록
구성되는 것인 시스템(100).
A system 100 for determining unit operations of a chemical plant,
The system is
A database server 120 comprising a database and a decision server 130 communicatively coupled to the client device 110
Including,
Where the decision server is,
Provide a first set of parameters for unit operations,
Providing a second parameter set for unit operations based on the first parameter set and based on data retrieved from the database server,
Determine a digital model of the chemical plant based on the first set of parameters and the second set of parameters, wherein the digital model includes a system of equations defining unit operations of the chemical plant,
Select the starting points for the equation-based solution method of the system of equations, where the starting points are,
i) a first parameter set;
ii) a second parameter set; And
iii) data retrieved from the database
Is at least partially selected from,
To determine outcome settings for unit operations of a chemical plant using an equation-based solution method for a system of equations initialized by selected starting points.
The system 100 that is configured.
제11항에 있어서, 선택된 시작점들 및 화학 플랜트의 유닛 오퍼레이션들에 대해 결정된 결과 설정들을 데이터베이스 서버(120)의 데이터베이스에 저장하도록 추가로 구성되는 시스템(100).12. The system (100) of claim 11, further configured to store selected starting points and result settings determined for unit operations of the chemical plant in a database of the database server (120). 제11항 또는 제12항에 있어서, 결정 서버(130)가, 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택함으로써 연립 방정식의 방정식-기반 솔루션 방법에 대한 시작점들을 선택하도록 추가로 구성되는 것인 시스템(100).The method according to claim 11 or 12, wherein the decision server (130) provides for an equation-based solution method of a system of equations by at least partially selecting the starting points of the previously performed equation-based solution method of the system of equations stored in the database. The system 100 is further configured to select starting points. 제13항에 있어서, 결정 서버(130)가, 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 결정되고 저장된 결과 설정들을 결정을 위한 현재의 방법의 원하는 설정들과 비교함으로써 데이터베이스에 저장된 연립 방정식의 이전에 수행된 방정식-기반 솔루션 방법의 시작점들을 적어도 부분적으로 선택하도록 추가로 구성되고, 여기서 임의로 유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트는 원하는 설정들을 포함하는 것인 시스템(100).The method of claim 13, wherein the decision server (130) prior to the system of equations stored in the database by comparing the determined and stored result settings of the previously performed equation-based solution method with the desired settings of the current method for determination. The system 100 is further configured to at least partially select starting points of the performed equation-based solution method, wherein optionally the first parameter set for the unit operations includes the desired settings. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
결정 서버(130)가,
i) 제1 파라미터 세트에 의해 지정되지 않은 적어도 하나의 파라미터를 제공하고/거나;
ii) 제1 파라미터 세트에 보완 파라미터인 적어도 하나의 파라미터를 제공함으로써,
제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하도록 추가로 구성되는 것인 시스템(100).
The method according to any one of claims 11 to 14,
The decision server 130,
i) providing at least one parameter not specified by the first parameter set;
ii) by providing at least one parameter that is a complementary parameter to the first parameter set,
The system 100 is further configured to provide a second parameter set for unit operations based on the first parameter set.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 결정 서버(130)가, 데이터에 의해 지정된 화학적 파라미터들을 사용하여 제1 파라미터 세트와 관련된 비지정 또는 보완 파라미터들을 결정함으로써 제1 파라미터 세트에 기초하여 유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트를 제공하도록 추가로 구성되는 것인 시스템(100).The method according to any one of claims 11 to 15, wherein the decision server (130) is based on the first set of parameters by determining unspecified or complementary parameters associated with the first set of parameters using the chemical parameters specified by the data. The system 100 is further configured to provide a second set of parameters for unit operations. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
유닛 오퍼레이션들에 대한 제1 파라미터 세트가 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함하고/거나;
유닛 오퍼레이션들에 대한 제2 파라미터 세트가 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함하고/거나;
데이터가 적어도 하나의 상대 파라미터를 포함하는 것인 시스템(100).
The method according to any one of claims 11 to 16,
And/or the first parameter set for unit operations includes at least one relative parameter;
And/or the second parameter set for unit operations includes at least one relative parameter;
The system 100 wherein the data includes at least one relative parameter.
프로세서 상에서 로딩 및 실행될 때, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 판독 가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.A computer program product comprising computer readable instructions that, when loaded and executed on a processor, perform a method according to claim 1. 엄격한 모델 기반 고급 프로세스 제어에서의 제1항 내지 제10항에 따른 방법의 용도.Use of the method according to claims 1 to 10 in strict model-based advanced process control.
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