PROII与石油化工工艺过程模拟计算

FLASH/FLASH/闪蒸DISTILLATION/精馏SIDECOLUMN/侧线汽提MIXER/混合器SPLITTER/分流器SIMPLEHX/简单换热器RIGOROUSHX/严格换热器COMPRESSOR/压缩机EXPANDOR/膨胀机PUMP/泵VALVE/阀CONTROLLER/控制器OPTIMIZER/优化器CALCULATOR/计算器STREAMCALCULATOR/物流计算器CON.REACTOR/转化反应器PRO/II与石油化工工艺过程模拟计算PRO/II与石油化工工艺过程模拟计算一、PRO/II简介1.1、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。1.2、主要计算模块或计算单元简介主要功能序号 模块名称主要功能一、常用模块进料计算、气液分离、多相分离计算。精馏、吸收、萃取等分离过程的严格法计算。用于复杂塔的侧线汽提塔计算。用于物流混合过程计算，拟混合的物流数不限。物流分流计算。无结构参数限制的换热器计算。含结构校核的换热器计算。气体提高压力计算。气体膨胀制冷计算。液体输送计算。减压或液体节流计算。控制工艺参数值计算，如：进料温度等。优化工艺参数，如进料位置等。物流、工艺参数的分布和分配计算。物流中组份分布和分配计算。按照计量系数完成反应的摩尔数变化量计算。二、其它模块EQU.REACTOR/平衡反应器，按照平衡常数、反应热等完成反应计算。FLASHWITHSOLID/含固体闪蒸计算单元。PIPE/管线计算（如：压降、流速等）。DEPRESSOR/减压阀（减压计算）。MULTIVARIABLECONTROLLER/多变量控制器。PLUGFLOWREACTOR/平推流反应器。GIBBSREACTOR/GIBBS反应器。序号模块名称主要功能POLYMERREACTOR/聚合物反应器。二、PRO/II热力学方法的初步分析PRO/II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 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、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 适用领域含有水、乙二醇、三甘醇和气体组分物系的脱水过程。GLYCOL 温度26—204°C；压力W13.6MPa含有H2S、NH3、CO2、H2O物系的计算。温度20—150C；压力W0.345MPaSOURWATER （原始关联式）；压力W19.3MPa（修正VanDerWaals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°C；压力W10.2MPaAMINE 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采用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GSSIMSCI常压塔GSSIMSCI常压汽提塔GSSIMSCI减压塔BK10SIMSCI催化裂化装置分馏塔BK10SIMSCI柴油汽提塔BK10SIMSCI吸收塔SRK、GSSIMSCI解吸塔SRK、GSSIMSCI再吸收塔SRK、GSSIMSCI稳定塔SRK/GSSIMSCI催化重整装置脱轻塔SRK、PRSIMSCI脱重塔SRK、PRSIMSCI芳烃抽提装置抽提塔NRTLALCOHOL仅限环丁砜为溶剂非芳水洗塔NRTLALCOHOL提供Kij汽提塔NRTLALCOHOL提供Kij溶剂回收塔NRTLALCOHOL提供Kij水汽提塔NRTLALCOHOL提供Kij溶剂再生塔NRTLALCOHOL提供Kij芳烃分离苯塔BK10SIMSCI甲苯塔BK10SIMSCI二甲苯塔BK10SIMSCI延迟焦化装置分馏塔BK10SIMSCI柴油吸收塔BK10、GSSIMSCI吸收塔SRK、GSSIMSCI解吸塔SRK、GSSIMSCI再吸收塔SRK、GSSIMSCI稳定塔SRK/GSSIMSCI加氢裂化装置分馏塔BK10、GSSIMSCI脱乙烷塔SRK、PRSIMSCI脱丁烷塔BK10、GSSIMSCI石脑油汽提塔BK10、GSSIMSCI加氢装置汽提塔SRKSIMSCI稳定塔SRKSIMSCIMTBE装置催化蒸馏塔NRTLSIMSCI催化精馏流程碳四分离塔NRTLSI