能源化工行业石油化工工艺过程模拟Word文档格式.docx
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19,PIPE/管线计算（如：
压降、流速等）。
20,DEPRESSOR/减压阀（减压计算）。
21,MULTIVARIABLECONTROLLER/多变量控制器。
22,PLUGFLOWREACTOR/平推流反应器。
23,GIBBSREACTOR/GIBBS反应器。
24,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：
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
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,
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&
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。
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,提供Kij
乙烯塔,SRK、PR,SIMSCI,提供Kij
脱丙烷塔,SRK、PR,SIMSCI,提供Kij
丙烯塔,SRK、PR,SIMSCI,提供Kij
脱丁烷塔,SRK、PR,SIMSCI,
裂解汽油加氢装置,脱碳五塔,SRK、PR,SIMSCI,
脱碳十塔,SRK、PR,SIMSCI,
环氧乙烷装置,吸收塔,NRTL,SIMSCI,
解吸塔,NRTL,SIMSCI,
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,
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,
丁二烯抽提装置,第一萃取精馏塔,NRTL,SIMSCI,提供Kij
第一解吸塔,NRTL,SIMSCI,
第一水洗塔,NRTL,SIMSCI,
第二萃取精馏塔,NRTL,SIMSCI,
第二解吸塔,NRTL,SIMSCI,
第二水洗塔,NRTL,SIMSCI,
脱水塔,SRK,SIMSCI,
精制塔,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,
四、精馏研究室开发的精馏过程工艺包
4.1、炼油装置
4.1.1、燃料型和滑油型原油蒸馏装置全流程和单塔模拟计算工艺包。
常压塔、减压塔进料中的轻组分对于塔顶组分、组成、油品馏分等计算结果有明显影响，尤其对于全流程计算，需要充分利用SPLITTER和MIXER计算模块对物流进行修正。
减压塔的计算建议取常压渣油的D1160蒸馏数据单独计算。
与实际操作过程一样，初馏塔的计算是模拟计算的重点。
目前在国内流行的计算软件，如：
ASPENPLUS、PRO/II、HYSYS/HYSIM等均可以对常减压装置作出比较准确的描述。
PRO/II推荐应用GS和BK10方程。
原油蒸馏计算主要关注以下工艺参数和工艺变量的设置。
工艺参数或工艺变量,备注
初馏塔
热力学,GS或GS+SRK,轻烃含量高时，顶部4层塔板应用SRK
设定值,回流罐温度,塔顶1#理论板温度
初顶油干点,根据生产方案设定，如160℃重整料馏份
煤油馏份初侧油干点,根据煤油干点设定，一般比煤油干点高10℃
进料以上塔板液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
变量,塔顶冷凝器取热量,通过计算得到
初顶油流量,通过计算得到
煤油初侧油流量,通过计算得到
柴油馏份流量,通过计算得到
常压塔
热力学,GS或SRK+GS,轻烃含量高时，顶部4曾塔板应用SRK
常顶油干点,根据生产方案设定，如170℃汽油馏份
一线油蒸馏温度,根据生产方案设定，如D86EP点235℃航煤馏份
二线油蒸馏温度,根据生产方案设定，如D86EP点305℃灯油馏份
三线油蒸馏温度,根据生产方案设定，如D8695%点360℃
四线抽出板上液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
常顶油流量,通过计算得到
一线抽出量,通过计算得到
二线抽出量,通过计算得到
三线抽出量,通过计算得到
四线抽出量,通过计算得到
中段循环,顶循环,按照总取热量的25%左右设置，根据全塔负荷调整
常一中,按照总取热量的30%左右设置，根据全塔负荷调整
常二中,按照总取热量的35%左右设置，根据全塔负荷调整
汽提蒸汽,常一线,根据产品的初馏点要求调整
常二线,根据产品的初馏点要求调整
常三线,根据产品的初馏点要求调整
常底,按照塔底的柴油馏份要求调整
减压塔
热力学,BK10,
设定值,减一线抽出板液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
减二线抽出板液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
减三线抽出板液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
减四线抽出板液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
减五线抽出板液相流量,设定抽出板液相流量为极小值，如0.01kg/h
变量,减一线流量,通过计算得到
减二线流量,通过计算得到
减三线流量,通过计算得到
减四线流量,通过计算得到
减五线流量,通过计算得到
中段循环,减顶循环,按照总取热量的30%左右设置，根据全塔负荷调整
减一中,按照总取热量的35%左右设置，根据全塔负荷调整
减二中,按照总取热量的35%左右设置，根据全塔负荷调整
汽提蒸汽,减一线,根据产品的馏程要求调整
减二线,根据产品的馏程要求调整
减三线,根据产品的馏程要求调整
减四线,根据产品的馏程要求调整
减底,按照塔底温度要求调整
脱丁烷塔
热力学,SRK,
设定值,根据工艺要求设定,一般为塔顶和塔底关键组份含量
变量,根据工艺要求设定,一般为塔顶冷凝取热量和塔底加热量
脱乙烷塔
4.1.2、催化裂化装置分馏和吸收稳定部分全流程和单塔模拟计算工艺包。
分馏塔和解吸塔是模拟计算的重点。
分馏塔的计算直接关系到全塔取热、柴油质量能否满足工艺要求。
建议计算时规定油气进料以上塔板上的过汽化油流量（体积基）为进料流量的3%以下；
对于吸收稳定四塔，解吸塔涉及到碳二、碳三组分的分离，提高解吸塔的分离效率对于干气、液化气质量是最为关键的。
稳定塔的分离则直接关系到稳定汽油的质量是否满足工艺要求。
PRO/II推荐应用BK10计算分馏塔；
应用GS和SRK计算吸收稳定四塔。
分馏－吸收稳定计算主要关注以下工艺参数和工艺变量的设置。
分馏塔和柴油汽提塔
热力学,BK10,轻烃含量高时，顶部4层塔板应用GS
塔顶粗汽油干点,根据生产方案设定，如170℃汽油馏份
柴油馏份油干点或95%点,根据柴油质量要求设定，如：
95%点355℃等
外甩油浆流量,根据回炼比确定
塔底温度,根据工艺要求确定
塔底油浆取热量,通过计算得到
分馏塔柴油馏份抽出流量,通过计算得到
塔顶富气流量,通过计算得到
吸收塔
热力学,GS或SRK+GS,轻烃含量高时，顶部4层塔板应用SRK
中段循环,一中循环返回温度,规定返回温度，如：
40℃
二中循环返回温度,规定返回温度，如：
解吸塔
热力学,GS或GS+SRK,
设定值,塔顶温度,根据塔底C2含量要求设定，如：
75℃
塔底C2含量,于塔顶温度设定取之一
变量,塔底再沸器热量,通过计算得到
稳定塔
热力学,GS+SRK,
设定值,塔底C4含量,根据工艺要求设定，如：
1%
塔顶C5和C2含量,根据工艺要求设定C5含量，如：
0.3%
再吸收塔
热力学,GS,
设定值,根据工艺要求设定,一般根据干气中C3含量
变量,根据工艺要求设定,调整吸收柴油用量
4.1.3、延迟焦化装置主分馏塔模拟计算工艺包。
分馏塔是模拟计算的重点。
计算结果直接关系到全塔取热、柴油质量能否满足工艺要求。
规定塔顶MIXER冷凝器的液相抽出量和馏程要求。
建议分馏塔（含柴油汽提塔）应用PRO/II计算。
PRO/II推荐应用BK10计算分馏塔（含柴油汽提塔）。
分馏塔计算主要涉及到以下工艺参数和工艺变量的设置。
柴油馏份干点或95%点,根据柴油质量要求设定，如：
蜡油馏份质量指标,根据蜡油质量要求设定
柴油馏份抽出流量,通过计算得到
蜡油馏份抽出流量,通过计算得到
4.1.4、催化重整装置芳烃抽提（环丁砜为溶剂）模拟计算工艺包。
汽提塔和溶剂回收塔是模拟计算的重点。
其中需要提供各组分与溶剂的二元交互作用参数，并规定回收塔塔底溶剂的含水量。
推荐应用已经获得相对准确二元交互作用参数的PRO/II计算芳烃抽提过程。
对于脱轻塔和脱重塔，推荐应用SRK和GS方程；
对于抽提塔、非芳水洗塔、汽提塔、溶剂回收塔推荐应用NRTL方程和ALCOHOL数据包。
建议应用FLASH模块计算汽提塔顶的水分离问题。
溶剂回收塔塔底水含量推荐为0.5-0.7%。
芳烃抽提主要计算涉及到以下工艺参数和工艺变量的设置。
抽提塔
热力学,NRTL,提供各组份对环丁砜的二元交互作用参数
汽提塔
设定值,塔顶馏出量,根据塔底非芳烃含量要求设定馏出重量流量
溶剂再生塔
设定值,塔底水含量,
回流比或塔底芳烃含量,两者取其一
变量,塔底再沸器加热量,通过计算得到
塔顶冷凝器取热量,通过计算得到
水汽提塔
设定值,塔顶馏出量,
4.1.5、加氢裂化装置分馏部分模拟计算工艺包。
应用PRO/II计算分馏塔（含柴油汽提塔）时推荐应用BK10方程。
应用PRO/II计算其他塔（脱乙烷塔、脱丁烷塔等）时推荐应用SRK或GS方程。
4.1.6、加氢精制装置分馏部分模拟计算工艺包。
脱硫化氢塔和分馏塔是模拟计算的重点。
HYSYS/HYSIM、ASPENPLUS、PRO/II均能够比较准确地计算脱硫化氢塔和分馏塔。
其中分馏塔计算收敛的关键是规定塔顶汽油的馏程。
应用PRO/II计算分馏塔时推荐应用BK10和GS方程。
应用PRO/II计算脱硫化氢塔时推荐应用GS方程。
工艺计算主要关注以下工艺参数和工艺变量的设置。
加氢反应器
热力学,SRK、GS,
设定值,反应器进料温度,根据加工原料和生产目的确定
杂质转化率,根据生产要求确定
热力学,GS或SRK+GS,轻烃含量高时，进料以上塔板应用SRK
设定值,塔顶回流温度,如：
塔顶汽油馏份干点等,例如：
D8695%点170℃
塔底柴油初馏点等,例如：
D861%点175℃
汽油馏份馏出量,通过计算得到
分馏塔
D8695%点170℃，与汽提塔结合确定
4.1.7、炼厂干气、液化气脱硫装置模拟计算工艺包。
HYSIM/HYSYS（含胺包）和PRO/II均可以得到比较满意的结果。
计算的重点是溶剂再生塔。
对于干气和液化气脱硫过程，贫溶剂（再生后的溶剂）中的硫含量对脱硫效果的影响是第一位的。
全流程计算收敛的关键是在计算流程中加入计算器模块，使全流程中的溶剂（包括水组分）达到平衡。
推荐全装置应用AMINE热力学方程
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