PROII常用热力学方程的选择Word下载.docx

PROII常用热力学方程的选择Word下载.docx

《PROII常用热力学方程的选择Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PROII常用热力学方程的选择Word下载.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

通常用于高度非理想体系，特别是不混合体系。

用于计算K值。

Unifac

液体活度方程：

Unifac基团贡献法通常用于低压、非理想体系。

通常限制组分少于１０，或较少的基团，且系统含有低分子量的聚合物。

计算K值。

修正的Unifac液体活度方程：

Wilson方程：

用于VLE体系，不支持自由水。

适用于轻度非理想体系。

计算

K值。

Vanlaar方程：

用于VLE及VLLE

体系，不支持自由水。

通常用于轻度非理想体系。

Margules

用于VLE

及VLLE

RegularSolution方程：

用于VLE及VLLE体系，支持自由水。

Flory-Huggins方程：

用于VLE及VLLE体系，不支持自由水。

当体系混合物的尺寸相差较大时，例如聚合物溶

液，较适用。

用于非压缩组分的亨利定律：

亨利定律用于预测气体溶解度，特别是利用液体活度方法来模拟超临界组分。

特别适用于环

境条件下的微量烃溶于水中。

不适用于自由水。

HOCV方程：

预测气体逸度，蒸汽焓、熵及密度。

特别适用于气相中有二聚物，例如羧酸体系。

液体活度

方法必须与HOCV一起使用。

不适用于自由水，可用于VLLE。

TruncatedVirial气相逸度：

用于预测蒸汽逸度。

特别适用于气相中有二聚物，例如羧酸体系。

液体活度方法必须与HOCV

一起使用。

Idimer气相逸度：

预测气体逸度，气相焓、熵及密度。

方法必须与IDIMER一起使用。

RK，Gamma混合热，用于校正理想焓数据。

必须与液体活度系数方法共用。

不适用于自由水与VLLE。

特殊包：

乙醇，用于预测VLE及LLE体系。

用于处理包含醇，水及其它极性物系。

通常用于含醇的体系，特别是酒精厂脱水的共沸精馏。

计算K值。

不支持自由水，支持VLLE。

乙二醇，用于预测VLE及LLE体系。

不支持自由水。

利用特殊的SKRM双作用数据及a

参数来计算售乙二醇、水及其它组分的体系。

该方程常用于三乙二醇，或二乙二醇及乙二醇。

特别适用于TEG脱水工厂。

酸水方程，用于预测VLE及LLE体系。

利用API/EPASWEQ（酸水平衡）

方法来模拟酸水组分NH3，H2S，CO2及水。

通常用于酸组分低于30%（重量比）的酸水。

GPA

酸水，用于预测

VLE

及

LLE

体系。

不支持自由水，它利用气体处理相关的

GPSWAT

方法模拟含有水、NH３，H2S、CO，CS2，MeSH,EtSH及CO2的酸水。

SRKM用于其它

所有组分。

比Sour包具有更广的使用范围。

氨方程，预测VLE及LLE体系。

使用K-E方法模拟MEA、DEA及DIPA的反应平衡，及MDEA与DGA的

停留时间的校正。

通过对理想液体焾的校正来计算反应热。

氨方程主要用于单氨体系的气体

加湿处理。

用户自定义

用户自定义程序可以计算平衡K值，且产生气液焓值、气液熵及密度值。

固体溶解方法

范特霍夫溶解度，使用范特霍夫理想溶解方程，计算接近理想非电解体系的固液平衡K值。

输送及特殊性质

输送性质，用于提供输送性质，包括气液粘度，导热率以及液体表面张力。

通过选择Diffusivity可以计算液体扩散率

一、轻烃储存和运输过程

应用领域

推荐计算方法

Reservoirsystems

Platformseparation

Transportationofoilandgasbypipeline

PR-BM,RKS-BM

二、炼油过程

低压领域

（几个大气压

）

减压塔

原油常压塔

BK10,CHAO-SEA,GRAYSON

中压领域

（几十个大气压

焦化主分馏塔

催化主分馏塔

CHAO-SEA,GRAYSON,PENG-ROB,RK-SOA

VE

富氢领域

重整，加氢裂化

GRAYSON,PENG-ROB,RK-SOAVE

润滑油装置，溶剂脱沥青装置

PENG-ROB,RK-SOAVE

三、气体加工

ApplicationRecommendedPropertyMethods

Hydrocarbonseparations,Demethanizer,C3-splitterPR-BM,RKS-BM,PENG-ROB,

RK-SOAVE

Cryogenicgasprocessing,AirseparationPR-BM,RKS-BM,PENG-ROB,RK-SOAVE

GasdehydrationwithglycolsPRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,

SR-POLAR

Acidgasabsorptionwith

Methanol（RECTISOL）

NMP（PURISOL）PRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,SR-POLAR

Water

Ammonia

Amines

Amines+methanol（AMISOL）

Caustic

Lime

Hotcarbonate

Clausprocess

ELECNRTL

PRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,SR-POLAR

四、石油化工过程

Application

RecommendedPropertyMethods

Ethyleneplant

Primaryfractionator

CHAO-SEA,GRAYSON

Lighthydrocarbons

Separationtrain

QuenchtowerPENG-ROB,RK-SOAVE

Aromatics

BTXextractionWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirariances

Substitutedhydrocarbons

VCMplant

AcrylonitrileplanPENG-ROB,RK-SOAVE

Etherproduction

MTBE,ETBE,TAMEWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

EthylbenzeneandstyreneplantsPENG-ROB,RK-SOAVEor

WILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

TerephthalicacidWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

（withdimerizationinaceticacidsection）

五、化工过程

Azeotropicseparations

AlcoholseparationWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

Carboxylicacids

AceticacidplantWILS-HOC,NRTL-HOC,UNIQ-HOC

PhenolplantWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

Liquidphasereactions

EsterificationWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

AmmoniaplantPENG-ROB,RK-SOAVE

FluorochemicalsWILS-HF

InorganicChemicals

Acids

Phosphoricacid

Sulphuricacid

Nitricacid

HydrochloricacidELECNRTL

HydrofluoricacidENRTL-HF

六、煤加工

Sizereductioncrushing,grindingSOLIDS

Separationandcleaningsieving,

cyclones,precipitation,washingSOLIDS

CombustionPR-BM,RKS-BM（combustiondatabank）

HotcarbonateELECNRTL

七、发电过程

Combustion

Coal

OilPR-BM,RKS-BM（combustiondatabank）

Steamcycles

Compressors

Turbines

STEAMNBS,STEAM-TA

八、合成燃料

ApplicationSynthesisgasCoalgasificationCoalliquefaction

PR-BM,RKS-BM,BWR-LS

九、环境

SolventrecoveryWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

（Substituted）hydrocarbonstrippingWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances

Acidgasstrippingfrom

NMP（PURISOL）

Acidgasstrippingfrom:

Stripping

NeutralizationELECNRTL

十、水和蒸汽

Steamsystems

CoolantSTEAMNBS,STEAM.TA

十一、采矿和冶金

Mechanicalprocessing:

Crushing

Grinding

Sieving

WashingSOLIDS

Hydrometallurgy

MineralleachingELECNRTL

Pyrometallurgy

Smelter

ConverterSOLIDS

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V4.13WITHPROVISIONV2.0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。

PRO/II解决

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

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

PRM

烃/醇等极性/非极性物系的气液液过程

PRH

BWRS

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-RandomTwoLiquid）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

VANLAAR

FLORY

MARGULES

任何已知组分结构的物系

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、SOURWATER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

GLYCOL

SOURWATER

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

含有H2S、NH3、CO2、H2O物系的计算。

温度

20—150℃；

压力≤

0.345MPa

（原始关联式）；

19.3MPa（修正

VanDerWaals方程计算气

相逸度）

ALCOHOL

AMINE

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

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

SIMSCI

常压塔

常压汽提塔

催化裂化装置

分馏塔

柴油汽提塔

吸收塔

SRK、PR

解吸塔

再吸收塔

稳定塔

催化重整装置

脱轻塔

脱重塔

抽提塔

NRTL

非芳水洗塔

汽提塔

溶剂回收塔

苯塔

甲苯塔

二甲苯塔

延迟焦化装置

柴油吸收塔

BK10、GS

加氢裂化装置

脱乙烷塔

脱丁烷塔

石脑油汽提塔

加氢装置

MTBE装置

催化蒸馏塔

催化精馏

流程

碳四分离塔NRTLSIMSCI两器四塔

甲醇萃取塔

甲醇回收塔

酸水汽提装置

酸水汽提塔

SOUR

脱硫装置

干气脱硫塔

AMINE&

液化气脱硫塔