石油化工工藝過程模擬

1、PRO川與石油化工工藝過程模擬計算一、PRO/II 簡介1.1、概述PRO川軟件是美國SIMSCI公司推出的微機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)庫和熱力學方程供用戶描述不同狀態(tài)下的流體熱力學過程， 對多種煉油、化工工藝過程具有廣泛的適應性。該軟件不僅可以作為新設計煉油、化 工工藝裝置的工藝流程模擬軟件，同時作為裝置標定計算、設備核算的軟件。PRO川軟件在我國的應用十分廣泛，其中 DOS系統(tǒng)的V3.3、V4.02版本和 WINDOWS作系統(tǒng)的V4.13 WITH PROVISIONV2.0以上版本是比較常用的。PRO/II軟 件是很多煉油、化工等設計院進行工藝設計的首選

2、工藝模擬軟件之一，同時也是煉油、 化工等生產單位進行裝置標定計算、設備核算的首選工藝模擬軟件之一。在實際工作中，有很多時候會遇到解決裝置“瓶徑”的問題，而塔設備往往是需要 進行標定或核算的重要設備之一，這時應用 PRO川軟件提供的精餾、吸收、萃取等單 元操作過程的嚴格計算方法進行單塔模擬計算或全流程模擬計算是非常方便的。1.2、主要計算模塊或計算單元簡介序號模塊名稱主要功能一、常用模塊1FLASH閃蒸進料計算、氣液分離、多相分離計算。2DISTILLATION精餾精餾、吸收、萃取等分離過程的嚴格法計算。3SIDE COLUMN線汽提用于復雜塔的側線汽提塔計算。4MIXER混合器用于物流混合過程

3、計算，擬混合的物流數(shù)不限。5SPLITTER分流器物流分流計算。6SIMPLEHX/簡單換熱器無結構參數(shù)限制的換熱器計算。7RIGOROUSX/嚴格換熱器含結構校核的換熱器計算。8COMPRESSOR縮機氣體提高壓力計算。9EXPANDO膨脹機氣體膨脹制冷計算。10PUMP泵液體輸送計算。11VALVE 閥減壓或液體節(jié)流計算。12CONTROLLE控 制器控制工藝參數(shù)值計算，如：進料溫度等。13OPTIMIZER 化器優(yōu)化工藝參數(shù)，如進料位置等。14CALCULATOR/算器物流、工藝參數(shù)的分布和分配計算。:15STREAMDALCULATO物流計算器物流中組份分布和分配計算。序號模塊名稱主要

4、功能16CON. REACTOR/化反應器按照計量系數(shù)完成反應的摩爾數(shù)變化量計算。二、其它模塊17EQU.REACTO平衡反應器，按照平衡常數(shù)、反應熱等完成反應計算。18FLASHWITHSOLID/含固體閃蒸計算單元。19PIPE/管線計算（如：壓降、流速等）。20DEPRESSOR壓閥（減壓計算）21MULTIVARIABLEONTROLLE多變量控制器。22PLUGFLOWREACTOR/ 推流反應器。23GIBBSREACTOR/GIBB反 應器。24POLYMEREACTO聚合物反應器。二、PRO/II熱力學方法的初步分析PRO/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、

5、熵、密度和其他 傳遞性能參數(shù)等熱力學計算方法，由于每種熱力學方法有一定的適用范圍，在應用 PRO川解決具體問題時，選擇合適的熱力學方法是能否正確模擬工藝過程的關鍵。以下分類討論PRO川提供的主要的熱力學方法。2.1、普遍化方法普遍化方法主要包括用于烴類物系計算的 SRK方程、PR方程、BWR方程、GS方程、IGS方程、BK10方程等，各方程的適用范圍如下:熱力學方程適用領域SRK氣體、煉油過程的烴類物系SRKKD煉油過程的烴水物系，尤其咼溫、咼壓的氣液液過程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

6、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、氣液液平衡及相關物性參數(shù)計算的 NRTL（Non-RandomTwo Liquid ）方程、UNIQUA方程、WILSON方程、 UNIFAC方程、VANLAA方程、FLORYJ程、MARGULES程等，各方程的適用范圍如下：熱力學方程適用領域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、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

7、液過程UNIFAC任何已知組分結構的物系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川專用數(shù)據(jù)包用于計算指定物系的氣液、液液平衡及相關物性參數(shù)，主要包括GLYCO數(shù)據(jù)包、SOUR WATE數(shù)據(jù)包、ALCOHOL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 26204C ；壓力 w 13.6MPaSOUFWATER含有H2S NH3 CO2 H2O物系的計算。溫度 20

8、 150C ；壓力w 0.345MPa（原始關聯(lián)式）;壓力w 19.3MPa（修正Van Der Waals方程計算氣相逸度）ALCOHOL含有醇、H2O和其他極性物系氣液、液液、氣液液過程。 溫度 50 110C ；壓力 w 10.2MPaAMINE含有MEA DEA DGA DIPA、MDEA物系的相關計算三、PRO/II在石油化工裝置塔模擬采用的熱力學方法石油化工裝置種類繁多，以下將分類介紹 PRO川軟件在部分裝置塔模擬計算推薦 采用的平衡常數(shù)的熱力學計算方法和相應的數(shù)據(jù)包。3.1、煉油裝置常見煉油裝置塔模擬計算推薦采用的平衡常數(shù)的熱力學計算方法和相應的數(shù)據(jù)包如下裝置名稱塔名稱熱力學方法

9、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NRTLALCOHOL提供Kij溶劑

10、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裝置名稱塔名稱熱力學方法數(shù)據(jù)包備注穩(wěn)定塔SRKSIMSCIMTBEI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、石油化工裝置模擬計算推薦采用的平衡常數(shù)的熱力學計算方法和相應的數(shù)常見石油化工裝置塔據(jù)包如下。裝置名稱塔名稱熱力學方法數(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Kj乙烯塔SRK PRSIMSCI提供Kj脫丙烷塔S

12、RK PRSIMSCI提供Kj丙烯塔SRK PRSIMSCI提供Kj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裝置名稱塔名稱熱力學方法數(shù)據(jù)包備注穩(wěn)定塔SRKSIMSCI循環(huán)苯塔BK10 SRKSIMSCI脫甲苯塔BK10 SRKSIMSCI乙苯精餾塔BK

13、10 SRKSIMSCI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Kj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 SRK

14、MSIMSCI二氧化碳再生塔NRTL SRKMSIMSCI初餾塔NRTL SRKMSIMSCI脫水塔NRTL SRKMSIMSCI脫輕塔NRTL SRKMSIMSCI脫重塔NRTL SRKMSIMSCI四影響精、研究I開發(fā)的I餾過用呈工藝包R和MIXER十算模塊對物流進行 修正。4.1、 煉油 裝 置4.1.1、然 料型 和滑 油型 原油 蒸餾 裝置 全流 程和 單塔 模擬 計算 工藝 包。常 壓塔、 減壓 塔進 料中 的輕 組分 對于 塔頂減壓塔的計算建議取常壓渣油的D1160蒸餾數(shù)據(jù)單獨計算與實際操作過程一樣，初餾塔的計算是模擬計算的重點。目前在國內流行的計算軟件，如： ASPENPLUS

15、 PRO/II、HYSYS/HYSI等均可以對常減壓裝置作出比較準確的描述。PRO/II推薦應用GS和BK10方程。原油蒸餾計算主要關注以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置工藝參數(shù)或工藝變量備注初餾塔熱力學GS或 GS+SRK輕烴含量高時，頂部4層塔板應用SRK設定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度初頂油干點根據(jù)生產方案設定，如160C重整料餾份煤油餾份初側油干點根據(jù)煤油干點設定，一般比煤油干點高10C進料以上塔板液相流量設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算得到初頂油流量通過計算得到煤油初側油流量通過計算得到柴油餾份流量通過計算得到常壓塔熱力學GS或 SRK+GS輕烴

16、含量高時，頂部4曾塔板應用SRK設定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度常頂油干點根據(jù)生產方案設定，如170C汽油餾份一線油蒸餾溫度根據(jù)生產方案設定，女口 D86 EP點235C航煤餾份二線油蒸餾溫度根據(jù)生產方案設定，如D86 EP點305C燈油餾份三線油蒸餾溫度根據(jù)生產方案設定，女口 D86 95%點 360C四線抽出板上液相流量設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算得到常頂油流量通過計算得到一線抽出量通過計算得到二線抽出量通過計算得到三線抽出量通過計算得到四線抽出量通過計算得到中段循環(huán)頂循環(huán):按照總取熱量的25%左右設置，根據(jù)全塔負荷調整常一中按照總取熱量的3

17、0%左右設置，根據(jù)全塔負荷調整常二中按照總取熱量的35%左右設置，根據(jù)全塔負荷調整汽提蒸汽常一線根據(jù)產品的初餾點要求調整常二線根據(jù)產品的初餾點要求調整常三線根據(jù)產品的初餾點要求調整工藝參數(shù)或工藝變量備注常底按照塔底的柴油餾份要求調整減壓塔熱力學BK10設定值減一線抽出板液相流量設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定抽出板液相流量為極小值，如0.01kg/h變量減一線流

18、量通過計算得到減二線流量通過計算得到減三線流量通過計算得到減四線流量通過計算得到減五線流量通過計算得到中段循環(huán)減頂循環(huán)按照總取熱量的30%左右設置，根據(jù)全塔負荷調整減一中按照總取熱量的35%左右設置，根據(jù)全塔負荷調整減二中按照總取熱量的35%左右設置，根據(jù)全塔負荷調整汽提蒸汽減一線根據(jù)產品的餾程要求調整減二線根據(jù)產品的餾程要求調整減三線根據(jù)產品的餾程要求調整減四線根據(jù)產品的餾程要求調整減底按照塔底溫度要求調整脫丁烷塔熱力學SRK設定值根據(jù)工藝要求設定一般為塔頂和塔底關鍵組份含量變量根據(jù)工藝要求設定一般為塔頂冷凝取熱量和塔底加熱量脫乙烷塔熱力學SRK設定值根據(jù)工藝要求設定一般為塔頂和塔底關鍵組份

19、含量變量根據(jù)工藝要求設定一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算工藝包分餾塔和解吸塔是模擬計算的重點。分餾塔的計算直接關系到全塔取熱、柴油質量能否滿足工藝要求。建議計算時規(guī)定油氣進料以上塔板上的過汽化油流量（體積基）為進料流量的3%以下；對于吸收穩(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 率對于干氣、液化氣質量是最為關鍵的。穩(wěn)定塔的分離則直接關系到穩(wěn)定汽油的質量 是否滿足工藝要求。PRO川推薦應用BK10計算分餾塔；應用GS和SRK計算吸收穩(wěn)定四塔 分餾-吸收穩(wěn)定計算主要關注以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置。工藝參數(shù)或工藝變

20、量備注分餾塔和柴油m汽提塔熱力學BK10輕烴含量高時，頂部4層塔板應用GS設定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度塔頂粗汽油干點根據(jù)生產方案設定，如170C汽油餾份柴油餾份油干點或95%點 :根據(jù)柴油質量要求設定，如：95%點 355C等外甩油漿流量根據(jù)回煉比確定塔底溫度根據(jù)工藝要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底油漿取熱量通過計算得到分餾塔柴油餾份抽出流量通過計算得到塔頂富氣流量通過計算得到吸收塔熱力學GS或 SRK+GS輕烴含量高時，頂部4層塔板應用SRK中段循環(huán)一中循環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度，如：40 r二中循環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度，如：40r解吸塔熱力學GS或 GS+SRK設定值塔頂溫

21、度根據(jù)塔底C2含量要求設定，如：75 r塔底C2含量于塔頂溫度設定取之一變量塔底再沸器熱量通過計算得到穩(wěn)定塔熱力學GS+SRK設定值塔底C4含量根據(jù)工藝要求設定，如：1%塔頂C5和C2含量根據(jù)工藝要求設定C5含量，如：0.3%變量根據(jù)工藝要求設定一般為塔頂冷凝取熱量和塔底加熱量再吸收塔熱力學GS設定值根據(jù)工藝要求設定一般根據(jù)干氣中C3含量變量根據(jù)工藝要求設定調整吸收柴油用量4.1.3、延遲焦化裝置主分餾塔模擬計算工藝包分餾塔是模擬計算的重點。計算結果直接關系到全塔取熱、柴油質量能否滿足工 藝要求。建議計算時規(guī)定油氣進料以上塔板上的過汽化油流量（體積基）為進料流量的3%以下；規(guī)定塔頂MIXER冷

22、凝器的液相抽出量和餾程要求。建議分餾塔（含柴油汽提塔）應用 PRO川計算。PRO川推薦應用BK10計算分餾塔（含柴油汽提塔）。分餾塔計算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置。工藝參數(shù)或工藝變量備注分餾塔和柴油汽提塔熱力學BK10輕烴含量高時，頂部4層塔板應用GS設定值回流罐溫度塔頂1#理論板溫度塔頂粗汽油干點根據(jù)生產方案設定，如170C汽油餾份柴油餾份干點或95%點根據(jù)柴油質量要求設定，如：95%點 355C等蠟油餾份質量指標根據(jù)蠟油質量要求設定塔底溫度根據(jù)工藝要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底油漿取熱量通過計算得到柴油餾份抽出流量通過計算得到蠟油餾份抽出流量通過計算得到塔頂富氣流

23、量通過計算得到4.1.4、催化重整裝置芳烴抽提（環(huán)丁砜為溶劑）模擬計算工藝包。汽提塔和溶劑回收塔是模擬計算的重點。 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。推薦應用已經(jīng)獲得相對準確二元交互作用參數(shù)的 PRO川計算芳烴抽提過程。對于脫輕塔和脫重塔，推薦應用 SRK和GS方程；對于抽提塔、非芳水洗塔、汽提塔、溶劑回收塔推薦應用NRTL方程和ALCOHC數(shù)據(jù)包。建議應用FLASH莫塊計算汽提塔頂?shù)乃蛛x問題。溶劑回收塔塔底水含量推薦為0.5-0.7%。芳烴抽提主要計算涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置。工藝參數(shù)或工藝變量備注抽提塔熱力學NRTL提供各組份對環(huán)丁砜的

24、二元交互作用參數(shù)汽提塔工藝參數(shù)或工藝變量備注熱力學NRTL提供各組份對環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)設定值塔頂餾出量根據(jù)塔底非芳烴含量要求設定餾出重量流量變量塔底再沸器熱量通過計算得到溶劑再生塔熱力學NRTL提供各組份對環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)設定值塔底水含量回流比或塔底芳烴含量兩者取其一變量塔底再沸器加熱量通過計算得到塔頂冷凝器取熱量通過計算得到水汽提塔熱力學NRTL提供各組份對環(huán)丁砜的二元交互作用參數(shù)設定值塔頂餾出量變量塔底再沸器熱量通過計算得到4.1.5、加氫裂化裝置分餾部分模擬計算工藝包。分餾塔是模擬計算的重點。建議計算時規(guī)定油氣進料以上塔板上的過汽化油流量（體積基）為進料流量的 3% 以下

25、；規(guī)定塔頂MIXER冷凝器的液相抽出量和餾程要求。應用PRO川計算分餾塔（含柴油汽提塔）時推薦應用 BK10方程。應用PRO/II計算其他塔（脫乙烷塔、脫丁烷塔等）時推薦應用 SRK或 GS方程。4.1.6、加氫精制裝置分餾部分模擬計算工藝包。脫硫化氫塔和分餾塔是模擬計算的重點。HYSYS/HYSIMASPENPLUS PRO川均能夠比較準確地計算脫硫化氫塔和分餾塔。其中分餾塔計算收斂的關鍵是規(guī)定塔頂汽油的餾程。應用PRO川計算分餾塔時推薦應用BK10和 GS方程。應用PRO川計算脫硫化氫塔時推薦應用 GS方程。工藝計算主要關注以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置工藝參數(shù)或工藝變量備注加氫反應器熱力學

26、SRK GS設定值反應器進料溫度根據(jù)加工原料和生產目的確定雜質轉化率根據(jù)生產要求確定汽提塔熱力學GS或 SRK+GS輕烴含量高時，進料以上塔板應用 SRK工藝參數(shù)或工藝變量備注設定值塔頂回流溫度如：40C塔頂汽油餾份干點等例如：D86 95%點 170C塔底柴油初餾點等例如：D86 1%點 175C變量塔底再沸器加熱量通過計算得到塔頂冷凝器取熱量通過計算得到汽油餾份餾出量通過計算得到分餾塔熱力學GS+SRK設定值塔頂回流溫度如：40C塔頂汽油餾份干點等例如：D86 95%點 170C，與汽提塔結合確定塔底柴油初餾點等例如：D86 1%點 175C變量塔底再沸器加熱量通過計算得到塔頂冷凝器取熱量

27、通過計算得到汽油餾份餾出量通過計算得到4.1.7、煉廠干氣、液化氣脫硫裝置模擬計算工藝包。HYSIM/HYSYS含胺包）和PRO川均可以得到比較滿意的結果。計算的重點是溶劑再生塔。對于干氣和液化氣脫硫過程，貧溶劑（再生后的溶劑）中的硫含量對脫硫效果的 影響是第一位的。全流程計算收斂的關鍵是在計算流程中加入計算器模塊，使全流程中的溶劑（包 括水組分）達到平衡。推薦全裝置應用AMINE熱力學方程計算平衡常數(shù)和其他性能參數(shù)。由于循環(huán)物流的存在，建議裝置中任何設備計算均應以全流程計算結果為基礎。脫硫計算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置。工藝參數(shù)或工藝變量備注干氣脫硫塔熱力學AMINE專用數(shù)據(jù)包設

28、定值凈化干氣含硫量根據(jù)國家標準和內控標準確定變量貧溶劑量通過計算得到液化氣脫硫塔熱力學AMINE專用數(shù)據(jù)包設定值凈化液化氣含硫量根據(jù)國家標準和內控標準確定變量貧溶劑量通過計算得到富液閃蒸罐工藝參數(shù)或工藝變量備注熱力學AMINE專用數(shù)據(jù)包設定值富液中烴含量根據(jù)生產實際確定變量富液進閃蒸罐溫度通過計算得到溶劑再生塔熱力學AMINE專用數(shù)據(jù)包設定值貧液硫化氫含量根據(jù)生產實際確定回流罐溫度根據(jù)生產實際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到4.1.8、氣體分餾裝置五塔和三塔流程模擬計算工藝包HYSIM/HYSYSPRO川等多種軟件均能夠進行全流程模擬計算，但計算得到的回流 比均

29、較實際操作時的回流比高。脫丙烷塔和丙烯塔是流程計算的重點。推薦計算時液相密度應用COSTAL或LK方法。西方流行的DESIGN II模擬軟件對于輕烴體系的計算接近實際操作過程，推薦平 衡常數(shù)按照API SOAV方程計算。應用PRO/II計算丙烯塔時，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工藝計算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置。工藝參數(shù)或工藝變量備注脫丙烷塔熱力學SRK或 PR通用數(shù)據(jù)包設定值塔頂碳四含量根據(jù)生產實際確定塔底碳三含量根據(jù)生產實際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到脫乙烷塔熱力學SRK或 P

30、R通用數(shù)據(jù)包設定值塔頂碳三或丙烯含量根據(jù)生產實際確定塔底碳二含量根據(jù)生產實際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到丙烯塔熱力學PR增加丙烯、丙烷組份二元交互作用參數(shù)工藝參數(shù)或工藝變量備注設定值塔頂丙烯純度根據(jù)生產實際確定塔底丙烯含量或丙烷純度根據(jù)生產實際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到脫輕碳四塔熱力學SRK或 PR通用數(shù)據(jù)包設定值塔頂輕碳四純度:根據(jù)生產實際確定塔底輕碳四含量根據(jù)生產實際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到4.1.9、酸性水汽提裝置模擬計算工藝包推薦應用PRO川和ASPEhPLUS軟件進行模擬

31、計算。酸水汽提塔包括至少兩股進料，并且裝置的換熱流程較多，塔的進料物流的換熱 終溫對于塔的汽液負荷有比較大的影響，所以對于酸水汽提塔的工藝計算，建議采用 全流程方式。推薦應用SOU專用數(shù)據(jù)包計算熱力學平衡常數(shù)。4.1.10、MTBE裝置模擬計算工藝包MBTES置計算主要涉及到以下工藝參數(shù)和工藝變量的設置工藝參數(shù)或工藝變量備注反應器熱力學SRK異丁烯生成MTBE?；?必須提供異丁烯生成TBA轉化率:必須提供異丁烯二聚轉化率必須提供共沸精餾塔熱力學NRTL通用數(shù)據(jù)包設定值塔頂MTBE量根據(jù)生產實際確定塔底MTBE屯度根據(jù)相關指標確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到甲醇

32、萃取塔熱力學NRTL ALCOHOL通用數(shù)據(jù)包，專用數(shù)據(jù)包設定值塔頂甲醇含量根據(jù)生產實際確定變量萃取劑用量通過計算得到工藝參數(shù)或工藝變量備注甲醇回收塔熱力學NRTL ALCOHOL通用數(shù)據(jù)包，專用數(shù)據(jù)包設定值塔頂甲醇純度:根據(jù)生產實際確定塔底甲醇含量根據(jù)生產實際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到4.2、其它裝置模擬工藝包421、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NRTL提供二元交互作用參數(shù)設定值各段堿液流量根據(jù)生產實際確定塔頂凈化氣中堿含量根據(jù)生產實際確定變量強堿流量通過計算得到水洗水流量通過計算得到

33、2、其它精餾塔熱力學SRK或 PR通用數(shù)據(jù)包設定值塔頂關鍵組份含量根據(jù)產品質量要求確定塔底關鍵組份含量根據(jù)產品質量要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過計算得到塔底再沸器加熱量通過計算得到4.2.2、二氯乙烷裝置（DEC和氯乙烯單體裝置（VCM4.2.3、丙烯腈裝置急冷塔和吸收塔是關鍵，二元交互作用參數(shù)由蘭州設計院提供。4.2.4、輕烴三甘醇脫水裝置4.2.5、DMT（對苯二甲酸二甲酯）裝置需要提供非庫組份物性參數(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

34、、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)戊烷三種目標產品）4.2.21 、烯直接水合法生產異丙醇裝置4.2.22 、石腦油氧化生產醋酸裝置4.2.23 、甲苯加氫生產苯裝置4224、UOP生產 PX裝置4.2.25 、甲苯歧化裝置4.2.26、PO裝置4.2.27 、苯加氫生產環(huán)己烷裝置4.2.28 、三塔方法分離甲醇裝置4.2

35、.29 、甲烷氯化法生產甲烷氯化物裝置4.2.30 、乙烯直接水合法生產乙醇裝置4.2.31 、丁烯 1和正丁醇裝置4.2.32 、乙腈抽提法生產異戊二烯裝置五、部分計算模塊討論5.1、RECYCL模塊多數(shù)裝置模擬需要采用RECYCL進行工藝計算，在具有循環(huán)物流的計算中，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)加速對于模擬計算是必要的。模擬中應用RECYCL模塊的裝置很多。 例如：環(huán)丁砜抽提芳烴裝置有六個循環(huán)物流；催化裂化的分餾吸收穩(wěn)定中有四 個循環(huán)物流等。5.2 、 CALCULAT對于有多股物流的工藝過程，PRO川提供的類似FORTRA語言的CALCULATORS 能夠方便地

36、計算各物流的組合工況或物流性質，靈活運用CALCULATORS對于完成全流程模擬計算是一個有效手段。例如：丁二烯抽提、氣體脫硫、甘醇脫水、MTB等裝置的模擬需要應用calculators5.3、OPTIMIZEROPTIMIZER莫塊是進行全流程或單元優(yōu)化計算的有效工具。對于塔的模擬，可以進 行進料位置、進料溫度、塔頂壓力、熱負荷等工藝參數(shù)的優(yōu)化。OPTIMIZER莫塊幾乎在全部塔的模擬中得到應用。但在最終確定塔內流體負荷時，必須將 OPTIMIZER莫塊從流程中刪除。5.4 、 CONTROLLERSCONTROLLERS廣泛應用于需要精確控制過程參數(shù)的模擬計算，調節(jié)流程上游的控制變量，以實

37、現(xiàn)工藝單元或工藝物流所期望的結果。CONTROLLERS使用范圍廣泛、應用靈活，在模擬中是否采用 CONTROLLE模塊對 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裝置進料中的H2含量、合成氨裝置反應器的進料溫度、環(huán)己烷裝置反應器進料溫度、乙烯裝置油冷 塔 和水冷塔的洗滌物流溫度等需要應用 CONTROLLERS算模塊。5.5、FLASH模塊通常在計算過程中，F(xiàn)LASH莫塊被認為是一個簡單計算模塊，但 PRO川沒有象 PROCES那樣提供三相閃蒸的計算模塊。例如：環(huán)丁砜芳烴抽提的模擬，需要計算汽提 塔和回收塔塔頂回流罐的游離水，采用 FLASH莫塊并應用含有VLLE方法

38、的熱力學方程 可以較好地解決游離水的計算問題。5.6、DISTILLATION 模塊蒸餾計算模塊是模擬計算軟件的核心計算模塊。通過蒸餾計算模塊，可以獲得不 同組份的物流（產品）。5.7、REACTO模塊反應計算模塊是模擬計算軟件的核心計算模塊。通過反應計算模塊，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算。六、工藝計算舉例6.1、 油田伴生氣深冷處理裝置工藝計算（NG.INP）6.1.1、原料條件組成組份進料組成，%摩爾重量N21.91982.7745CO20.38000.8627C186.501371.5945C25.20958.0816C32.76976.3011IC41.139

39、93.4181NC41.17993.5381IC50.41001.5260NC50.38001.4143NC60.11000.4890合計100.000199.9999總流量，kg/h3603.3總流量，N/d100000TEMPERATURE=40PRESSURE=26.1.2、模擬計算流程簡述U1口原料氣體與脫乙烷塔塔頂氣體混合后進入壓縮機。加壓后氣體進入冷卻器，冷后大約 35C。冷后物流進入氣液分離罐。罐底分離出輕油；罐頂分離出氣體。氣體（省去氣體凈化計算）分為兩路。一路與低溫富氣換熱至50-60E ;另一路與凝液換熱至50-60 C。兩路換熱后氣體混合進入氣液分離罐。罐頂分離出氣相去膨

40、脹機；罐底分離出液 相去節(jié)流。經(jīng)過膨脹機絕熱膨脹，氣體冷卻到-100C后進入氣液分離器上部。經(jīng)過節(jié)流的液 相冷卻到-70C后進入氣液分離器下部。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)（實際流程經(jīng)過壓縮機加壓后出裝置）；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入氣液分離罐。氣液分離罐頂部分離出氣相經(jīng)過壓縮機加壓、氣液分離罐底部液相經(jīng)過泵加壓， 兩股物流混合后進入冷卻器冷卻到 35- 38 C。冷卻后物流再進入冷卻器。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，換熱后去壓縮機前氣液分離罐脫乙烷塔塔頂氣相去原料氣壓縮機（實際為原料氣緩沖罐）；塔

41、底液相與脫丁烷塔 塔底輕油換熱后進入脫丁烷塔。脫丁烷塔塔頂出液化氣；塔底出輕油經(jīng)與進料換熱后出裝置（實際需要再進行一 次冷去嘰6.1.3、模擬計算過程輸入原料物流性質和名稱，保存INP文件 根據(jù)原則流程，逐步進行單元計算。NO.計算單元名稱入方出方名稱符號名稱符號限制條件1原料氣壓縮機原料氣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降壓液體