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PROII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
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 V4.13 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。

1.2、主要计算模块或计算单元简介
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 模块名称 FLASH/闪蒸 DISTILLATION/精馏 SIDE COLUMN/侧线汽提 MIXER/混合器 SPLITTER/分流器 SIMPLE HX/简单换热器 RIGOROUS HX/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 STREAM CALCULATOR/物流计算器 CON. REACTOR/转化反应器 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。 FLASH WITH SOLID/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)。 MULTIVARIABLE CONTROLLER/多变量控制器。 PLUG FLOW REACTOR/平推流反应器。 GIBBS REACTOR/GIBBS 反应器。

序号 模块名称 24 POLYMER REACTOR/聚合物反应器。

主要功能

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-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 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℃;压力≤13.6MPa 含有 H2S、NH3、CO2、H2O 物系的计算。温度 20—150℃;压力≤0.345MPa SOUR WATER (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。

AMINE

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 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 柴油汽提塔 BK10 SIMSCI 吸收塔 SRK、GS SIMSCI 解吸塔 SRK、GS SIMSCI 再吸收塔 SRK、GS SIMSCI 稳定塔 SRK/GS SIMSCI 催化重整装置 脱轻塔 SRK、PR SIMSCI 脱重塔 SRK、PR SIMSCI 芳烃抽提装置 抽提塔 NRTL ALCOHOL 仅限环丁砜为溶剂 非芳水洗塔 NRTL ALCOHOL 提供 Kij 汽提塔 NRTL ALCOHOL 提供 Kij 溶剂回收塔 NRTL ALCOHOL 提供 Kij 水汽提塔 NRTL ALCOHOL 提供 Kij 溶剂再生塔 NRTL ALCOHOL 提供 Kij 芳烃分离 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 吸收塔 SRK、GS SIMSCI 解吸塔 SRK、GS SIMSCI 再吸收塔 SRK、GS SIMSCI 稳定塔 SRK/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

装置名称

酸水汽提装置 脱硫装置

塔名称 甲醇萃取塔 甲醇回收塔 酸水汽提塔 干气脱硫塔 液化气脱硫塔 溶剂再生塔

热力学方法 NRTL NRTL SOUR AMINE&SRK AMINE&SRK AMINE&SRK

数据包 ALCOHOL ALCOHOL SIMSCI SIMSCI SIMSCI

备注


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