热力学方程选择

1 应用 PRO/II 进行塔模拟计算时热力学系统的选择 部分计算模块的讨论 王崇智 石油大学（北京）化学工程研究所（102200） 摘要: 本文 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了应用 PRO/II 进行炼油、石油化工装置模拟过程中塔模拟计算时热力学系统选择的一些经验， 并讨论了塔模拟计算时的一些基本要素和基本技巧。 关键词：PRO/II，塔，模拟，热力学方法，技巧 一、概述 PRO/II 软件是美国 SIMSCI 公司推出的微机版本石油化工工艺流程模拟软件，该软件具备有丰富的物性数据 库和热力学方程供用户描述不同状态下的流体热力学过程，对多种炼油、化工工艺过程具有广泛的适应性。该软 件不仅可以作为新设计炼油、化工工艺装置的工艺流程模拟软件，同时作为装置标定计算、设备核算的软件。 PRO/II 软件在我国的应用十分广泛，其中 DOS 系统的 V3.3、V4.02 版本和 WINDOWS 操作系统的 V4.13 WITH PROVISION V2.0 以上版本是比较常用的。PRO/II 软件是很多炼油、化工等设计院进行工艺设计的首选工艺模拟 软件之一，同时也是炼油、化工等生产单位进行装置标定计算、设备核算的首选工艺模拟软件之一。 在实际工作中，有很多时候会遇到解决装置“瓶径”的问题，而塔设备往往是需要进行标定或核算的重要设 备之一，这时应用 PRO/II 软件提供的精馏、吸收、萃取等单元操作过程的严格计算方法进行单塔模拟计算或全 流程模拟计算是非常方便的。 本文通过对 PRO/II 软件提供的热力学方法的初步分析，推荐了 PRO/II 软件在常见石油化工装置塔模拟计算 中的热力学方法。 二、PRO/II 热力学方法的初步分析 PRO/II 软件提供多种用于流体的气液平衡常数、液液平衡常数、焓、熵、密度和其他传递性能参数等热力 学计算方法，由于每种热力学方法有一定的适用范围，在应用 PRO/II 解决具体问题时，选择合适的热力学方法 是能否正确模拟工艺过程的关键。以下分类讨论 PRO/II 提供的主要的热力学方法。 2.1、普遍化方法 普遍化方法主要包括用于烃类物系计算的 SRK 方程、PR 方程、BWRS 方程、GS方程、IGS 方程、BK10 方程等， 各方程的适用范围如下： 热力学方程 适用领域 SRK 气体、炼油过程的烃类物系 SRKKD 炼油过程的烃水物系，尤其高温、高压的气液液过程 SRKM 烃/醇等极性/非极性物系 SRKH 酮/水等极性和高压物系 PR 气体、炼油过程的烃类物系 PRM 烃/醇等极性/非极性物系的气液液过程 PRH 酮/水等极性和高压物系 BWRS 气体、炼油过程的烃类物系 2 GS 常压以上的炼油物系 IGS 炼油体系的气液液过程 BK10 原油常压、减压蒸馏过程 2.2、液相活度系数方法 液相活度系数方法主要包括用化工、石油化工物系气液、液液、气液液平衡及相关物性参数计算的 NRTL （Non-Random Two Liquid）方程、UNIQUAC 方程、WILSON 方程、UNIFAC 方程、VANLAAR 方程、FLORY 方程、 MARGULES 方程等，各方程的适用范围如下： 热力学方程 适用领域 NRTL 有液相活度系数可以利用的化工、石油化工极性物系 UNIQUAC 没有提供气液、液液平衡数据的化工、石油化工极性物系 WILSON 极性物系的气液过程 UNIFAC 任何已知组分结构的物系 VANLAAR 化工、石油化工极性物系的气液、液液过程 FLORY 化工、石油化工极性物系的气液、液液过程 MARGULES 化工、石油化工极性物系的气液、液液过程 2.3、专用数据包方法 PRO/II 专用数据包用于计算指定物系的气液、液液平衡及相关物性参数，主要包括 GLYCOL 数据包、SOUR WATER 数据包、ALCOHOL 数据包、AMINE 数据包等，各专用数据包的适用范围如下： 专用数据包 适用领域 GLYCOL 含有水、乙二醇、三甘醇和气体组分物系的脱水过程。 温度 26—204℃；压力≤13.6MPa SOUR WATER 含有 H2S、NH3、CO2、H2O 物系的计算。温度 20—150℃；压力≤0.345MPa （原始关联式）；压力≤19.3MPa（修正 Van Der Waals 方程计算气相逸度） ALCOHOL 含有醇、H2O 和其他极性物系气液、液液、气液液过程。 温度 50—110℃；压力≤10.2MPa AMINE 含有 MEA、DEA、DGA、DIPA、MDEA 物系的相关计算 三、PRO/II 在石油化工装置塔模拟中的热力学方法 石油化工装置种类繁多，以下将分类介绍 PRO/II 软件在部分装置塔模拟计算推荐采用的平衡常数的热力学 计算方法和相应的数据包。 3.1、炼油装置 常见炼油装置塔模拟计算推荐采用的平衡常数的热力学计算方法和相应的数据包如下。 装置名称 塔名称 热力学方法 数据包 备注 常减压装置 初馏塔 GS SIMSCI 常压塔 GS SIMSCI 常压汽提塔 GS SIMSCI 减压塔 BK10 SIMSCI 催化裂化装置 分馏塔 BK10 SIMSCI 3 柴油汽提塔 BK10 SIMSCI 吸收塔 SRK、PR SIMSCI 解吸塔 SRK、PR SIMSCI 再吸收塔 SRK、PR SIMSCI 稳定塔 SRK、PR SIMSCI 催化重整装置 脱轻塔 SRK、PR SIMSCI 脱重塔 SRK、PR SIMSCI 抽提塔 NRTL ALCOHOL 非芳水洗塔 NRTL ALCOHOL 汽提塔 NRTL ALCOHOL 溶剂回收塔 NRTL ALCOHOL 苯塔 BK10 SIMSCI 甲苯塔 BK10 SIMSCI 二甲苯塔 BK10 SIMSCI 延迟焦化装置 分馏塔 BK10 SIMSCI 柴油吸收塔 BK10、GS SIMSCI 加氢裂化装置 分馏塔 BK10、GS SIMSCI 脱乙烷塔 SRK、PR SIMSCI 脱丁烷塔 BK10、GS SIMSCI 石脑油汽提塔 BK10、GS SIMSCI 加氢装置 汽提塔 SRK SIMSCI 稳定塔 SRK SIMSCI MTBE 装置 催化蒸馏塔 NRTL SIMSCI 催化精馏流程 碳四分离塔 NRTL SIMSCI 两器四塔流程 甲醇萃取塔 NRTL ALCOHOL 甲醇回收塔 NRTL ALCOHOL 酸水汽提装置 酸水汽提塔 SOUR SIMSCI 脱硫装置 干气脱硫塔 AMINE&SRK SIMSCI 液化气脱硫塔 AMINE&SRK SIMSCI 溶剂再生塔 AMINE&SRK 3.2、石油化工装置 常见石油化工装置塔模拟计算推荐采用的平衡常数的热力学计算方法和相应的数据包如下。 装置名称 塔名称 热力学方法 数据包 备注 乙烯装置 油洗塔 SRK、PR SIMSCI 水洗塔 SRK、PR SIMSCI 脱甲烷塔 SRK、PR SIMSCI 脱乙烷塔 SRK、PR SIMSCI 加入 Kij 乙烯塔 SRK、PR SIMSCI 加入 Kij 脱丙烷塔 SRK、PR SIMSCI 加入 Kij 丙烯塔 SRK、PR SIMSCI 加入 Kij 脱丁烷塔 SRK、PR SIMSCI 环氧乙烷装置 吸收塔 NRTL SIMSCI 解吸塔 NRTL SIMSCI 4 回收塔 NRTL SIMSCI 精制塔 NRTL SIMSCI 乙二醇装置 脱水塔 NRTL ALCOHOL 乙二醇塔 NRTL ALCOHOL 二甘醇塔 NRTL ALCOHOL 三甘醇塔 NRTL ALCOHOL 乙苯装置 吸收塔 SRK SIMSCI 稳定塔 SRK SIMSCI 循环苯塔 BK10、SRK SIMSCI 脱甲苯塔 BK10、SRK SIMSCI 乙苯精馏塔 BK10、SRK SIMSCI 多乙苯塔 BK10、SRK SIMSCI 苯乙烯装置 苯-甲苯塔 BK10、SRK SIMSCI 乙苯回收塔 BK10、SRK SIMSCI 苯乙烯精馏塔 BK10、SRK SIMSCI 残液精制塔 BK10、SRK SIMSCI 醋酸乙烯装置 醋酸吸收塔 NRTL、SRKM SIMSCI 洗涤塔 NRTL、SRKM SIMSCI 二氧化碳吸收塔 NRTL、SRKM SIMSCI 二氧化碳再生塔 NRTL、SRKM SIMSCI 初馏塔 NRTL、SRKM SIMSCI 脱水塔 NRTL、SRKM SIMSCI 脱轻塔 NRTL、SRKM SIMSCI 脱重塔 NRTL、SRKM SIMSCI 醋酸装置 醋酸吸收塔 NRTL、SRKM SIMSCI 洗涤塔 NRTL、SRKM SIMSCI 二氧化碳吸收塔 NRTL、SRKM SIMSCI 二氧化碳再生塔 NRTL、SRKM SIMSCI 四、PRO/II 中的重要计算模块 1、RECYCLE 模块的应用 很多装置的模拟需要采用 RECYCLE 进行工艺计算，如：带外部冷回流的分馏过程、萃取蒸馏单元、吸收—解 吸过程、洗涤—再生过程等。 在具有循环物流的计算过程中，正确的确定循环物流的初置、参考物流的温度或流量和循环加速对于模拟计 算是必要的。 2、CALCULATOR 模块的应用 对于有多股物流的工艺过程，PRO/II提供的CALCULATOR模块能够方便的计算各物流的组合工况或物流性质， 灵活运用 CALCULATOR 模块对于完成全流程模拟计算的是一个有效的手段。 3、OPTIMIZER 模块的应用 5 ROCESS SIMULATION COMPARISON on the TWO STAGES EXTRACTION DISTILLATION to SEPERATE cis-BUTADIENE UNIT Wang Chongzhi University （Beijing）Petrochemical Engineering Co. Ltd. （102200） ABSTRACT：In the paper, process of two stages extraction distillation to separate cis-butadiene unit in which acetonitrile is to be used as solvent has been established and simulated by PRO/II and HYSIM software. the results of PRO/II and HYSIM calculation comparasion with the actual process show that the simulation calculation results are accuracy. Keywords: Acetonitrile, Extraction distillation, cis-Butadiene, PRO/II，HYSIM， Process simulation