PROII常用热力学方程的选择文档格式.docx

1、Van laar 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：Regular Solution 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，

2、可用于 VLLE 。Truncated Virial 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 L

3、LE 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/EPA SWEQ （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、 NH， H2S、CO，CS2，MeSH,EtSH 及 CO2 的酸水。 SRKM 用于其它 所有组分。比

4、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

5、运输过程应用领域推荐计算方法Reservoir systemsPR-BM, RKS-BMPlatform separationTransportation of oil and gas by pipeline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-SOA VE润滑油装置，溶剂脱沥青装置 PENG-ROB, RK-SOA VE三

6、、气体加工Application Recommended Property MethodsHydrocarbon separations , Demethanizer, C3-splitter PR-BM, RKS-BM, PENG-ROB, RK-SOAVECryogenic gas processing , Air separation PR-BM, RKS-BM, PENG-ROB, RK-SOA VEGas dehydration with glycols PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLARAcid gas absorption w

7、ithMethanol （RECTISOL）NMP （PURISOL） PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLARWaterAmmoniaAminesAmines + methanol （AMISOL）CausticLimeHot carbonate ELECNRTLClaus process PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR四、石油化工过程Application Recommended Property Methods Ethylene plantPrimary fractionator C

8、HAO-SEA, GRAYSONLight hydrocarbonsSeparation trainQuench tower PENG-ROB, RK-SOA VEAromaticsBTX extraction WILSON, NRTL, UNIQUAC and their ariancesSubstituted hydrocarbonsVCM plantAcrylonitrile plan PENG-ROB, RK-SOA VEEther productionMTBE, ETBE, TAME WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variancesEthylbenz

9、ene and styrene plants PENG-ROB, RK-SOA VE orWILSON, NRTL, UNIQUAC and their variancesTerephthalic acid WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances（with dimerization in acetic acid section）五、 化工过程Azeotropic separationsAlcohol separation WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variancesCarboxylic acidsAcetic a

10、cid plant WILS-HOC, NRTL-HOC, UNIQ-HOCPhenol plant WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variancesLiquid phase reactionsAmmonia plantPENG-ROB, RK-SOA VEFluorochemicalsWILS-HFEsterificationInorganic ChemicalsAcidsPhosphoric acidSulphuric acidNitric acidHydrochloric acidELECNRTLHydrofluoric acidENRTL-HF六、 煤

11、加工ApplicationRecommended Property MethodsSize reduction crushing, grinding SOLIDSSeparation and cleaning sieving,cyclones, precipitation, washing SOLIDSCombustion PR-BM, RKS-BM （combustion databank）NMP （PURISOL）PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLARHot carbonate七、发电过程CombustionCoalOil PR-BM, R

12、KS-BM （combustion databank）Steam cyclesCompressorsTurbinesSTEAMNBS, STEAM-TA八、合成燃料Synthesis gasCoal gasificationCoal liquefactionPR-BM, RKS-BM, BWR-LS九、环境Solvent recovery（Substituted） hydrocarbon stripping WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variancesAcid gas stripping fromAcid gas stripping from:Stripp

13、ingNeutralization十、水和蒸汽STEAMNBS, STEAM.TASteam systemsCoolant一、采矿和冶金Mechanical processing:CrushingGrindingSievingWashing SOLIDSHydrometallurgyMineral leaching ELECNRTLPyrometallurgySmelterConverterSOLIDS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

14、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 V4.1

15、3 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、 P

16、RO/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SRK

17、M烃 /醇等极性 /非极性物系SRKH酮/水等极性和高压物系PRPRM烃 / 醇等极性 /非极性物系的气液液过程PRHBWRSGS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

18、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FLORYMARGULES2.3、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 13.6MPaSOUR WATER含有 H2S、NH3 、

19、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 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。 温度 50 110；压力 10.2MPaAMINE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

20、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 、 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