PROII與石油化工工藝過程模擬計(jì)算

1、pro/ii與石油化工工藝過程模擬計(jì)算一、pro/ii簡(jiǎn)介1.1、概述pro/ii軟件是美國(guó)simsci公司推出的微機(jī)版本石油化工工藝流程模擬軟件，該軟件具備有豐富的物性數(shù)據(jù)庫(kù)和熱力學(xué)方程供用戶描述不同狀態(tài)下的流體熱力學(xué)過程，對(duì)多種煉油、化工工藝過程具有廣泛的適應(yīng)性。該軟件不僅可以作為新設(shè)計(jì)煉油、化工工藝裝置的工藝流程模擬軟件，同時(shí)作為裝置標(biāo)定計(jì)算、設(shè)備核算的軟件。pro/ii軟件在我國(guó)的應(yīng)用十分廣泛，其中dos系統(tǒng)的v3.3、v4.02版本和windows操作系統(tǒng)的v4.13 with provision v2.0以上版本是比較常用的。pro/ii軟件是很多煉油、化工等設(shè)計(jì)院進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的首

2、選工藝模擬軟件之一，同時(shí)也是煉油、化工等生產(chǎn)單位進(jìn)行裝置標(biāo)定計(jì)算、設(shè)備核算的首選工藝模擬軟件之一。在實(shí)際工作中，有很多時(shí)候會(huì)遇到解決裝置“瓶徑”的問題，而塔設(shè)備往往是需要進(jìn)行標(biāo)定或核算的重要設(shè)備之一，這時(shí)應(yīng)用pro/ii軟件提供的精餾、吸收、萃取等單元操作過程的嚴(yán)格計(jì)算方法進(jìn)行單塔模擬計(jì)算或全流程模擬計(jì)算是非常方便的。1.2、主要計(jì)算模塊或計(jì)算單元簡(jiǎn)介序號(hào)模塊名稱主要功能一、常用模塊1flash/閃蒸進(jìn)料計(jì)算、氣液分離、多相分離計(jì)算。2distillation/精餾精餾、吸收、萃取等分離過程的嚴(yán)格法計(jì)算。3side column/側(cè)線汽提用于復(fù)雜塔的側(cè)線汽提塔計(jì)算。4mixer/混合器用于物流

3、混合過程計(jì)算，擬混合的物流數(shù)不限。5splitter/分流器物流分流計(jì)算。6simple hx/簡(jiǎn)單換熱器無結(jié)構(gòu)參數(shù)限制的換熱器計(jì)算。7rigorous hx/嚴(yán)格換熱器含結(jié)構(gòu)校核的換熱器計(jì)算。8compressor/壓縮機(jī)氣體提高壓力計(jì)算。9expandor/膨脹機(jī)氣體膨脹制冷計(jì)算。10pump/泵液體輸送計(jì)算。11valve/閥減壓或液體節(jié)流計(jì)算。12controller/控制器控制工藝參數(shù)值計(jì)算，如：進(jìn)料溫度等。13optimizer/優(yōu)化器優(yōu)化工藝參數(shù)，如進(jìn)料位置等。14calculator/計(jì)算器物流、工藝參數(shù)的分布和分配計(jì)算。15stream calculator/物流計(jì)算器物流中

4、組份分布和分配計(jì)算。16con. reactor/轉(zhuǎn)化反應(yīng)器按照計(jì)量系數(shù)完成反應(yīng)的摩爾數(shù)變化量計(jì)算。二、其它模塊17equ. reactor/平衡反應(yīng)器，按照平衡常數(shù)、反應(yīng)熱等完成反應(yīng)計(jì)算。18flash with solid/含固體閃蒸計(jì)算單元。19pipe/管線計(jì)算（如：壓降、流速等）。20depressor/減壓閥（減壓計(jì)算）。21multivariable controller/多變量控制器。22plug flow reactor/平推流反應(yīng)器。23gibbs reactor/gibbs 反應(yīng)器。24polymer reactor/聚合物反應(yīng)器。二、pro/ii熱力學(xué)方法的初步分析pr

5、o/ii提供多種用于流體的氣液平衡常數(shù)、液液平衡常數(shù)、焓、熵、密度和其他傳遞性能參數(shù)等熱力學(xué)計(jì)算方法，由于每種熱力學(xué)方法有一定的適用范圍，在應(yīng)用pro/ii解決具體問題時(shí)，選擇合適的熱力學(xué)方法是能否正確模擬工藝過程的關(guān)鍵。以下分類討論pro/ii提供的主要的熱力學(xué)方法。2.1、普遍化方法普遍化方法主要包括用于烴類物系計(jì)算的srk方程、pr方程、bwrs方程、gs方程、igs方程、bk10方程等，各方程的適用范圍如下：熱力學(xué)方程適用領(lǐng)域srk氣體、煉油過程的烴類物系srkkd煉油過程的烴水物系，尤其高溫、高壓的氣液液過程srkm烴/醇等極性/非極性物系srkh酮/水等極性和高壓物系pr氣體、煉油

6、過程的烴類物系prm烴/醇等極性/非極性物系的氣液液過程prh酮/水等極性和高壓物系bwrs氣體、煉油過程的烴類物系gs常壓以上的煉油物系igs煉油體系的氣液液過程bk10原油常壓、減壓蒸餾過程2.2、液相活度系數(shù)方法液相活度系數(shù)方法主要包括用化工、石油化工物系氣液、液液、氣液液平衡及相關(guān)物性參數(shù)計(jì)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，各方程的適用范圍如下：熱力學(xué)方程適用領(lǐng)域nrtl有液相活度系數(shù)可以利用的化工、石油化工極性物系uniquac沒有提供氣液

7、、液液平衡數(shù)據(jù)的化工、石油化工極性物系wilson極性物系的氣液過程unifac任何已知組分結(jié)構(gòu)的物系vanlaar化工、石油化工極性物系的氣液、液液過程flory化工、石油化工極性物系的氣液、液液過程margules化工、石油化工極性物系的氣液、液液過程2.3、專用數(shù)據(jù)包方法pro/ii專用數(shù)據(jù)包用于計(jì)算指定物系的氣液、液液平衡及相關(guān)物性參數(shù)，主要包括glycol數(shù)據(jù)包、sour water數(shù)據(jù)包、alcohol數(shù)據(jù)包、amine數(shù)據(jù)包等，各專用數(shù)據(jù)包的適用范圍如下：專用數(shù)據(jù)包適用領(lǐng)域glycol含有水、乙二醇、三甘醇和氣體組分物系的脫水過程。溫度26204；壓力13.6mpasour wa

8、ter含有h2s、nh3、co2、h2o物系的計(jì)算。溫度20150；壓力0.345mpa（原始關(guān)聯(lián)式）；壓力19.3mpa（修正van der waals方程計(jì)算氣相逸度）alcohol含有醇、h2o和其他極性物系氣液、液液、氣液液過程。溫度50110；壓力10.2mpaamine含有mea、dea、dga、dipa、mdea物系的相關(guān)計(jì)算三、pro/ii在石油化工裝置塔模擬采用的熱力學(xué)方法石油化工裝置種類繁多，以下將分類介紹pro/ii軟件在部分裝置塔模擬計(jì)算推薦采用的平衡常數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算方法和相應(yīng)的數(shù)據(jù)包。3.1、煉油裝置 常見煉油裝置塔模擬計(jì)算推薦采用的平衡常數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算方法和相應(yīng)的數(shù)

9、據(jù)包如下。裝置名稱塔名稱熱力學(xué)方法數(shù)據(jù)包備注常減壓裝置初餾塔gssimsci常壓塔gssimsci常壓汽提塔gssimsci減壓塔bk10simsci催化裂化裝置分餾塔bk10simsci柴油汽提塔bk10simsci吸收塔srk、gssimsci解吸塔srk、gssimsci再吸收塔srk、gssimsci穩(wěn)定塔srk/gssimsci催化重整裝置脫輕塔srk、prsimsci脫重塔srk、prsimsci芳烴抽提裝置抽提塔nrtlalcohol僅限環(huán)丁砜為溶劑非芳水洗塔nrtlalcohol提供kij汽提塔nrtlalcohol提供kij溶劑回收塔nrtlalcohol提供kij水汽提塔n

10、rtlalcohol提供kij溶劑再生塔nrtlalcohol提供kij芳烴分離苯塔bk10simsci甲苯塔bk10simsci二甲苯塔bk10simsci延遲焦化裝置分餾塔bk10simsci柴油吸收塔bk10、gssimsci吸收塔srk、gssimsci解吸塔srk、gssimsci再吸收塔srk、gssimsci穩(wěn)定塔srk/gssimsci加氫裂化裝置分餾塔bk10、gssimsci脫乙烷塔srk、prsimsci脫丁烷塔bk10、gssimsci石腦油汽提塔bk10、gssimsci加氫裝置汽提塔srksimsci穩(wěn)定塔srksimscimtbe裝置催化蒸餾塔nrtlsimsci

11、催化精餾流程碳四分離塔nrtlsimsci兩器四塔流程甲醇萃取塔nrtlalcohol甲醇回收塔nrtlalcohol酸水汽提裝置酸水汽提塔soursimsci脫硫裝置干氣脫硫塔amine&srksimsci液化氣脫硫塔amine&srksimsci溶劑再生塔amine&srk3.2、石油化工裝置 常見石油化工裝置塔模擬計(jì)算推薦采用的平衡常數(shù)的熱力學(xué)計(jì)算方法和相應(yīng)的數(shù)據(jù)包如下。裝置名稱塔名稱熱力學(xué)方法數(shù)據(jù)包備注乙烯裝置油洗塔srk、prsimsci水洗塔srk、prsimsci脫甲烷塔srk、prsimsci脫乙烷塔srk、prsimsci提供kij乙烯塔srk、prsimsci提供kij脫丙

12、烷塔srk、prsimsci提供kij丙烯塔srk、prsimsci提供kij脫丁烷塔srk、prsimsci裂解汽油加氫裝置脫碳五塔srk、prsimsci脫碳十塔srk、prsimsci環(huán)氧乙烷裝置吸收塔nrtlsimsci解吸塔nrtlsimsci回收塔nrtlsimsci精制塔nrtlsimsci乙二醇裝置脫水塔nrtlalcohol乙二醇塔nrtlalcohol二甘醇塔nrtlalcohol三甘醇塔nrtlalcohol乙苯裝置吸收塔srksimsci穩(wěn)定塔srksimsci循環(huán)苯塔bk10、srksimsci脫甲苯塔bk10、srksimsci乙苯精餾塔bk10、srksimsci

13、多乙苯塔bk10、srksimsci苯乙烯裝置苯-甲苯塔bk10、srksimsci乙苯回收塔bk10、srksimsci苯乙烯精餾塔bk10、srksimsci殘液精制塔bk10、srksimsci丁二烯抽提裝置第一萃取精餾塔nrtlsimsci提供kij第一解吸塔nrtlsimsci第一水洗塔nrtlsimsci第二萃取精餾塔nrtlsimsci第二解吸塔nrtlsimsci第二水洗塔nrtlsimsci脫水塔srksimsci精制塔srksimsci醋酸乙烯裝置醋酸吸收塔nrtl、srkmsimsci洗滌塔nrtl、srkmsimsci二氧化碳吸收塔nrtl、srkmsimsci二氧化碳

14、再生塔nrtl、srkmsimsci初餾塔nrtl、srkmsimsci脫水塔nrtl、srkmsimsci脫輕塔nrtl、srkmsimsci脫重塔nrtl、srkmsimsci四、精餾研究室開發(fā)的精餾過程工藝包4.1、煉油裝置4.1.1、燃料型和滑油型原油蒸餾裝置全流程和單塔模擬計(jì)算工藝包。 常壓塔、減壓塔進(jìn)料中的輕組分對(duì)于塔頂組分、組成、油品餾分等計(jì)算結(jié)果有明顯影響，尤其對(duì)于全流程計(jì)算，需要充分利用splitter和mixer計(jì)算模塊對(duì)物流進(jìn)行修正。 減壓塔的計(jì)算建議取常壓渣油的d1160蒸餾數(shù)據(jù)單獨(dú)計(jì)算。 與實(shí)際操作過程一樣，初餾塔的計(jì)算是模擬計(jì)算的重點(diǎn)。目前在國(guó)內(nèi)流行的計(jì)算軟件，如：

15、aspen plus、pro/ii、hysys/hysim等均可以對(duì)常減壓裝置作出比較準(zhǔn)確的描述。pro/ii推薦應(yīng)用gs和bk10方程。原油蒸餾計(jì)算主要關(guān)注以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注初餾塔熱力學(xué)gs或gs+srk輕烴含量高時(shí)，頂部4層塔板應(yīng)用srk設(shè)定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度初頂油干點(diǎn)根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如160重整料餾份煤油餾份初側(cè)油干點(diǎn)根據(jù)煤油干點(diǎn)設(shè)定，一般比煤油干點(diǎn)高10進(jìn)料以上塔板液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到初頂油流量通過計(jì)算得到煤油初側(cè)油流量通過計(jì)算得到柴油餾份流量通過計(jì)算得到常壓塔熱力學(xué)gs或

16、srk+gs輕烴含量高時(shí)，頂部4曾塔板應(yīng)用srk設(shè)定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度常頂油干點(diǎn)根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如170汽油餾份一線油蒸餾溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如d86 ep點(diǎn)235航煤餾份二線油蒸餾溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如d86 ep點(diǎn)305燈油餾份三線油蒸餾溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如d86 95%點(diǎn)360四線抽出板上液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到常頂油流量通過計(jì)算得到一線抽出量通過計(jì)算得到二線抽出量通過計(jì)算得到三線抽出量通過計(jì)算得到四線抽出量通過計(jì)算得到中段循環(huán)頂循環(huán)按照總?cè)崃康?5%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整常一中按照總?cè)崃康?0%

17、左右設(shè)置，根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整常二中按照總?cè)崃康?5%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整汽提蒸汽常一線根據(jù)產(chǎn)品的初餾點(diǎn)要求調(diào)整常二線根據(jù)產(chǎn)品的初餾點(diǎn)要求調(diào)整常三線根據(jù)產(chǎn)品的初餾點(diǎn)要求調(diào)整常底按照塔底的柴油餾份要求調(diào)整減壓塔熱力學(xué)bk10設(shè)定值減一線抽出板液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h減二線抽出板液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h減三線抽出板液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h減四線抽出板液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h減五線抽出板液相流量設(shè)定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h變量減一線流量通過計(jì)算得到減二線流量通

18、過計(jì)算得到減三線流量通過計(jì)算得到減四線流量通過計(jì)算得到減五線流量通過計(jì)算得到中段循環(huán)減頂循環(huán)按照總?cè)崃康?0%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整減一中按照總?cè)崃康?5%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整減二中按照總?cè)崃康?5%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整汽提蒸汽減一線根據(jù)產(chǎn)品的餾程要求調(diào)整減二線根據(jù)產(chǎn)品的餾程要求調(diào)整減三線根據(jù)產(chǎn)品的餾程要求調(diào)整減四線根據(jù)產(chǎn)品的餾程要求調(diào)整減底按照塔底溫度要求調(diào)整脫丁烷塔熱力學(xué)srk設(shè)定值根據(jù)工藝要求設(shè)定一般為塔頂和塔底關(guān)鍵組份含量變量根據(jù)工藝要求設(shè)定一般為塔頂冷凝取熱量和塔底加熱量脫乙烷塔熱力學(xué)srk設(shè)定值根據(jù)工藝要求設(shè)定一般為塔頂和塔底關(guān)鍵組份含量變量根據(jù)工藝要求設(shè)定一

19、般為塔頂冷凝取熱量和塔底加熱量4.1.2、催化裂化裝置分餾和吸收穩(wěn)定部分全流程和單塔模擬計(jì)算工藝包。分餾塔和解吸塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn)。 分餾塔的計(jì)算直接關(guān)系到全塔取熱、柴油質(zhì)量能否滿足工藝要求。建議計(jì)算時(shí)規(guī)定油氣進(jìn)料以上塔板上的過汽化油流量（體積基）為進(jìn)料流量的3%以下； 對(duì)于吸收穩(wěn)定四塔，解吸塔涉及到碳二、碳三組分的分離，提高解吸塔的分離效率對(duì)于干氣、液化氣質(zhì)量是最為關(guān)鍵的。穩(wěn)定塔的分離則直接關(guān)系到穩(wěn)定汽油的質(zhì)量是否滿足工藝要求。pro/ii推薦應(yīng)用bk10計(jì)算分餾塔；應(yīng)用gs和srk計(jì)算吸收穩(wěn)定四塔。分餾吸收穩(wěn)定計(jì)算主要關(guān)注以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注分餾塔和柴油汽提

20、塔熱力學(xué)bk10輕烴含量高時(shí)，頂部4層塔板應(yīng)用gs設(shè)定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度塔頂粗汽油干點(diǎn)根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如170汽油餾份柴油餾份油干點(diǎn)或95%點(diǎn)根據(jù)柴油質(zhì)量要求設(shè)定，如：95%點(diǎn)355等外甩油漿流量根據(jù)回?zé)挶却_定塔底溫度根據(jù)工藝要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底油漿取熱量通過計(jì)算得到分餾塔柴油餾份抽出流量通過計(jì)算得到塔頂富氣流量通過計(jì)算得到吸收塔熱力學(xué)gs或srk+gs輕烴含量高時(shí)，頂部4層塔板應(yīng)用srk中段循環(huán)一中循環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度，如：40二中循環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度，如：40解吸塔熱力學(xué)gs或gs+srk設(shè)定值塔頂溫度根據(jù)塔底c2含量要求設(shè)定，如：75塔底c2

21、含量于塔頂溫度設(shè)定取之一變量塔底再沸器熱量通過計(jì)算得到穩(wěn)定塔熱力學(xué)gs+srk設(shè)定值塔底c4含量根據(jù)工藝要求設(shè)定，如：1%塔頂c5和c2含量根據(jù)工藝要求設(shè)定c5含量，如：0.3%變量根據(jù)工藝要求設(shè)定一般為塔頂冷凝取熱量和塔底加熱量再吸收塔熱力學(xué)gs設(shè)定值根據(jù)工藝要求設(shè)定一般根據(jù)干氣中c3含量變量根據(jù)工藝要求設(shè)定調(diào)整吸收柴油用量4.1.3、延遲焦化裝置主分餾塔模擬計(jì)算工藝包。 分餾塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn)。計(jì)算結(jié)果直接關(guān)系到全塔取熱、柴油質(zhì)量能否滿足工藝要求。 建議計(jì)算時(shí)規(guī)定油氣進(jìn)料以上塔板上的過汽化油流量（體積基）為進(jìn)料流量的3%以下；規(guī)定塔頂mixer冷凝器的液相抽出量和餾程要求。 建議分餾塔（含

22、柴油汽提塔）應(yīng)用pro/ii計(jì)算。pro/ii推薦應(yīng)用bk10計(jì)算分餾塔（含柴油汽提塔）。分餾塔計(jì)算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注分餾塔和柴油汽提塔熱力學(xué)bk10輕烴含量高時(shí)，頂部4層塔板應(yīng)用gs設(shè)定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度塔頂粗汽油干點(diǎn)根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定，如170汽油餾份柴油餾份干點(diǎn)或95%點(diǎn)根據(jù)柴油質(zhì)量要求設(shè)定，如：95%點(diǎn)355等蠟油餾份質(zhì)量指標(biāo)根據(jù)蠟油質(zhì)量要求設(shè)定塔底溫度根據(jù)工藝要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底油漿取熱量通過計(jì)算得到柴油餾份抽出流量通過計(jì)算得到蠟油餾份抽出流量通過計(jì)算得到塔頂富氣流量通過計(jì)算得到4.1.4、催化重整裝置芳烴

23、抽提（環(huán)丁砜為溶劑）模擬計(jì)算工藝包。汽提塔和溶劑回收塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn)。其中需要提供各組分與溶劑的二元交互作用參數(shù)，并規(guī)定回收塔塔底溶劑的含水量。 推薦應(yīng)用已經(jīng)獲得相對(duì)準(zhǔn)確二元交互作用參數(shù)的pro/ii計(jì)算芳烴抽提過程。 對(duì)于脫輕塔和脫重塔，推薦應(yīng)用srk和gs方程； 對(duì)于抽提塔、非芳水洗塔、汽提塔、溶劑回收塔推薦應(yīng)用nrtl方程和alcohol數(shù)據(jù)包。 建議應(yīng)用flash模塊計(jì)算汽提塔頂?shù)乃蛛x問題。溶劑回收塔塔底水含量推薦為0.5-0.7%。芳烴抽提主要計(jì)算涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注抽提塔熱力學(xué)nrtl提供各組份對(duì)環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)汽提塔熱力學(xué)nrtl

24、提供各組份對(duì)環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)設(shè)定值塔頂餾出量根據(jù)塔底非芳烴含量要求設(shè)定餾出重量流量變量塔底再沸器熱量通過計(jì)算得到溶劑再生塔熱力學(xué)nrtl提供各組份對(duì)環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)設(shè)定值塔底水含量回流比或塔底芳烴含量?jī)烧呷∑湟蛔兞克自俜衅骷訜崃客ㄟ^計(jì)算得到塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到水汽提塔熱力學(xué)nrtl提供各組份對(duì)環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)設(shè)定值塔頂餾出量變量塔底再沸器熱量通過計(jì)算得到4.1.5、加氫裂化裝置分餾部分模擬計(jì)算工藝包。 分餾塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn)。 建議計(jì)算時(shí)規(guī)定油氣進(jìn)料以上塔板上的過汽化油流量（體積基）為進(jìn)料流量的3%以下；規(guī)定塔頂mixer冷凝器的液相抽出量和餾程要求。 應(yīng)用p

25、ro/ii計(jì)算分餾塔（含柴油汽提塔）時(shí)推薦應(yīng)用bk10方程。 應(yīng)用pro/ii計(jì)算其他塔（脫乙烷塔、脫丁烷塔等）時(shí)推薦應(yīng)用srk或gs方程。4.1.6、加氫精制裝置分餾部分模擬計(jì)算工藝包。 脫硫化氫塔和分餾塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn)。 hysys/hysim、aspen plus、pro/ii均能夠比較準(zhǔn)確地計(jì)算脫硫化氫塔和分餾塔。 其中分餾塔計(jì)算收斂的關(guān)鍵是規(guī)定塔頂汽油的餾程。 應(yīng)用pro/ii計(jì)算分餾塔時(shí)推薦應(yīng)用bk10和gs方程。應(yīng)用pro/ii計(jì)算脫硫化氫塔時(shí)推薦應(yīng)用gs方程。工藝計(jì)算主要關(guān)注以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注加氫反應(yīng)器熱力學(xué)srk、gs設(shè)定值反應(yīng)器進(jìn)料溫度根

26、據(jù)加工原料和生產(chǎn)目的確定雜質(zhì)轉(zhuǎn)化率根據(jù)生產(chǎn)要求確定汽提塔熱力學(xué)gs或srk+gs輕烴含量高時(shí)，進(jìn)料以上塔板應(yīng)用srk設(shè)定值塔頂回流溫度如：40塔頂汽油餾份干點(diǎn)等例如：d86 95%點(diǎn)170塔底柴油初餾點(diǎn)等例如：d86 1%點(diǎn)175變量塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到汽油餾份餾出量通過計(jì)算得到分餾塔熱力學(xué)gs+srk設(shè)定值塔頂回流溫度如：40塔頂汽油餾份干點(diǎn)等例如：d86 95%點(diǎn)170，與汽提塔結(jié)合確定塔底柴油初餾點(diǎn)等例如：d86 1%點(diǎn)175變量塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到汽油餾份餾出量通過計(jì)算得到4.1.7、煉廠干氣、液化氣脫硫裝置模擬計(jì)

27、算工藝包。 hysim/hysys（含胺包）和pro/ii均可以得到比較滿意的結(jié)果。 計(jì)算的重點(diǎn)是溶劑再生塔。 對(duì)于干氣和液化氣脫硫過程，貧溶劑（再生后的溶劑）中的硫含量對(duì)脫硫效果的影響是第一位的。 全流程計(jì)算收斂的關(guān)鍵是在計(jì)算流程中加入計(jì)算器模塊，使全流程中的溶劑（包括水組分）達(dá)到平衡。推薦全裝置應(yīng)用amine熱力學(xué)方程計(jì)算平衡常數(shù)和其他性能參數(shù)。由于循環(huán)物流的存在，建議裝置中任何設(shè)備計(jì)算均應(yīng)以全流程計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)。脫硫計(jì)算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注干氣脫硫塔熱力學(xué)amine專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值凈化干氣含硫量根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)確定變量貧溶劑量通過計(jì)算得到液

28、化氣脫硫塔熱力學(xué)amine專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值凈化液化氣含硫量根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)確定變量貧溶劑量通過計(jì)算得到富液閃蒸罐熱力學(xué)amine專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值富液中烴含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量富液進(jìn)閃蒸罐溫度通過計(jì)算得到溶劑再生塔熱力學(xué)amine專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值貧液硫化氫含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定回流罐溫度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到4.1.8、氣體分餾裝置五塔和三塔流程模擬計(jì)算工藝包 hysim/hysys、pro/ii等多種軟件均能夠進(jìn)行全流程模擬計(jì)算，但計(jì)算得到的回流比均較實(shí)際操作時(shí)的回流比高。 脫丙烷塔和丙烯塔是流程計(jì)算的重點(diǎn)。 推薦計(jì)算時(shí)液相密度應(yīng)用c

29、ostald或lk方法。一定要注意 西方流行的design ii模擬軟件對(duì)于輕烴體系的計(jì)算接近實(shí)際操作過程，推薦平衡常數(shù)按照api soave方程計(jì)算。 應(yīng)用pro/ii計(jì)算丙烯塔時(shí)，推薦加入丙烯-丙烷的pr平衡作用常數(shù)。kval(vle) pr 2,3,0.00663,0,0工藝計(jì)算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注脫丙烷塔熱力學(xué)srk或pr通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂碳四含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底碳三含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到脫乙烷塔熱力學(xué)srk或pr通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂碳三或丙烯含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底碳二含量根據(jù)生

30、產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到丙烯塔熱力學(xué)pr增加丙烯、丙烷組份二元交互作用參數(shù)設(shè)定值塔頂丙烯純度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底丙烯含量或丙烷純度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到脫輕碳四塔熱力學(xué)srk或pr通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂輕碳四純度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底輕碳四含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到4.1.9、酸性水汽提裝置模擬計(jì)算工藝包 推薦應(yīng)用pro/ii和aspen plus軟件進(jìn)行模擬計(jì)算。 酸水汽提塔包括至少兩股進(jìn)料，并且裝置的換熱流程較多，塔的進(jìn)料物流的換熱終溫對(duì)于塔

31、的汽液負(fù)荷有比較大的影響，所以對(duì)于酸水汽提塔的工藝計(jì)算，建議采用全流程方式。 推薦應(yīng)用sour專用數(shù)據(jù)包計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù)。4.1.10、mtbe裝置模擬計(jì)算工藝包mbte裝置計(jì)算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設(shè)置。工藝參數(shù)或工藝變量備注反應(yīng)器熱力學(xué)srk異丁烯生成mtbe轉(zhuǎn)化率必須提供異丁烯生成tba轉(zhuǎn)化率必須提供異丁烯二聚轉(zhuǎn)化率必須提供共沸精餾塔熱力學(xué)nrtl通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂mtbe含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底mtbe純度根據(jù)相關(guān)指標(biāo)確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到甲醇萃取塔熱力學(xué)nrtl，alcohol通用數(shù)據(jù)包，專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂甲醇含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)

32、際確定變量萃取劑用量通過計(jì)算得到甲醇回收塔熱力學(xué)nrtl，alcohol通用數(shù)據(jù)包，專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂甲醇純度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底甲醇含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到4.2、其它裝置模擬工藝包4.2.1、乙烯裝置部分過程（急冷、堿洗、脫甲烷、碳二精制、碳三精制等）工藝參數(shù)或工藝變量備注1、堿洗塔熱力學(xué)nrtl提供二元交互作用參數(shù)設(shè)定值各段堿液流量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔頂凈化氣中堿含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量強(qiáng)堿流量通過計(jì)算得到水洗水流量通過計(jì)算得到2、其它精餾塔熱力學(xué)srk或pr通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂關(guān)鍵組份含量根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求確定塔底關(guān)鍵組份含量根據(jù)產(chǎn)

33、品質(zhì)量要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過計(jì)算得到4.2.2、二氯乙烷裝置（dec）和氯乙烯單體裝置（vcm）4.2.3、丙烯腈裝置 急冷塔和吸收塔是關(guān)鍵，二元交互作用參數(shù)由蘭州設(shè)計(jì)院提供。4.2.4、輕烴三甘醇脫水裝置4.2.5、dmt（對(duì)苯二甲酸二甲酯）裝置 需要提供非庫(kù)組份物性參數(shù)。4.2.6、油田氣脫硫醇裝置4.2.7、油田伴生氣分離正丁烷裝置（為順酐裝置提供原料）4.2.8、丁辛醇裝置 4.2.9、環(huán)己酮裝置 4.2.10、合成氨裝置脫碳、再生 4.2.11、滑油糠醛抽提裝置抽提塔4.2.12、醋酸乙烯裝置 4.2.13、聚乙烯醇裝置 4.2.14、偏三甲苯分

34、離裝置4.2.15、乙烯汽油加氫裝置 4.2.16、烷基苯裝置4.2.17、橡膠溶劑油回收裝置4.2.18、白油加輕裝置 4.2.19、苯酚-丙酮裝置4.2.20、正戊烷裝置（異戊烷、正戊烷、環(huán)戊烷三種目標(biāo)產(chǎn)品）4.2.21、烯直接水合法生產(chǎn)異丙醇裝置4.2.22、石腦油氧化生產(chǎn)醋酸裝置4.2.23、甲苯加氫生產(chǎn)苯裝置4.2.24、uop生產(chǎn)px裝置4.2.25、甲苯歧化裝置4.2.26、po裝置4.2.27、苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷裝置4.2.28、三塔方法分離甲醇裝置4.2.29、甲烷氯化法生產(chǎn)甲烷氯化物裝置 4.2.30、乙烯直接水合法生產(chǎn)乙醇裝置 4.2.31、丁烯1和正丁醇裝置 4.2.32

35、、乙腈抽提法生產(chǎn)異戊二烯裝置五、部分計(jì)算模塊討論5.1、recycle模塊 多數(shù)裝置模擬需要采用recycle進(jìn)行工藝計(jì)算，在具有循環(huán)物流的計(jì)算中，正確的確定循環(huán)物流的初值、參考物流的溫度或流量和循環(huán)加速對(duì)于模擬計(jì)算是必要的。模擬中應(yīng)用recycle模塊的裝置很多。例如：環(huán)丁砜抽提芳烴裝置有六個(gè)循環(huán)物流；催化裂化的分餾吸收穩(wěn)定中有四個(gè)循環(huán)物流等。5.2、calculator模塊 對(duì)于有多股物流的工藝過程，pro/ii提供的類似fortran語(yǔ)言的calculator模塊能夠方便地計(jì)算各物流的組合工況或物流性質(zhì)，靈活運(yùn)用calculator模塊對(duì)于完成全流程模擬計(jì)算是一個(gè)有效手段。 例如：丁二烯

36、抽提、氣體脫硫、甘醇脫水、mtbe等裝置的模擬需要應(yīng)用calculator模塊。5.3、optimizer模塊 optimizer模塊是進(jìn)行全流程或單元優(yōu)化計(jì)算的有效工具。對(duì)于塔的模擬，可以進(jìn)行進(jìn)料位置、進(jìn)料溫度、塔頂壓力、熱負(fù)荷等工藝參數(shù)的優(yōu)化。 optimizer模塊幾乎在全部塔的模擬中得到應(yīng)用。 但在最終確定塔內(nèi)流體負(fù)荷時(shí)，必須將optimizer模塊從流程中刪除。5.4、controllers controllers模塊廣泛應(yīng)用于需要精確控制過程參數(shù)的模擬計(jì)算，調(diào)節(jié)流程上游的控制變量，以實(shí)現(xiàn)工藝單元或工藝物流所期望的結(jié)果。 controllers的使用范圍廣泛、應(yīng)用靈活，在模擬中是否采

37、用controllers模塊對(duì)于模擬的精確程度有重要影響，例如：丙烯腈裝置吸收塔底溫度、hds裝置進(jìn)料中的h2含量、合成氨裝置反應(yīng)器的進(jìn)料溫度、環(huán)己烷裝置反應(yīng)器進(jìn)料溫度、乙烯裝置油冷塔和水冷塔的洗滌物流溫度等需要應(yīng)用controllers計(jì)算模塊。5.5、flash模塊 通常在計(jì)算過程中，flash模塊被認(rèn)為是一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算模塊，但pro/ii沒有象process那樣提供三相閃蒸的計(jì)算模塊。例如：環(huán)丁砜芳烴抽提的模擬，需要計(jì)算汽提塔和回收塔塔頂回流罐的游離水，采用flash模塊并應(yīng)用含有vlle方法的熱力學(xué)方程可以較好地解決游離水的計(jì)算問題。5.6、distillation模塊蒸餾計(jì)算模塊是模擬

38、計(jì)算軟件的核心計(jì)算模塊。通過蒸餾計(jì)算模塊，可以獲得不同組份的物流（產(chǎn)品）。5.7、reactor模塊反應(yīng)計(jì)算模塊是模擬計(jì)算軟件的核心計(jì)算模塊。通過反應(yīng)計(jì)算模塊，可以使物流組份發(fā)生變化，從而完成裝置的全流程模擬計(jì)算。六、工藝計(jì)算舉例6.1、油田伴生氣深冷處理裝置工藝計(jì)算（ng.inp）6.1.1、原料條件l 組成組份進(jìn)料組成，%摩爾重量n21.91982.7745co20.38000.8627c186.501371.5945c25.20958.0816c32.76976.3011ic41.13993.4181nc41.17993.5381ic50.41001.5260nc50.38001.414

39、3nc60.11000.4890合計(jì)100.000199.9999總流量，kg/h3603.3總流量，nm3/d100000l temperature=40l pressure=26.1.2、模擬計(jì)算流程簡(jiǎn)述原料氣體與脫乙烷塔塔頂氣體混合后進(jìn)入壓縮機(jī)。加壓后氣體進(jìn)入冷卻器，冷后大約35。冷后物流進(jìn)入氣液分離罐。罐底分離出輕油；罐頂分離出氣體。氣體（省去氣體凈化計(jì)算）分為兩路。一路與低溫富氣換熱至50-60；另一路與凝液換熱至50-60。兩路換熱后氣體混合進(jìn)入氣液分離罐。罐頂分離出氣相去膨脹機(jī)；罐底分離出液相去節(jié)流。經(jīng)過膨脹機(jī)絕熱膨脹，氣體冷卻到100后進(jìn)入氣液分離器上部。經(jīng)過節(jié)流的液相冷卻到7

40、0后進(jìn)入氣液分離器下部。氣液分離器頂部分離出的氣相與一路凈化原料氣換熱后出系統(tǒng)（實(shí)際流程經(jīng)過壓縮機(jī)加壓后出裝置）；氣液分離器底部分離出的液相與另一路凈化原料氣換熱后進(jìn)入氣液分離罐。氣液分離罐頂部分離出氣相經(jīng)過壓縮機(jī)加壓、氣液分離罐底部液相經(jīng)過泵加壓，兩股物流混合后進(jìn)入冷卻器冷卻到35-38。冷卻后物流再進(jìn)入冷卻器。冷卻后物流分為兩路，一路去脫乙烷塔；另一路節(jié)流降溫后為冷卻器作冷源，換熱后去壓縮機(jī)前氣液分離罐。脫乙烷塔塔頂氣相去原料氣壓縮機(jī)（實(shí)際為原料氣緩沖罐）；塔底液相與脫丁烷塔塔底輕油換熱后進(jìn)入脫丁烷塔。脫丁烷塔塔頂出液化氣；塔底出輕油經(jīng)與進(jìn)料換熱后出裝置（實(shí)際需要再進(jìn)行一次冷卻）。6.1.

41、3、模擬計(jì)算過程l 輸入原料物流性質(zhì)和名稱，保存inp文件。l 根據(jù)原則流程，逐步進(jìn)行單元計(jì)算。no.計(jì)算單元名稱入方出方名稱符號(hào)名稱符號(hào)限制條件1原料氣壓縮機(jī)原料氣s1加壓后氣體s2出口壓力：15塔頂氣體s30出口溫度：1352冷卻器加壓后氣體s2冷后氣體s3出口溫度：353閃蒸罐冷后氣體s3罐頂氣體s4絕熱閃蒸罐底液體s54分流器罐頂氣體s4氣體s6估計(jì)為總量的55%氣體s75換熱器氣體s6冷后氣體s8冷后氣體溫度：50低溫氣體s15復(fù)熱氣體s176換熱器氣體s7冷后氣體s9冷后氣體溫度：50低溫凝液s16復(fù)熱凝液s187混合器冷后氣體s8混合氣體s10冷后氣體s98閃蒸罐混合氣體s10罐頂氣體s11絕熱閃蒸罐底液體s129膨脹機(jī)罐頂氣體s11降壓氣體s13出口壓力：4.010節(jié)流閥罐底液體s12降壓液