PROII常用热力学方程的选择文档格式.docx
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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方程：
RegularSolution方程：
用于VLE及VLLE体系，支持自由水。
Flory-Huggins方程：
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。
液体活度方法必须与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包具有更广的使用围。
氨方程，预测VLE及LLE体系。
不支持自由水。
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
特霍夫溶解度，使用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力。
通过选择Diffusivity可以计算液体扩散率
、轻烃储存和运输过程
应用领域
推荐计算方法
Reservoirsystems
PR-BM,RKS-BM
Platformseparation
Transportationofoilandgasbypipeline
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-SOAVE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
HotcarbonateELECNRTL
ClausprocessPRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,SR-POLAR
四、石油化工过程
ApplicationRecommendedPropertyMethodsEthyleneplant
PrimaryfractionatorCHAO-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
Ammoniaplant
PENG-ROB,RK-SOAVE
Fluorochemicals
WILS-HF
Esterification
InorganicChemicals
Acids
Phosphoricacid
Sulphuricacid
Nitricacid
Hydrochloricacid
ELECNRTL
Hydrofluoricacid
ENRTL-HF
六、煤加工
Application
RecommendedPropertyMethods
Sizereductioncrushing,grindingSOLIDS
Separationandcleaningsieving,
cyclones,precipitation,washingSOLIDS
CombustionPR-BM,RKS-BM（combustiondatabank）
NMP（PURISOL）
PRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,SR-POLAR
Hotcarbonate
七、发电过程
Combustion
Coal
OilPR-BM,RKS-BM（combustiondatabank）
Steamcycles
Compressors
Turbines
STEAMNBS,STEAM-TA
八、合成燃料
Synthesisgas
Coalgasification
Coalliquefaction
PR-BM,RKS-BM,BWR-LS
九、环境
Solventrecovery
（Substituted）hydrocarbonstrippingWILSON,NRTL,UNIQUACandtheirvariances
Acidgasstrippingfrom
Acidgasstrippingfrom:
Stripping
Neutralization
十、水和蒸汽
STEAMNBS,STEAM.TA
Steamsystems
Coolant
一、采矿和冶金
Mechanicalprocessing:
Crushing
Grinding
Sieving
WashingSOLIDS
Hydrometallurgy
MineralleachingELECNRTL
Pyrometallurgy
Smelter
Converter
SOLIDS
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（）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
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，各方程的适用围如下：
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
MARGULES
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围如下：
专用数据包
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
SOURWATER
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℃；
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
流程
常减压装置
初馏塔
SIMSCI
常压塔
常压汽提塔
减压塔
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
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
碳四分离塔
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
溶剂再生塔
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。
数据包备注
乙烯装置
油洗塔
SRK、
水洗塔
脱甲烷塔
加入Kij
乙烯塔
脱丙烷塔
丙烯塔
环氧乙烷装置
回收塔
精制塔
乙二醇装置
脱水塔
乙二醇塔
二甘醇塔
三甘醇塔
乙苯装置
循环苯塔BK10、SRKSIMSCI
脱甲苯塔BK10、SRKSIMSCI
乙苯精馏塔BK10、SRKSIMSCI
多乙苯塔BK10、SRKSIMSCI
苯乙烯装置
苯-甲苯塔BK10、SRKSIMSCI
乙苯回收塔BK10、SRKSIMSCI
苯乙烯精馏塔BK10、SRKSIMSCI
残液精
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