石油化工工藝過程模擬

1、PRO/II 與石油化工工藝過程模擬計算一、 PRO/II 簡介1.1 、概述PRO/II 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(shè)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(shè)備核算的軟件。PRO/II 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 操作系統(tǒng)的 V4.13 WITHP ROVISIONV 2.0 以上版本是比較常用的。 PRO/II 軟

2、件是很多煉 油、化工等設(shè)計院進行工藝設(shè)計的首選工藝模擬軟件之一，同時也是煉油、化工等生產(chǎn) 單位進行裝置標定計算、設(shè)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(shè)備往往是需要 進行標定或核算的重要設(shè)備之一，這時應用 PRO/II 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側(cè)/ 線汽

3、提用于復雜塔的側(cè)線汽提塔計算。4MIXER/混合器用于物流混合過程計算，擬混合的物流數(shù)不限。5SPLITTER/分流器物流分流計算。6SIMPLE HX/簡單換熱器無結(jié)構(gòu)參數(shù)限制的換熱器計算。7RIGOROUS HX嚴/格換熱器含結(jié)構(gòu)校核的換熱器計算。8COMPRESSO壓R縮/ 機氣體提高壓力計算。9EXPANDO膨R/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R/制器控制工藝參數(shù)值計算，如：進料溫度等。13OPTIMIZER優(yōu)/ 化器優(yōu)化工藝參數(shù)，如進料位置等。14CALCULATO計R/算器物流、工藝參數(shù)的分布和分配

4、計算。1序號模塊名稱主要功能15STREAM CALCULATO物R流/ 計算器物流中組份分布和分配計算。16CON. REACTOR轉(zhuǎn)/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. REACTOR平/衡反應器，按照平衡常數(shù)、反應熱等完成反應計算。18FLASH WITH SOLID含/ 固體閃蒸計算單元。19PIPE/ 管線計算（如：壓降、流速等） 。20DEPRESSO減R/壓閥（減壓計算） 。21MULTIVARIABLE CONTROLL多ER變/ 量控制器。22PLUG FLOW REACTO平R推/ 流反應器。23GIBBS REACTOR/GIBB反S

5、 應器。24POLYMER REACTO聚R合/ 物反應器。、 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、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/II 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(guān)鍵。以下分類討論 PRO/II 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、BWRS方程、GS方程、 IGS方程、 BK10方程等，各方程的適用范圍如下：熱力學方程適用領(lǐng)域SRK氣體、煉油過程的烴類物系SRK

6、KD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)計算的 NRTL（Non-Random Two Liquid ）方程、 UNIQUAC方程、 WILSON方程、 UNIFAC方程、 VANLAAR方程、

7、 FLORY方程、 MARGULE方S程等，各方程的適用范圍如下：熱力學方程適用領(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)L 據(jù)包、 SOURW ATER數(shù)據(jù)包、 ALCOHO數(shù)L

8、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 WATER含有 H2S、NH3、CO2、H2O物系的計算。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)計算三、PRO/II 在石油化工裝置塔模擬采用的熱

9、力學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

10、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

11、BK10、GSSIMSCI脫乙烷塔SRK、PRSIMSCI裝置名稱塔名稱熱力學方法數(shù)據(jù)包備注脫丁烷塔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

12、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NRTLSIMSC

13、I乙二醇裝置脫水塔NRTLALCOHOL乙二醇塔NRTLALCOHOL裝置名稱塔名稱熱力學方法數(shù)據(jù)包備注二甘醇塔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

14、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

15、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組分、組成、油品餾分等計算結(jié)果有明顯 影響，尤其對于全流程計算，需要充分利用 SPLITTER和 MIXER計算模塊對物流進行修 正。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(nèi)流行的計算軟件，如： ASPEN PLU、S PRO/II 、HYSYS/HYSIM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(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GS或 GS+SRK輕烴含

16、量高時，頂部 4 層塔板應用 SRK設(shè)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(chǎn)方案設(shè)定，如 160重整料餾份煤油餾份初側(cè)油干點根據(jù)煤油干點設(shè)定，一般比煤油干點高 10進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算得到初頂油流量通過計算得到煤油初側(cè)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輕烴含量高時，頂部 4 曾塔板應用 SRK設(shè)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(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 235航煤餾份二線油蒸餾溫度根據(jù)生產(chǎn)方案設(shè)

17、定，如 D86 EP點 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 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?cè)崃康?25%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負荷調(diào)整常一中按照總?cè)崃康?30%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負荷調(diào)整工藝參數(shù)或工藝變量備注常二中按照總?cè)崃康?35%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負荷調(diào)整汽提蒸汽常一線根據(jù)產(chǎn)品的初餾點要求調(diào)整常二線根據(jù)產(chǎn)品的初餾點要求調(diào)整常三線根據(jù)產(chǎn)品的初餾點要求調(diào)整常

18、底按照塔底的柴油餾份要求調(diào)整減壓塔熱力學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?cè)崃康?30%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負荷調(diào)整減一中按照總?cè)崃康?35%

19、左右設(shè)置，根據(jù)全塔負荷調(diào)整減二中按照總?cè)崃康?35%左右設(shè)置，根據(jù)全塔負荷調(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(guān)系到全塔取

20、熱、柴油質(zhì)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(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 推薦應用 BK10計算分餾塔；應用 GS和 SRK計算吸收穩(wěn)定四塔。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(shè)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(chǎn)方案設(shè)定，如 170汽油餾份柴油餾份油干點或 95%點根據(jù)柴油質(zhì)量要求設(shè)定，如： 95%

21、點 355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： 40二中循環(huán)返回溫度規(guī)定返回溫度，如： 40解吸塔熱力學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算得到穩(wěn)定塔熱力學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

22、 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算工藝包分餾塔是模擬計算的重點。計算結(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/II 計算。PRO/II 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(shè)

23、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(shè)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(chǎn)方案設(shè)定，如 170汽油餾份柴油餾份干點或 95%點根據(jù)柴油質(zhì)量要求設(shè)定，如： 95%點 355等蠟油餾份質(zhì)量指標根據(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)，

24、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/II 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 ALCOHO數(shù)L10據(jù)包。建議應用 FLASH模塊計算汽提塔頂?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(shè)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)丁砜的二元交互作用參數(shù)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(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

25、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(shè)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(shè)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；規(guī)定塔頂 MIXER冷凝器的液相抽出量和餾程要求。應用 PRO/II 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

26、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/HYSIM、ASPEN PLU、S PRO/II 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(guān)鍵是規(guī)定塔頂汽油的餾程。11應用 PRO/II 計算分餾塔時推薦應用 BK10和 GS方程。 應用 PRO/II 計算脫硫化氫塔時推薦應用 GS方程。 工藝計算主要關(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器熱力學SRK、GS設(shè)定值反應器進料溫度根據(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

27、GS或 SRK+GS輕烴含量高時，進料以上塔板應用 SRK設(shè)定值塔頂回流溫度如：40塔頂汽油餾份干點等例如： D86 95%點 170塔底柴油初餾點等例如： D86 1%點 175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(shè)定值塔頂回流溫度如：40塔頂汽油餾份干點等例如： D86 95%點 170，與汽提塔結(jié)合確定塔底柴油初餾點等例如： D86 1%點 175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

28、包）和 PRO/II 均可以得到比較滿意的結(jié)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(guān)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(shè)備計算均應以全流程計算結(jié)果為基礎(chǔ)12脫硫計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AMINE專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值凈化干氣含硫量根據(jù)國家標準和內(nèi)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(shè)

29、定值凈化液化氣含硫量根據(jù)國家標準和內(nèi)控標準確定變量貧溶劑量通過計算得到富液閃蒸罐熱力學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(shè)定值貧液硫化氫含量根據(jù)生產(chǎn)實際確定回流罐溫度根據(jù)生產(chǎn)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/HYSYS 、PRO/II 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 COSTALD或 LK 方法。西方流

30、行的 DESIGNI I 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 SOAVE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(shè)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(shè)定值塔頂碳四含量根據(jù)生產(chǎn)實際確定13工藝參數(shù)或工藝變量備注塔底碳三含量根據(jù)生產(chǎn)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 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)實際確定塔底碳二含量根

31、據(jù)生產(chǎn)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)設(shè)定值塔頂丙烯純度根據(jù)生產(chǎn)實際確定塔底丙烯含量或丙烷純度根據(jù)生產(chǎn)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(shè)定值塔頂輕碳四純度根據(jù)生產(chǎn)實際確定塔底輕碳四含量根據(jù)生產(chǎn)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/II 和 ASPEN PLUS軟件進行模擬計算。 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

32、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 SOUR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MBTE裝置計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器熱力學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14工藝參數(shù)或工藝變量備注異丁烯二聚轉(zhuǎn)化率必須提供共沸精餾塔熱力學NRTL通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂 MTBE含量根據(jù)生產(chǎn)實際確定塔底 MTBE純度根據(jù)相關(guān)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萃取塔熱力學NRTL，ALCOHOL

33、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)實際確定變量萃取劑用量通過計算得到甲醇回收塔熱力學NRTL，ALCOHOL通用數(shù)據(jù)包，專用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔頂甲醇純度根據(jù)生產(chǎn)實際確定塔底甲醇含量根據(jù)生產(chǎn)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)實際確定塔頂凈化氣中堿含量根據(jù)生產(chǎn)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2、其它精餾塔熱力學SRK或 PR通用數(shù)據(jù)包設(shè)定值塔

34、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)品質(zhì)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154.2.2 、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 、滑油糠醛抽提裝置抽提塔

35、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(chǎn)品）164.2.21 、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

36、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 、乙腈抽提法生產(chǎn)異戊二烯裝置五、部分計算模塊討論5.1 、 RECYCLE模塊多數(shù)裝置模擬需要采用 RECYCL進E 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 RECYCLE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 、 CALCULATO模R 塊對于有多股物流的工藝過程， PRO/II 提供的類似 FORTRA語N 言的

37、CALCULATO模R塊 能夠方便地計算各物流的組合工況或物流性質(zhì)，靈活運用CALCULATO模R 塊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、 MTBE等裝置的模擬需要應用 CALCULATOR 模塊。175.3 、 OPTIMIZER模塊OPTIMIZER 模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 模塊幾乎在全部塔的模擬中得到應用。 但在最終確定塔內(nèi)流體負荷時，必須將 OPTIMIZER模塊從流程中刪除。5.4 、 CONTROLLERSCONTROLLERS

38、模塊廣泛應用于需要精確控制過程參數(shù)的模擬計算，調(diào)節(jié)流程上游的 控制變量，以實現(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、應用靈活，在模擬中是否采用 CONTROLLER模S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 CONTROLLER計S算模塊。5.5 、 FLASH模塊通常在計算過程中， FLASH模塊被認為是一個簡單計算模塊，但 PRO/II 沒有象 PROCES那S樣提供三相閃蒸的計算模塊。例如：環(huán)丁砜芳

39、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模塊并應用含有 VLLE方法的熱力學方程 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(chǎn)品）。5.7 、 REACTOR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18組份進料組成， %摩爾重量N21.91982.7745CO2

40、0.38000.8627C186.501371.5945C25.20958.0816C32.76976.3011IC41.13993.4181NC41.17993.5381IC50.41001.5260NC50.38001.4143NC60.11000.4890合計100.000199.9999總流量， kg/h3603.3總流量， Nm3/d100000TEMPERATURE=40PRESSURE=26.1.2 、模擬計算流程簡述19R- 1 1C10 2H102R- 1 3R- 24R-24R- 1 2J 30 1F104 P-10 S-1R- 3 0R-20M-10H402 P401R-

41、41H30 1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 35。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 50-60 ；另一路 與凝液換熱至 50-60 。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 100后進入氣液分離器上部。經(jīng)過節(jié)流的液 相冷卻到 70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

42、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 。冷卻后物流再進入冷卻器。20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 冷卻）。6.1.3 、模擬計算過程輸入原料物流性質(zhì)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