石油化工工藝過(guò)程模擬

1、PRO/II與石油化工工藝過(guò)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(guò)程,對(duì)多種煉油、化工工藝過(guò)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 DOSS統(tǒng)的V3.3、V4.02版本和WINDOWS 操作系統(tǒng)的V4.13 WITHPROVISION/2.0以上版本是比擬常用的.PRO/II軟件是很多煉 油、化工等設(shè)計(jì)院進(jìn)行工

2、藝設(shè)計(jì)的首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軟件提供的精儲(chǔ)、吸收、萃取等單元操作過(guò)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)介廳P模塊名稱主要功能一、常用模塊1FLASH閃蒸進(jìn)料計(jì)算、氣液別離、多相別離計(jì)算.2DISTILLATION柿留精儲(chǔ)、吸收、萃取等別離過(guò)程的嚴(yán)格法計(jì)算.3SIDE COLUMN®線汽提用于復(fù)雜塔的側(cè)線汽提塔計(jì)算.4MIXER

3、/昆合器用于物流混合過(guò)程計(jì)算,擬混合的物流數(shù)不限.5SPLITTER/aO物流分流計(jì)算.6SIMPLE HX簡(jiǎn)單換熱器無(wú)結(jié)構(gòu)參數(shù)限制的換熱器計(jì)算.7RIGOROUS HX/格換熱器含結(jié)構(gòu)校核的換熱器計(jì)算.8COMPRESSOR/!機(jī)氣體提升壓力計(jì)算.9EXPANDOR/脹機(jī)氣體膨脹制冷計(jì)算.10PUMPR液體輸送計(jì)算.11VALVE 閥減壓或液體節(jié)流計(jì)算.12CONTROLLERS器限制工參數(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.14CALCULATORS 器物流、工藝參數(shù)的分布和分配計(jì)算.15STREAM CALCULATOR/計(jì)算器物流中組份分布和

4、分配計(jì)算.廳P模塊名稱主要功能16CON. REACTOR化反響器根據(jù)的系數(shù)完成反響的摩爾數(shù)變化量計(jì)算.二、其它模塊17EQU. REACTO用衡反響器,根據(jù)平衡常數(shù)、反響熱等完成反響計(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/1閥減壓計(jì)算.21MULTIVARIABLE CONTROL生R/量限制器.22PLUG FLOW REACTOR隹流反響器.23GIBBS REACTOR/GIBBS 應(yīng)器.24POLYMER REACTOR/物反響器.二、PRO/II熱力學(xué)方法的初步分析PRO/II提供多種用于流體的氣

5、液平衡常數(shù)、液液平衡常數(shù)、始、嫡、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),選擇適宜的熱力學(xué)方法是能否正確模擬工藝過(guò)程的關(guān)鍵.以下分類討論P(yáng)RO/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姓類物系計(jì)算的 SR3程、PR方程、BWR宏程、G萌程、 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(guò)程的爛類物系SRKKD煉油過(guò)程的燒水物系,尤具高溫、高壓的氣液液過(guò)程SRKM姓7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(guò)程的爛類物系PRM姓/醇等

6、極性/非極性物系的氣液液過(guò)程PRH酮/水等極性和高壓物系BWRS氣體、煉油過(guò)程的爛類物系GS常壓以上的煉油物系IGS煉油體系的氣液液過(guò)程BK10原油常壓、減壓蒸儲(chǔ)過(guò)程一2.2、 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 NRTLNon-Random Two Liquid方程、UNIQUA歷程、WILSON程、UNIFACT程、VANLAARf程、FLORYT程、MARGULEES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、液液平衡數(shù)據(jù)的化工、石油化工

7、極性物系WILSON極性物系的氣液過(guò)程UNIFAC任何組分結(jié)構(gòu)的物系VANLAAR化工、石油化工極性物系的氣液、液液過(guò)程FLORY化工、石油化工極性物系的氣液、液液過(guò)程MARGULES化工、石油化工極性物系的氣液、液液過(guò)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 GLYCO數(shù)據(jù)包、SOURWATER據(jù)包、ALCOHOL據(jù)包、AMIN嗷據(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(guò)程.溫度 26204C ；壓力0 13.6MPaSOUR WATER含有 H2S NH3

8、CO2 H2OW系的計(jì)算.溫度 20150C；壓力0 0.345MPa原始關(guān)聯(lián)式；壓力0 19.3MPa 修正Van Der Waals方程計(jì)算氣相逸度ALCOHOL含有醇、H2OW其他極性物系氣液、液液、氣液液過(guò)程.溫度 50110C；壓力0 10.2MPaAMINE含有MEA DEA DGA DIPA MDEAl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軟件在局部裝置塔模擬計(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)據(jù)包如下裝

9、置名稱塔名稱熱力學(xué)方法數(shù)據(jù)包備注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儲(chǔ)塔GSSIMSCI常壓塔GSSIMSCI常壓汽提塔GSSIMSCI減壓塔BK10SIMSCI催化裂化裝置分儲(chǔ)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芳姓抽提裝置抽提塔NRTLALCOHOL僅限環(huán)碉為溶劑非芳水洗塔NRTLALCOHOL提供Kij汽提塔NRTLALCOHOL提供Kij溶劑回收塔NRTLALCOHOL

10、提供Kij水汽提塔NRTLALCOHOL提供Kij溶劑再生塔NRTLALCOHOL提供Kij芳姓別離苯塔BK10SIMSCI甲苯塔BK10SIMSCI二甲苯塔BK10SIMSCI延遲焦化裝置分儲(chǔ)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加氫裂化裝置分儲(chǔ)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SRKSIMSCI裝置名稱塔名稱熱力學(xué)方

11、法數(shù)據(jù)包備注MTB噤置催化蒸儲(chǔ)塔NRTLSIMSCI催化精儲(chǔ)流程碳四別離塔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S

12、RK PRSIMSCI提供Kj乙烯塔SRK PRSIMSCI提供Kj脫丙烷塔SRK 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"塔SRK PRSIMSCI環(huán)氧乙烷裝置吸收塔NRTLSIMSCI解吸塔NRTLSIMSCI回收塔NRTLSIMSCI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裝置名稱塔名稱熱力學(xué)方法數(shù)據(jù)包備注:循

13、環(huán)苯塔BK1.SRKSIMSCI脫甲苯塔BK1.SRKSIMSCI乙苯精儲(chǔ)塔BK1.SRKSIMSCI多乙苯塔BK1.SRKSIMSCI苯乙烯裝置苯-甲苯塔BK1.SRKSIMSCI乙苯回收塔BK1.SRKSIMSCI苯乙烯精儲(chǔ)塔BK1.SRKSIMSCI殘液精制塔BK1.SRKSIMSCI丁二烯抽提裝置:第一萃取精儲(chǔ)塔NRTLSIMSCI提供Kj第一解吸塔NRTLSIMSCI第一水洗塔NRTLSIMSCIr第二萃取精儲(chǔ)塔NRTLSIMSCI第二解吸塔NRTLSIMSCI第二水洗塔NRTLSIMSCI脫水塔SRKSIMSCIWW答SRKSIMSCI醋酸乙烯裝置醋酸吸收塔NRTL SRKMSIM

14、SCI洗滌塔NRTL SRKMSIMSCI二氧化碳吸收塔NRTL SRKMSIMSCI二氧化碳再生塔NRTL SRKMSIMSCI初儲(chǔ)塔NRTL SRKMSIMSCI脫水塔NRTL SRKMSIMSCI脫輕塔NRTL SRKMSIMSCIrns塔NRTL SRKMSIMSCI四、精微研究室開發(fā)的精儲(chǔ)過(guò)程工藝包4.1、 煉油裝置4.1.1、 燃料型和滑油型原油蒸儲(chǔ)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、油品儲(chǔ)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 SPLITTERS MIXE刈算模塊對(duì)物流進(jìn)行修 正.減壓塔的計(jì)算建議取常壓渣油的 D116

15、0蒸儲(chǔ)數(shù)據(jù)單獨(dú)計(jì)算.與實(shí)際操作過(guò)程一樣,初儲(chǔ)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：ASPEN PLUSPRO/II、HYSYS/HYSI雕均可以對(duì)常減壓裝置作出比擬準(zhǔn)確的描述.PRO/II推薦應(yīng)用GS?口 BK10方程.原油蒸儲(chǔ)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)或工藝變量備注初儲(chǔ)塔熱力學(xué)GS 或 GS+SRK輕姓含量高時(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160c重整料儲(chǔ)份煤油儲(chǔ)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 10C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

16、器取熱量通過(guò)計(jì)算得到初頂油流量通過(guò)計(jì)算得到煤油初側(cè)油流量通過(guò)計(jì)算得到柴油儲(chǔ)份流量通過(guò)計(jì)算得到常壓塔熱力學(xué)GS或 SRK+GS輕姓含量高時(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170c汽油儲(chǔ)份一線油蒸儲(chǔ)溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定,如D86 EP點(diǎn)235c航煤儲(chǔ)份二線油蒸儲(chǔ)溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定,如D86 EP點(diǎn)305c燈油儲(chǔ)份三線油蒸儲(chǔ)溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)定,如D86 95以360c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(guò)計(jì)算得到常頂油流量通過(guò)計(jì)算得到一線抽出量通過(guò)計(jì)算得到二線抽出量通過(guò)計(jì)算得到三線抽出量

17、通過(guò)計(jì)算得到四線抽出量通過(guò)計(jì)算得到中段循環(huán)頂循環(huán)根據(jù)總?cè)崃康?5%仝右設(shè)置,根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整常一中根據(jù)總?cè)崃康?0%仝右設(shè)置,根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整常二中根據(jù)總?cè)崃康?5%仝右設(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)品的初儲(chǔ)點(diǎn)要求調(diào)整常二線根據(jù)產(chǎn)品的初儲(chǔ)點(diǎn)要求調(diào)整常三線根據(jù)產(chǎn)品的初儲(chǔ)點(diǎn)要求調(diào)整常底根據(jù)塔底的柴油儲(chǔ)份要求調(diào)整工藝參數(shù)或工藝變量備注減壓塔熱力學(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減四線抽出板液相流量設(shè)

18、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變量減一線流星通過(guò)計(jì)算得到減二線流量通過(guò)計(jì)算得到減三線流量通過(guò)計(jì)算得到減四線流量通過(guò)計(jì)算得到減五線流量通過(guò)計(jì)算得到中段循環(huán)減頂循環(huán)根據(jù)總?cè)崃康?0%仝右設(shè)置,根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整減一中根據(jù)總?cè)崃康?5%仝右設(shè)置,根據(jù)全塔負(fù)荷調(diào)整減二中根據(jù)總?cè)崃康?5%仝右設(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)品的儲(chǔ)程要求調(diào)整減二線根據(jù)產(chǎn)品的儲(chǔ)程要求調(diào)整減三線根據(jù)產(chǎn)品的儲(chǔ)程要求調(diào)整減四線根據(jù)產(chǎn)品的儲(chǔ)程要求調(diào)整減底根據(jù)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

19、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、 催化裂化裝置分儲(chǔ)和吸收穩(wěn)定局部全流程和單塔模擬計(jì)算工藝包.分儲(chǔ)塔和解吸塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn).分儲(chǔ)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(guò)汽化油流量體積基為進(jìn)料流量的3%Z下；對(duì)于吸收穩(wěn)定四塔,解吸塔涉及到碳二、碳三組分的別離,提升解吸塔的別離效率對(duì)于干氣、液化氣質(zhì)量是最為關(guān)鍵的.穩(wěn)定塔的別離那么直接關(guān)系到穩(wěn)定汽油的質(zhì)量是否 滿足工藝要求.PRO/II推薦

20、應(yīng)用BK10計(jì)算分儲(chǔ)塔；應(yīng)用GS和SRK#算吸收穩(wěn)定四塔 分儲(chǔ)-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)或工藝變量備注分儲(chǔ)塔和柴油汽提塔熱力學(xué)BK10輕姓含量高時(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170c汽油儲(chǔ)份柴油儲(chǔ)份油干點(diǎn)或95陽(yáng):根據(jù)柴油質(zhì)量要求設(shè)定,如：95陽(yáng)355c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(guò)計(jì)算得到塔底油漿取熱量通過(guò)計(jì)算得到分儲(chǔ)塔柴油儲(chǔ)份抽出流量通過(guò)計(jì)算得到塔頂富氣流量通過(guò)計(jì)算得到吸收塔熱力學(xué)GS或 SRK+GS輕姓含量高時(shí),頂部4層塔板應(yīng)用SRK中段循環(huán)一中循

21、環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度,如：40C二中循環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度,如：40C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 C塔底C2含量于塔頂溫度設(shè)定取之一變量塔底再沸器熱量通過(guò)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Z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、 延遲焦化裝置主分儲(chǔ)塔模擬計(jì)算工藝包分儲(chǔ)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)

22、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(guò)汽化油流量體積基為進(jìn)料流量的3%以下；規(guī)定塔頂MIXERS凝器的液相抽出量和儲(chǔ)程要求建議分儲(chǔ)塔含柴油汽提塔應(yīng)用 PRO/II計(jì)算.PRO/II推薦應(yīng)用BK10計(jì)算分儲(chǔ)塔含柴油汽提塔 分儲(chǔ)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)或工藝變量備注分儲(chǔ)塔和柴油汽提塔熱力學(xué)BK10輕姓含量高時(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170c汽油儲(chǔ)份柴油儲(chǔ)份干點(diǎn)或95%根據(jù)柴油質(zhì)量要求設(shè)定,如：95陽(yáng)355c等蠟油儲(chǔ)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

23、通過(guò)計(jì)算得到塔底油漿取熱量通過(guò)計(jì)算得到柴油儲(chǔ)份抽出流量通過(guò)計(jì)算得到蠟油儲(chǔ)份抽出流量通過(guò)計(jì)算得到塔頂富氣流量通過(guò)計(jì)算得到4.1.4、 催化重整裝置芳炫抽提環(huán)丁碉為溶劑模擬計(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)算芳姓抽提過(guò)程.對(duì)于脫輕塔和脫重塔,推薦應(yīng)用 SRK?口 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據(jù)包.建議應(yīng)用FLASH真塊計(jì)算汽提塔頂?shù)乃畡e離問題.溶劑回收塔塔底水含量推薦為0.5-0.7% o芳姓

24、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).碉的二元交互作用參數(shù)汽提塔熱力學(xué)NRTL提供各組份對(duì)環(huán).碉的二元交互作用參數(shù)設(shè)定值塔頂偏出量根據(jù)塔底非芳姓含量要求設(shè)定儲(chǔ)出重量流量變量塔底再沸器熱量通過(guò)計(jì)算得到溶劑再生塔工藝參數(shù)或工藝變量備注熱力學(xué)NRTL提供各組份對(duì)環(huán).碉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爛含量?jī)扇杖∑湟蛔兞克自俜衅骷訜崃客ㄟ^(guò)計(jì)算得到塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到水汽提塔熱力學(xué)NRTL提供各組份對(duì)環(huán).碉的二元交互作用參數(shù)設(shè)定值塔頂偏出量變量塔底再沸器熱量通過(guò)計(jì)算得到4.1.5、 加氫裂化裝置分儲(chǔ)局部模擬計(jì)算

25、工藝包.分儲(chǔ)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(guò)汽化油流量體積基為進(jìn)料流量的3%以下；規(guī)定塔頂MIXERS凝器的液相抽出量和儲(chǔ)程要求.應(yīng)用PRO/II計(jì)算分儲(chǔ)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£ GS方程.4.1.6、 加氫精制裝置分儲(chǔ)局部模擬計(jì)算工藝包.脫硫化氫塔和分儲(chǔ)塔是模擬計(jì)算的重點(diǎn).HYSYS/HYSIM、ASPEN PLUSPRO/II均能夠比擬準(zhǔn)確地計(jì)算脫硫化氫塔和分儲(chǔ)塔.其中分儲(chǔ)塔計(jì)算收斂的關(guān)鍵是規(guī)定塔頂汽油的儲(chǔ)程.應(yīng)用PRO/II計(jì)算分儲(chǔ)塔時(shí)推薦應(yīng)用BK10和GS方程.應(yīng)用PRO/

26、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響器熱力學(xué)SRK GS設(shè)定值反響器進(jìn)料溫度根據(jù)加工原料和生產(chǎn)目確實(shí)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)GSgE SRK+GS輕姓含量高時(shí),進(jìn)料以上塔板應(yīng)用 SRK設(shè)定值塔頂回流溫度如：40 C塔頂汽油儲(chǔ)份干點(diǎn)等例如：D86 95% 170 c塔底柴油初儲(chǔ)點(diǎn)等例如：D86 1%K 175 c變量塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到工藝參數(shù)或工藝變量備注塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到汽油儲(chǔ)份儲(chǔ)出量通過(guò)計(jì)算得到分儲(chǔ)塔熱力學(xué)GS+SRK設(shè)定值塔頂回流溫度如：40 C塔頂汽油儲(chǔ)份干點(diǎn)等例如：D86

27、95以170C,與汽提塔結(jié)合確定塔底柴油初儲(chǔ)點(diǎn)等例如：D86 1%? 175C變量塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到汽油儲(chǔ)份儲(chǔ)出量通過(guò)計(jì)算得到4.1.7、 煉廠干氣、液化氣脫硫裝置模擬計(jì)算工藝包.HYSIM/HYSYS 含胺包和PRO/II均可以得至U比擬滿意的結(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(guò)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)算流程中參加計(jì)算器模塊,使全流程中的溶劑包括 水組分到達(dá)平衡.推薦全裝置應(yīng)用AMIN由力學(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

28、計(jì)算結(jié)果為根底.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(guò)計(jì)算得到液化氣脫硫塔熱力學(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(guò)計(jì)算得到富液閃蒸罐熱力學(xué)AMINE專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值富液中姓含量根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定變量富液進(jìn)閃蒸罐溫度通過(guò)計(jì)算得到溶劑再生塔工藝參數(shù)或工藝變量備注熱力學(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(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到4.1.8、 氣

29、體分儲(chǔ)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COSTALD LK方法.西方流行的DESIGNI模擬軟件對(duì)于輕姓體系的計(jì)算接近實(shí)際操作過(guò)程,推薦平衡 常數(shù)根據(jù)API SOAVEJ程計(jì)算.應(yīng)用PRO/II計(jì)算丙烯塔時(shí),推薦參加丙烯-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)SR3 PR通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂碳四含量

30、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(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到脫乙烷塔熱力學(xué)SR3 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)生產(chǎn)實(shí)際確定變量塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)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(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到工藝參數(shù)或工藝變量備注脫輕碳四塔熱力學(xué)SR3 PR通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂輕碳四純度1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

31、過(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)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 PLU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)于塔的汽液負(fù)荷有比擬大的影響,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SOU旅用數(shù)據(jù)包計(jì)算熱力學(xué)平衡常數(shù).4.1.10、 MTBEEI置模擬計(jì)算工藝包MBTEI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)或工藝變量備注反響器熱力學(xué)SRK異丁烯生成MTBE?；蔲必須提供異丁烯生成TBA轉(zhuǎn)化率r必須提供異丁烯二聚轉(zhuǎn)化率必須提供共沸精儲(chǔ)塔熱力學(xué)NRTL通用

32、數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂MTB冷量;根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定塔底MTBE屯度根據(jù)相關(guān)指標(biāo)確定變量塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)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)際確定變量萃取劑用量通過(guò)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)際確定工藝參數(shù)或工藝變量備注變量塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到4.2、 其它裝置模擬工藝包4.2.1、 乙烯裝置局部過(guò)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)

33、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(guò)計(jì)算得到水洗水流量通過(guò)計(jì)算得到2、其它精儲(chǔ)塔熱力學(xué)srk«£ PR通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂關(guān)鍵組份含量r根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求確定塔底關(guān)鍵組份含量,艮據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求確定變量塔頂冷凝器取熱量通過(guò)計(jì)算得到塔底再沸器加熱量通過(guò)計(jì)算得到4.2.2、 二氯乙烷裝置DEC和氯乙烯單體裝置VCM4.2.3、 丙烯睛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、 輕炫三甘醇脫水裝置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

34、氣脫硫醇裝置4.2.7、 油田伴生氣別離正丁烷裝置為順酊裝置提供原料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、 偏三甲苯別離裝置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

35、置4.2.24、 UO吐產(chǎn)PX裝置4.2.25、 甲苯歧化裝置4.2.26、 POH®4.2.27、 苯加氫生產(chǎn)環(huán)己烷裝置4.2.28、 三塔方法別離甲醇裝置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、 乙睛抽提法生產(chǎn)異戊二烯裝置五、局部計(jì)算模塊討論5.1、 RECYCLED多數(shù)裝置模擬需要采用RECYCL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RECYCL模塊的裝置很多.例如：環(huán)丁碉抽提芳爛裝置有六個(gè)循環(huán)物

36、流；催化裂化的分儲(chǔ)一吸收穩(wěn)定中有四個(gè) 循環(huán)物流等.5.2、 CALCULATOR塊對(duì)于有多股物流的工藝過(guò)程,PRO/II提供的類似FORTRAN言的CALCULATORS 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：丁二烯抽提、氣體脫硫、甘醇脫水、MTBE?裝置的模:?H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

37、應(yīng)用.但在最終確定塔內(nèi)流體負(fù)荷時(shí),必須將 OPTIMIZER1塊從流程中刪除.5.4、 CONTROLLERSCONTROLLERS真塊廣泛應(yīng)用于需要精確限制過(guò)程參數(shù)的模擬計(jì)算,調(diào)節(jié)流程上游的 限制變量,以實(shí)現(xiàn)工藝單元或工藝物流所期望的結(jié)果.CONTROLLERS勺使用范圍廣泛、應(yīng)用靈?S,在模擬中是否采用CONTROLLERS對(duì)于模擬的精確程度有重要影響,例如：丙烯月青裝置吸收塔底溫度、HDSg置進(jìn)料中的H2含量、合成氨裝置反響器的進(jìn)料溫度、環(huán)己烷裝置反響器進(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模塊.5.5、 FLASHY塊通常在計(jì)算過(guò)程中,FLA

38、SH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樣提供三相閃蒸的計(jì)算模塊.例如：環(huán)丁碉芳爛抽提的模擬,需要計(jì)算汽提 塔和回收塔塔頂回流罐的游離水,采用 FLASH真塊并應(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 模塊蒸儲(chǔ)計(jì)算模塊是模擬計(jì)算軟件的核心計(jì)算模塊.通過(guò)蒸儲(chǔ)計(jì)算模塊,可以獲得不同 組份的物流產(chǎn)品.5.7、 REACTO模塊反響計(jì)算模塊是模擬計(jì)算軟件的核心計(jì)算模塊.通過(guò)反響計(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.INP6.1

39、.1、 原料條件組成組份進(jìn)料組成,摩爾重量N21.91982.7745CO20.38000.8627C186.501371.5945C25.20958.0816C32.76976.3011IC41.13993.4181NC41.17993.5381IC50.41001.5260NC50.38001.4143NC60.11000.4890合計(jì)100.000199.9999總流里,kg/h3603.3總流里:,NmYd100000TEMPERATURE=40PRESSURE=26.1.2、 模擬計(jì)算流程簡(jiǎn)述R- 13R- 232567.R- 4 0 ,-sR- 3 7R- 44P-R- 21V-1

40、1.P-2 2EO中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 35Co冷后物流進(jìn)入氣液別離罐.罐底別離出輕油；罐頂別離出氣體.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 C；另一路與凝液換熱至50-60 C 0兩路換熱后氣體混合進(jìn)入氣液別離罐.罐頂別離出氣相去膨脹機(jī)；罐底別離出液相 去節(jié)流.經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)絕熱膨脹,氣體冷卻到-100c后進(jìn)入氣液別離器上部.經(jīng)過(guò)節(jié)流的液 相冷卻到-70 C后進(jìn)入氣液別離器下部.氣液別離器頂局部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(guò)壓縮機(jī)加壓后出裝置；氣液別離器底局部離出的液相 與另一路凈化原料氣換熱后

41、進(jìn)入氣液別離罐.氣液別離罐頂局部離出氣相經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)加壓、氣液別離罐底部液相經(jīng)過(guò)泵加壓,兩 股物流混合后進(jìn)入冷卻器冷卻到 35-38 C o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)前氣液別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.6.1.3、 模擬計(jì)算過(guò)程輸入原料物流性質(zhì)和名稱,保存INP文件 根據(jù)原那么流程,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