———分割线———
一、PRO/II简介
1.1、概述
1.2、主要计算模块或计算单元简介
序号 | 模块名称 | 主要功能 |
一、常用模块 | ||
1 | FLASH/闪蒸 | 进料计算、气液分离、多相分离计算。 |
2 | DISTILLATION/精馏 | 精馏、吸收、萃取等分离过程的严格法计算。 |
3 | SIDE COLUMN/侧线汽提 | 用于复杂塔的侧线汽提塔计算。 |
4 | MIXER/混合器 | 用于物流混合过程计算,拟混合的物流数不限。 |
5 | SPLITTER/分流器 | 物流分流计算。 |
6 | SIMPLE HX/简单换热器 | 无结构参数限制的换热器计算。 |
7 | RIGOROUS HX/严格换热器 | 含结构校核的换热器计算。 |
8 | COMPRESSOR/压缩机 | 气体提高压力计算。 |
9 | EXPANDOR/膨胀机 | 气体膨胀制冷计算。 |
10 | PUMP/泵 | 液体输送计算。 |
11 | VALVE/阀 | 减压或液体节流计算。 |
12 | CONTROLLER/控制器 | 控制工艺参数值计算,如:进料温度等。 |
13 | OPTIMIZER/优化器 | 优化工艺参数,如进料位置等。 |
14 | CALCULATOR/计算器 | 物流、工艺参数的分布和分配计算。 |
15 | STREAM CALCULATOR/物流计算器 | 物流中组份分布和分配计算。 |
16 | CON. REACTOR/转化反应器 | 按照计量系数完成反应的摩尔数变化量计算。 |
二、其它模块 | ||
17 | EQU. REACTOR/平衡反应器,按照平衡常数、反应热等完成反应计算。 | |
18 | FLASH WITH SOLID/含固体闪蒸计算单元。 | |
19 | PIPE/管线计算(如:压降、流速等)。 | |
20 | DEPRESSOR/减压阀(减压计算)。 | |
21 | MULTIVARIABLE CONTROLLER/多变量控制器。 | |
22 | PLUG FLOW REACTOR/平推流反应器。 | |
23 | GIBBS REACTOR/GIBBS 反应器。 | |
24 | POLYMER REACTOR/聚合物反应器。 |
二、PRO/II热力学方法的初步分析
2.1、普遍化方法
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 |
SRKM | 烃/醇等极性/非极性物系 |
SRKH | 酮/水等极性和高压物系 |
PR | 气体、炼油过程的烃类物系 |
PRM | 烃/醇等极性/非极性物系的气液液过程 |
PRH | 酮/水等极性和高压物系 |
BWRS | 气体、炼油过程的烃类物系 |
GS | 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
热力学方程 | 适用领域 |
NRTL | 有液相活度系数可以利用的化工、石油化工极性物系 |
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 |
FLORY | 化工、石油化工极性物系的气液、液液过程 |
MARGULES | 化工、石油化工极性物系的气液、液液过程 |
2.3、专用数据包方法
专用数据包 | 适用领域 |
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≤13.6MPa |
SOUR WATER | 含有H2S、NH3、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≤10.2MPa |
AMINE | 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采用的热力学方法
3.1、炼油装置
装置名称 | 塔名称 | 热力学方法 | 数据包 | 备注 |
常减压装置 | 初馏塔 | GS | SIMSCI | |
常压塔 | GS | SIMSCI | ||
常压汽提塔 | GS | SIMSCI | ||
减压塔 | BK10 | SIMSCI | ||
催化裂化装置 | 分馏塔 | BK10 | SIMSCI | |
柴油汽提塔 | BK10 | SIMSCI | ||
吸收塔 | SRK、GS | SIMSCI | ||
解吸塔 | SRK、GS | SIMSCI | ||
再吸收塔 | SRK、GS | SIMSCI | ||
稳定塔 | SRK/GS | SIMSCI | ||
催化重整装置 | 脱轻塔 | SRK、PR | SIMSCI | |
脱重塔 | SRK、PR | SIMSCI | ||
芳烃抽提装置 | 抽提塔 | NRTL | ALCOHOL | 仅限环丁砜为溶剂 |
非芳水洗塔 | NRTL | ALCOHOL | 提供Kij | |
汽提塔 | NRTL | ALCOHOL | 提供Kij | |
溶剂回收塔 | NRTL | ALCOHOL | 提供Kij | |
水汽提塔 | NRTL | ALCOHOL | 提供Kij | |
溶剂再生塔 | NRTL | ALCOHOL | 提供Kij | |
芳烃分离 | 苯塔 | BK10 | SIMSCI | |
甲苯塔 | BK10 | SIMSCI | ||
二甲苯塔 | BK10 | SIMSCI | ||
延迟焦化装置 | 分馏塔 | BK10 | SIMSCI | |
柴油吸收塔 | BK10、GS | SIMSCI | ||
吸收塔 | SRK、GS | SIMSCI | ||
解吸塔 | SRK、GS | SIMSCI | ||
再吸收塔 | SRK、GS | SIMSCI | ||
稳定塔 | SRK/GS | SIMSCI | ||
加氢裂化装置 | 分馏塔 | BK10、GS | SIMSCI | |
脱乙烷塔 | SRK、PR | SIMSCI | ||
脱丁烷塔 | BK10、GS | SIMSCI | ||
石脑油汽提塔 | BK10、GS | SIMSCI | ||
加氢装置 | 汽提塔 | SRK | SIMSCI | |
稳定塔 | SRK | SIMSCI | ||
MTBE装置 | 催化蒸馏塔 | NRTL | SIMSCI | 催化精馏流程 |
碳四分离塔 | NRTL | SIMSCI | 两器四塔流程 | |
甲醇萃取塔 | NRTL | ALCOHOL | ||
甲醇回收塔 | NRTL | ALCOHOL | ||
酸水汽提装置 | 酸水汽提塔 | SOUR | SIMSCI | |
脱硫装置 | 干气脱硫塔 | AMINE&SRK | SIMSCI | |
液化气脱硫塔 | AMINE&SRK | SIMSCI | ||
溶剂再生塔 | AMINE&SRK |
3.2、石油化工装置
装置名称 | 塔名称 | 热力学方法 | 数据包 | 备注 |
乙烯装置 | 油洗塔 | SRK、PR | SIMSCI | |
水洗塔 | SRK、PR | SIMSCI | ||
脱甲烷塔 | SRK、PR | SIMSCI | ||
脱乙烷塔 | SRK、PR | SIMSCI | 提供Kij | |
乙烯塔 | SRK、PR | SIMSCI | 提供Kij | |
脱丙烷塔 | SRK、PR | SIMSCI | 提供Kij | |
丙烯塔 | SRK、PR | SIMSCI | 提供Kij | |
脱丁烷塔 | SRK、PR | SIMSCI | ||
裂解汽油加氢装置 | 脱碳五塔 | SRK、PR | SIMSCI | |
脱碳十塔 | SRK、PR | SIMSCI | ||
环氧乙烷装置 | 吸收塔 | NRTL | SIMSCI | |
解吸塔 | NRTL | SIMSCI | ||
回收塔 | NRTL | SIMSCI | ||
精制塔 | NRTL | SIMSCI | ||
乙二醇装置 | 脱水塔 | NRTL | ALCOHOL | |
乙二醇塔 | NRTL | ALCOHOL | ||
二甘醇塔 | NRTL | ALCOHOL | ||
三甘醇塔 | NRTL | ALCOHOL | ||
乙苯装置 | 吸收塔 | SRK | SIMSCI | |
稳定塔 | SRK | SIMSCI | ||
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 | ||
残液精制塔 | BK10、SRK | SIMSCI | ||
丁二烯抽提装置 | 第一萃取精馏塔 | NRTL | SIMSCI | 提供Kij |
第一解吸塔 | NRTL | SIMSCI | ||
第一水洗塔 | NRTL | SIMSCI | ||
第二萃取精馏塔 | NRTL | SIMSCI | ||
第二解吸塔 | NRTL | SIMSCI | ||
第二水洗塔 | NRTL | SIMSCI | ||
脱水塔 | SRK | SIMSCI | ||
精制塔 | SRK | SIMSCI | ||
醋酸乙烯装置 | 醋酸吸收塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | |
洗涤塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | ||
二氧化碳吸收塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | ||
二氧化碳再生塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | ||
初馏塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | ||
脱水塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | ||
脱轻塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI | ||
脱重塔 | NRTL、SRKM | SIMSCI |
四、精馏研究室开发的精馏过程工艺包
4.1、炼油装置
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
初馏塔 | ||
热力学 | GS或GS+SRK | 轻烃含量高时,顶部4层塔板应用SRK |
设定值 | 回流罐温度 | 塔顶1#理论板温度 |
初顶油干点 | 根据生产方案设定,如160℃重整料馏份 | |
煤油馏份初侧油干点 | 根据煤油干点设定,一般比煤油干点高10℃ | |
进料以上塔板液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
初顶油流量 | 通过计算得到 | |
煤油初侧油流量 | 通过计算得到 | |
柴油馏份流量 | 通过计算得到 | |
常压塔 | ||
热力学 | GS或SRK+GS | 轻烃含量高时,顶部4曾塔板应用SRK |
设定值 | 回流罐温度 | 塔顶1#理论板温度 |
常顶油干点 | 根据生产方案设定,如170℃汽油馏份 | |
一线油蒸馏温度 | 根据生产方案设定,如D86 EP点235℃航煤馏份 | |
二线油蒸馏温度 | 根据生产方案设定,如D86 EP点305℃灯油馏份 | |
三线油蒸馏温度 | 根据生产方案设定,如D86 95%点360℃ | |
四线抽出板上液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
常顶油流量 | 通过计算得到 | |
一线抽出量 | 通过计算得到 | |
二线抽出量 | 通过计算得到 | |
三线抽出量 | 通过计算得到 | |
四线抽出量 | 通过计算得到 | |
中段循环 | 顶循环 | 按照总取热量的25%左右设置,根据全塔负荷调整 |
常一中 | 按照总取热量的30%左右设置,根据全塔负荷调整 | |
常二中 | 按照总取热量的35%左右设置,根据全塔负荷调整 | |
汽提蒸汽 | 常一线 | 根据产品的初馏点要求调整 |
常二线 | 根据产品的初馏点要求调整 | |
常三线 | 根据产品的初馏点要求调整 | |
常底 | 按照塔底的柴油馏份要求调整 | |
减压塔 | ||
热力学 | BK10 | |
设定值 | 减一线抽出板液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h |
减二线抽出板液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h | |
减三线抽出板液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h | |
减四线抽出板液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h | |
减五线抽出板液相流量 | 设定抽出板液相流量为极小值,如0.01kg/h | |
变量 | 减一线流量 | 通过计算得到 |
减二线流量 | 通过计算得到 | |
减三线流量 | 通过计算得到 | |
减四线流量 | 通过计算得到 | |
减五线流量 | 通过计算得到 | |
中段循环 | 减顶循环 | 按照总取热量的30%左右设置,根据全塔负荷调整 |
减一中 | 按照总取热量的35%左右设置,根据全塔负荷调整 | |
减二中 | 按照总取热量的35%左右设置,根据全塔负荷调整 | |
汽提蒸汽 | 减一线 | 根据产品的馏程要求调整 |
减二线 | 根据产品的馏程要求调整 | |
减三线 | 根据产品的馏程要求调整 | |
减四线 | 根据产品的馏程要求调整 | |
减底 | 按照塔底温度要求调整 | |
脱丁烷塔 | ||
热力学 | SRK | |
设定值 | 根据工艺要求设定 | 一般为塔顶和塔底关键组份含量 |
变量 | 根据工艺要求设定 | 一般为塔顶冷凝取热量和塔底加热量 |
脱乙烷塔 | ||
热力学 | SRK | |
设定值 | 根据工艺要求设定 | 一般为塔顶和塔底关键组份含量 |
变量 | 根据工艺要求设定 | 一般为塔顶冷凝取热量和塔底加热量 |
4.1.2、催化裂化装置分馏和吸收稳定部分全流程和单塔模拟计算工艺包
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
分馏塔和柴油汽提塔 | ||
热力学 | BK10 | 轻烃含量高时,顶部4层塔板应用GS |
设定值 | 回流罐温度 | 塔顶1#理论板温度 |
塔顶粗汽油干点 | 根据生产方案设定,如170℃汽油馏份 | |
柴油馏份油干点或95%点 | 根据柴油质量要求设定,如:95%点355℃等 | |
外甩油浆流量 | 根据回炼比确定 | |
塔底温度 | 根据工艺要求确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底油浆取热量 | 通过计算得到 | |
分馏塔柴油馏份抽出流量 | 通过计算得到 | |
塔顶富气流量 | 通过计算得到 | |
吸收塔 | ||
热力学 | GS或SRK+GS | 轻烃含量高时,顶部4层塔板应用SRK |
中段循环 | 一中循环返回温度 | 规定返回温度,如:40℃ |
二中循环返回温度 | 规定返回温度,如:40℃ | |
解吸塔 | ||
热力学 | GS或GS+SRK | |
设定值 | 塔顶温度 | 根据塔底C2含量要求设定,如:75℃ |
塔底C2含量 | 于塔顶温度设定取之一 | |
变量 | 塔底再沸器热量 | 通过计算得到 |
稳定塔 | ||
热力学 | GS+SRK | |
设定值 | 塔底C4含量 | 根据工艺要求设定,如:1% |
塔顶C5和C2含量 | 根据工艺要求设定C5含量,如:0.3% | |
变量 | 根据工艺要求设定 | 一般为塔顶冷凝取热量和塔底加热量 |
再吸收塔 | ||
热力学 | GS | |
设定值 | 根据工艺要求设定 | 一般根据干气中C3含量 |
变量 | 根据工艺要求设定 | 调整吸收柴油用量 |
4.1.3、延迟焦化装置主分馏塔模拟计算工艺包
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
分馏塔和柴油汽提塔 | ||
热力学 | BK10 | 轻烃含量高时,顶部4层塔板应用GS |
设定值 | 回流罐温度 | 塔顶1#理论板温度 |
塔顶粗汽油干点 | 根据生产方案设定,如170℃汽油馏份 | |
柴油馏份干点或95%点 | 根据柴油质量要求设定,如:95%点355℃等 | |
蜡油馏份质量指标 | 根据蜡油质量要求设定 | |
塔底温度 | 根据工艺要求确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底油浆取热量 | 通过计算得到 | |
柴油馏份抽出流量 | 通过计算得到 | |
蜡油馏份抽出流量 | 通过计算得到 | |
塔顶富气流量 | 通过计算得到 |
4.1.4、催化重整装置芳烃抽提(环丁砜为溶剂)模拟计算工艺包
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
抽提塔 | ||
热力学 | NRTL | 提供各组份对环丁砜的二元交互作用参数 |
汽提塔 | ||
热力学 | NRTL | 提供各组份对环丁砜的二元交互作用参数 |
设定值 | 塔顶馏出量 | 根据塔底非芳烃含量要求设定馏出重量流量 |
变量 | 塔底再沸器热量 | 通过计算得到 |
溶剂再生塔 | ||
热力学 | NRTL | 提供各组份对环丁砜的二元交互作用参数 |
设定值 | 塔底水含量 | 两者取其一 |
回流比或塔底芳烃含量 | ||
变量 | 塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 | |
水汽提塔 | ||
热力学 | NRTL | 提供各组份对环丁砜的二元交互作用参数 |
设定值 | 塔顶馏出量 | |
变量 | 塔底再沸器热量 | 通过计算得到 |
4.1.5、加氢裂化装置分馏部分模拟计算工艺包
应用PRO/II计算其他塔(脱乙烷塔、脱丁烷塔等)时推荐应用SRK或GS方程。
其中分馏塔计算收敛的关键是规定塔顶汽油的馏程。
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
加氢反应器 | ||
热力学 | SRK、GS | |
设定值 | 反应器进料温度 | 根据加工原料和生产目的确定 |
杂质转化率 | 根据生产要求确定 | |
汽提塔 | ||
热力学 | GS或SRK+GS | 轻烃含量高时,进料以上塔板应用SRK |
设定值 | 塔顶回流温度 | 如:40℃ |
塔顶汽油馏份干点等 | 例如:D86 95%点170℃ | |
塔底柴油初馏点等 | 例如:D86 1%点175℃ | |
变量 | 塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 | |
汽油馏份馏出量 | 通过计算得到 | |
分馏塔 | ||
热力学 | GS+SRK | |
设定值 | 塔顶回流温度 | 如:40℃ |
塔顶汽油馏份干点等 | 例如:D86 95%点170℃,与汽提塔结合确定 | |
塔底柴油初馏点等 | 例如:D86 1%点175℃ | |
变量 | 塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 | |
汽油馏份馏出量 | 通过计算得到 |
4.1.7、炼厂干气、液化气脱硫装置模拟计算工艺包
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
干气脱硫塔 | ||
热力学 | AMINE | 专用数据包 |
设定值 | 净化干气含硫量 | 根据国家标准和内控标准确定 |
变量 | 贫溶剂量 | 通过计算得到 |
液化气脱硫塔 | ||
热力学 | AMINE | 专用数据包 |
设定值 | 净化液化气含硫量 | 根据国家标准和内控标准确定 |
变量 | 贫溶剂量 | 通过计算得到 |
富液闪蒸罐 | ||
热力学 | AMINE | 专用数据包 |
设定值 | 富液中烃含量 | 根据生产实际确定 |
变量 | 富液进闪蒸罐温度 | 通过计算得到 |
溶剂再生塔 | ||
热力学 | AMINE | 专用数据包 |
设定值 | 贫液硫化氢含量 | 根据生产实际确定 |
回流罐温度 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
4.1.8、气体分馏装置五塔和三塔流程模拟计算工艺包
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
脱丙烷塔 | ||
热力学 | SRK或PR | 通用数据包 |
设定值 | 塔顶碳四含量 | 根据生产实际确定 |
塔底碳三含量 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 | |
脱乙烷塔 | ||
热力学 | SRK或PR | 通用数据包 |
设定值 | 塔顶碳三或丙烯含量 | 根据生产实际确定 |
塔底碳二含量 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 | |
丙烯塔 | ||
热力学 | PR | 增加丙烯、丙烷组份二元交互作用参数 |
设定值 | 塔顶丙烯纯度 | 根据生产实际确定 |
塔底丙烯含量或丙烷纯度 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 | |
脱轻碳四塔 | ||
热力学 | SRK或PR | 通用数据包 |
设定值 | 塔顶轻碳四纯度 | 根据生产实际确定 |
塔底轻碳四含量 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
4.1.9、酸性水汽提装置模拟计算工艺包
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
反应器 | ||
热力学 | SRK | |
异丁烯生成MTBE转化率 | 必须提供 | |
异丁烯生成TBA转化率 | 必须提供 | |
异丁烯二聚转化率 | 必须提供 | |
共沸精馏塔 | ||
热力学 | NRTL | 通用数据包 |
设定值 | 塔顶MTBE含量 | 根据生产实际确定 |
塔底MTBE纯度 | 根据相关指标确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 | |
甲醇萃取塔 | ||
热力学 | NRTL,ALCOHOL | 通用数据包,专用数据包 |
设定值 | 塔顶甲醇含量 | 根据生产实际确定 |
变量 | 萃取剂用量 | 通过计算得到 |
甲醇回收塔 | ||
热力学 | NRTL,ALCOHOL | 通用数据包,专用数据包 |
设定值 | 塔顶甲醇纯度 | 根据生产实际确定 |
塔底甲醇含量 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
4.2、其它装置模拟工艺包
4.2.1、乙烯装置部分过程(急冷、碱洗、脱甲烷、碳二精制、碳三精制等)
工艺参数或工艺变量 | 备注 | |
1、碱洗塔 | ||
热力学 | NRTL | 提供二元交互作用参数 |
设定值 | 各段碱液流量 | 根据生产实际确定 |
塔顶净化气中碱含量 | 根据生产实际确定 | |
变量 | 强碱流量 | 通过计算得到 |
水洗水流量 | 通过计算得到 | |
2、其它精馏塔 | ||
热力学 | SRK或PR | 通用数据包 |
设定值 | 塔顶关键组份含量 | 根据产品质量要求确定 |
塔底关键组份含量 | 根据产品质量要求确定 | |
变量 | 塔顶冷凝器取热量 | 通过计算得到 |
塔底再沸器加热量 | 通过计算得到 |
五、部分计算模块讨论
5.1、RECYCLE模块
多数装置模拟需要采用RECYCLE进行工艺计算,在具有循环物流的计算中,正确的确定循环物流的初值、参考物流的温度或流量和循环加速对于模拟计算是必要的。
模拟中应用RECYCLE模块的装置很多。
例如:环丁砜抽提芳烃装置有六个循环物流;催化裂化的分馏—吸收稳定中有四个循环物流等。
5.2、CALCULATOR模块
对于有多股物流的工艺过程,PRO/II提供的类似FORTRAN语言的CALCULATOR模块能够方便地计算各物流的组合工况或物流性质,灵活运用CALCULATOR模块对于完成全流程模拟计算是一个有效手段。
例如:丁二烯抽提、气体脱硫、甘醇脱水、MTBE等装置的模拟需要应用CALCULATOR模块。
5.3、OPTIMIZER模块
OPTIMIZER模块是进行全流程或单元优化计算的有效工具。对于塔的模拟,可以进行进料位置、进料温度、塔顶压力、热负荷等工艺参数的优化。
OPTIMIZER模块几乎在全部塔的模拟中得到应用。
但在最终确定塔内流体负荷时,必须将OPTIMIZER模块从流程中删除。
5.4、CONTROLLERS
CONTROLLERS模块广泛应用于需要精确控制过程参数的模拟计算,调节流程上游的控制变量,以实现工艺单元或工艺物流所期望的结果。
CONTROLLERS的使用范围广泛、应用灵活,在模拟中是否采用CONTROLLERS模块对于模拟的精确程度有重要影响,例如:丙烯腈装置吸收塔底温度、HDS装置进料中的H2含量、合成氨装置反应器的进料温度、环己烷装置反应器进料温度、乙烯装置油冷塔
和水冷塔的洗涤物流温度等需要应用CONTROLLERS计算模块。
5.5、FLASH模块
通常在计算过程中,FLASH模块被认为是一个简单计算模块,但PRO/II没有象PROCESS那样提供三相闪蒸的计算模块。例如:环丁砜芳烃抽提的模拟,需要计算汽提塔和回收塔塔顶回流罐的游离水,采用FLASH模块并应用含有VLLE方法的热力学方程可以较好地解决游离水的计算问题。
5.6、DISTILLATION模块
蒸馏计算模块是模拟计算软件的核心计算模块。通过蒸馏计算模块,可以获得不同组份的物流(产品)。
5.7、REACTOR模块
反应计算模块是模拟计算软件的核心计算模块。通过反应计算模块,可以使物流组份发生变化,从而完成装置的全流程模拟计算。
七、PRO/II的计算误区
7.1、碳五分离过程
由于高纯度环戊烷产品的附加值高,更多人拟采用精馏方法加以分离,对于含有2,2-二甲基丁烷的原料,不能相信所计算的环戊烷纯度,以此计算结果所得到的设备涉及结果将会严重的不适应性。
7.2、偏三甲苯分离过程
应用“拔头去尾”两塔精馏流程,可以从重芳烃中分离出高纯度的偏三甲苯。但当原料中的特丁苯(叔丁苯)含量较高(超过1%)时,计算的产品纯度的可信度降低,工艺计算的回流比、回流量等工艺参数也不可信,不能以此计算结果进行设备计算。
工程上解决问题的方法是按照规定的回流比计算物流参数和工艺参数(包括塔的负荷),产品纯度在估计的较低值上下进行调整。
7.3、芳烃分离过程
对于苯-甲苯体系的分离,应用SRK方程将使精馏计算的回流比大大高于实际回流比,原因是该体系应应用IDEAL方程。
7.4、碳三体系分离过程
对于丙烯-丙烷体系的分离,应用SRK方程、PR方程计算时,为了使模拟计算与实际生产工况接近,往往将塔板效率考虑为90%以上,有时甚至超过100%,与板效率的定义矛盾。
由于软件的物性表征的误差,尤其是液相密度、蒸汽压等物性参数的误差,导致碳三体系精馏计算的误差较大。
采用给定二元交互作用参数的PR方程,可以对计算过程进行部分修正,但仍有误差。
应用BWRS方程时,应注意板效率不能高于80%,否则会使精馏塔的理论板数不足。
八、工艺计算的几点注意
对于沸点接近的组份分离,应注意比较关键组份的软件计算常压沸点和实际常压沸点的误差、操作工况下沸点和实际沸点的误差。如果误差较大(相对误差超过10%以上)则应当考虑对计算结果的修正。
对于循环物流的计算,应考虑增加微量的计算参量,使计算能够正常进行。例如:对于吸收-解吸过程,可以在吸收塔顶增加计算参量。
软件计算中的设备结构计算(如:严格换热器、浮阀塔板、规整填料、散堆填料等)仅作为设备初步计算结果,实际设备结构的设计应通过专业计算过程完成。
对于新接受的计算任务,首先考虑对实际运行的相同或相近流程的装置进行工艺计算,当计算的工艺参数与实际操作工艺参数一致时,所建立的计算流程可以作为新接受任务的计算基础。
来源:流程模拟技术分享
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