PROII常用热力学方程地选择

PROII常用热力学方程的选择
SRK方程：
用于气体及炼油过程，可计算K值，焓，熵，气体密度，液体密度（不好），通常不用于高度非理想体系，支持自由水，不支持VLLE。

PR方程：
主炼油过程，可计算K值，焓，熵，气体密度，不适用于高度非理想体系，支持自由水，不支持VLLE。

修正的SRK及PR方程：
可计算K值，焓，熵，气体密度，适用于非理想体系，不支持自由水，可用于VLLE。

Uniwaals方程：
可计算K值，焓，熵，气液体密度，如果基团贡献参数由数据库或用户提供时，可很好地用于高度非理想体系。

用于低中压系统，不支持自由水，支持VLLE。

BWRS方程：
可计算K值，焓，熵，气液体密度，可用于炼油厂的轻重烃组分。

但不支持严格的双液相行为。

支持自由水，不支持VLLE。

六聚物方程：
适用于HF烷基化及致冷剂合成，可计算K值，焓，熵，气体密度，支持严格的双液相行为。

适用于仅一个六聚物组分且无水。

LKP方程：
可计算K值，焓，熵，气液体密度，主要用于轻烃及含大量氢气的重整系统。

可用于VLLE 体系，不适用于自由水。

NRTL液体活度方程：
用于VLE或VLLE体系，不支持自由水。

通常用于非理想体系，特别是不混合体系。

用于计算K值。

Uniquac液体活度方程：
用于VLE或VLLE体系，不支持自由水。

通常用于高度非理想体系，特别是不混合体系。

用于计算K值。

Unifac液体活度方程：
用于VLE或VLLE体系，不支持自由水。

Unifac基团贡献法通常用于低压、非理想体系。

通常限制组分少于１０，或较少的基团，且系统含有低分子量的聚合物。

计算K值。

修正的Unifac液体活度方程：
用于VLE或VLLE体系，不支持自由水。

Unifac基团贡献法通常用于低压、非理想体系。

通常限制组分少于１０，或较少的基团，且系统含有低分子量的聚合物。

计算K值。

Wilson方程：
用于VLE体系，不支持自由水。

适用于轻度非理想体系。

计算K值。

Van laar方程：
用于VLE及VLLE体系，不支持自由水。

通常用于轻度非理想体系。

计算K值。

Margules方程：
用于VLE及VLLE体系，不支持自由水。

通常用于轻度非理想体系。

计算K值。

Regular Solution方程：
用于VLE及VLLE体系，支持自由水。

通常用于轻度非理想体系。

计算K值。

Flory-Huggins方程：
用于VLE及VLLE体系，不支持自由水。

当体系混合物的尺寸相差较大时，例如聚合物溶液，较适用。

计算K值。

用于非压缩组分的亨利定律：
亨利定律用于预测气体溶解度，特别是利用液体活度方法来模拟超临界组分。

特别适用于环境条件下的微量烃溶于水中。

计算K值。

不适用于自由水。

HOCV方程：
预测气体逸度，蒸汽焓、熵及密度。

特别适用于气相中有二聚物，例如羧酸体系。

液体活度方法必须与HOCV一起使用。

不适用于自由水，可用于VLLE。

Truncated Virial气相逸度：
用于预测蒸汽逸度。

特别适用于气相中有二聚物，例如羧酸体系。

液体活度方法必须与HOCV一起使用。

不适用于自由水，可用于VLLE。

Idimer气相逸度：
预测气体逸度，气相焓、熵及密度。

特别适用于气相中有二聚物，例如羧酸体系。

液体活度方法必须与IDIMER一起使用。

不适用于自由水，可用于VLLE。

RK，Gamma混合热，用于校正理想焓数据。

必须与液体活度系数方法共用。

不适用于自由水与VLLE。

特殊包：
乙醇，用于预测VLE及LLE体系。

不适用于自由水。

用于处理包含醇，水及其它极性物系。

通常用于含醇的体系，特别是酒精厂脱水的共沸精馏。

计算K值。

不支持自由水，支持VLLE。

乙二醇，用于预测VLE及LLE体系。

不支持自由水。

利用特殊的SKRM双作用数据及a参数来计算售乙二醇、水及其它组分的体系。

该方程常用于三乙二醇，或二乙二醇及乙二醇。

特别适用于TEG脱水工厂。

计算K值。

酸水方程，用于预测VLE及LLE体系。

不支持自由水。

利用API/EPA SWEQ（酸水平衡）方法来模拟酸水组分NH3，H2S，CO2及水。

通常用于酸组分低于30%（重量比）的酸水。

计算K值。

GPA酸水，用于预测VLE及LLE体系。

不支持自由水，它利用气体处理相关的GPSWAT 方法模拟含有水、NH３，H2S、CO，CS2，MeSH,EtSH及CO2的酸水。

SRKM用于其它所有组分。

比Sour包具有更广的使用范围。

计算K值。

氨方程，预测VLE及LLE体系。

不支持自由水。

使用K-E方法模拟MEA、DEA及DIPA的反应平衡，及MDEA与DGA的停留时间的校正。

通过对理想液体焾的校正来计算反应热。

氨方程主要用于单氨体系的气体加湿处理。

计算K值。

用户自定义
用户自定义程序可以计算平衡K值，且产生气液焓值、气液熵及密度值。

固体溶解方法
范特霍夫溶解度，使用范特霍夫理想溶解方程，计算接近理想非电解体系的固液平衡K值。

输送及特殊性质
输送性质，用于提供输送性质，包括气液粘度，导热率以及液体表面张力。

通过选择Diffusivity可以计算液体扩散率
一、轻烃储存和运输过程
应用领域推荐计算方法
Reservoir systems PR-BM, RKS-BM
Platform separation PR-BM, RKS-BM Transportation of oil and gas by pipeline PR-BM, RKS-BM
二、炼油过程
应用领域推荐计算方法
低压领域(几个大气压)
减压塔, 原油常压塔 BK10, CHAO-SEA, GRAYSON
中压领域(几十个大气压)
焦化主分馏塔, 催化主分馏塔 CHAO-SEA, GRAYSON, PENG-ROB, RK-SOAVE
富氢领域
重整，加氢裂化GRAYSON, PENG-ROB, RK-SOAVE
润滑油装置，溶剂脱沥青装置PENG-ROB, RK-SOAVE
三、气体加工
Application Recommended Property Methods Hydrocarbon separations , Demethanizer, C3-splitter PR-BM, RKS-BM, PENG-ROB, RK-SOAVE
Cryogenic gas processing , Air separation PR-BM, RKS-BM, PENG-ROB, RK-SOAVE
Gas dehydration with glycols PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR
Acid gas absorption with
Methanol (RECTISOL)
NMP (PURISOL) PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR Acid gas absorption with
Water
Ammonia
Amines
Amines + methanol (AMISOL)
Caustic
Lime
Hot carbonate ELECNRTL
Claus process PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR 四、石油化工过程
Application Recommended Property Methods Ethylene plant
Primary fractionator CHAO-SEA, GRAYSON
Light hydrocarbons
Separation train
Quench tower PENG-ROB, RK-SOAVE
Aromatics
BTX extraction WILSON, NRTL, UNIQUAC and their ariances
Substituted hydrocarbons
VCM plant
Acrylonitrile plan PENG-ROB, RK-SOAVE
Ether production
MTBE, ETBE, TAME WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances Ethylbenzene and styrene plants PENG-ROB, RK-SOAVE or WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
Terephthalic acid WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances (with dimerization in acetic acid section)
五、化工过程
Application Recommended Property Methods
Azeotropic separations
Alcohol separation WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances Carboxylic acids
Acetic acid plant WILS-HOC, NRTL-HOC, UNIQ-HOC Phenol plant WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances Liquid phase reactions
Esterification WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances Ammonia plant PENG-ROB, RK-SOAVE
Fluorochemicals WILS-HF
Inorganic Chemicals
Caustic
Acids
Phosphoric acid
Sulphuric acid
Nitric acid
Hydrochloric acid ELECNRTL
Hydrofluoric acid ENRTL-HF
六、煤加工
Application Recommended Property Methods
Size reduction crushing, grinding SOLIDS
Separation and cleaning sieving,
cyclones, precipitation, washing SOLIDS
Combustion PR-BM, RKS-BM (combustion databank)
Acid gas absorption with
Methanol (RECTISOL)
NMP (PURISOL) PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR Acid gas absorption with
Water
Ammonia
Amines
Amines + methanol (AMISOL)
Caustic
Lime
Hot carbonate ELECNRTL
七、发电过程
Application Recommended Property Methods
Combustion
Coal
Oil PR-BM, RKS-BM (combustion databank)
Steam cycles
Compressors
Turbines STEAMNBS, STEAM-TA
八、合成燃料
Application Recommended Property Methods
Synthesis gas PR-BM, RKS-BM
Coal gasification PR-BM, RKS-BM
Coal liquefaction PR-BM, RKS-BM, BWR-LS
九、环境
Application Recommended Property Methods
Solvent recovery WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances (Substituted) hydrocarbon stripping WILSON, NRTL, UNIQUAC and their variances
Acid gas stripping from
Methanol (RECTISOL)
NMP (PURISOL)
PRWS, RKSWS, PRMHV2, RKSMHV2, PSRK, SR-POLAR Acid gas stripping from:
Water
Ammonia
Amines
Amines + methanol (AMISOL)
Caustic
Lime
Hot carbonate
ELECNRTL
Acids
Stripping
Neutralization ELECNRTL
十、水和蒸汽
Application Recommended Property Methods Steam systems
Coolant STEAMNBS, STEAM.TA
十一、采矿和冶金
Application Recommended Property Methods Mechanical processing:
Crushing
Grinding
Sieving
Washing SOLIDS Hydrometallurgy
Mineral leaching ELECNRTL Pyrometallurgy
Smelter
Converter SOLIDS
应用PRO/II进行塔模拟计算时热力学系统的选择
部分计算模块的讨论
王崇智
石油大学（北京）化学工程研究所（102200）
摘要: 本文总结了应用PRO/II进行炼油、石油化工装置模拟过程中塔模拟计算时热力学系统选择的一些经验，并讨论了塔模拟计算时的一些基本要素和基本技巧。

关键词：PRO/II，塔，模拟，热力学方法，技巧
一、概述
PRO/II软件是美国SIMSCI公司推出的微机版本石油化工工艺流程模拟软件，该软件具备有丰富的物性数据库和热力学方程供用户描述不同状态下的流体热力学过程，对多种炼油、化工工艺过程具有广泛的适应性。

该软件不仅可以作为新设计炼油、化工工艺装置的工艺流程模拟软件，同时作为装置标定计算、设备核算的软件。

PRO/II软件在我国的应用十分广泛，其中DOS系统的V3.3、V4.02版本和WINDOWS 操作系统的V4.13 WITH PROVISION V2.0以上版本是比较常用的。

PRO/II软件是很多炼油、化工等设计院进行工艺设计的首选工艺模拟软件之一，同时也是炼油、化工等生产单位进行装置标定计算、设备核算的首选工艺模拟软件之一。

在实际工作中，有很多时候会遇到解决装置“瓶径”的问题，而塔设备往往是需要进行标定
或核算的重要设备之一，这时应用PRO/II软件提供的精馏、吸收、萃取等单元操作过程的严格计算方法进行单塔模拟计算或全流程模拟计算是非常方便的。

本文通过对PRO/II软件提供的热力学方法的初步分析，推荐了PRO/II软件在常见石油化工装置塔模拟计算中的热力学方法。

二、PRO/II热力学方法的初步分析
PRO/II软件提供多种用于流体的气液平衡常数、液液平衡常数、焓、熵、密度和其他传递性能参数等热力学计算方法，由于每种热力学方法有一定的适用范围，在应用PRO/II解决具体问题时，选择合适的热力学方法是能否正确模拟工艺过程的关键。

以下分类讨论PRO/II 提供的主要的热力学方法。

2.1、普遍化方法
普遍化方法主要包括用于烃类物系计算的SRK方程、PR方程、BWRS方程、GS方程、IGS 方程、BK10方程等，各方程的适用范围如下：
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
液相活度系数方法主要包括用化工、石油化工物系气液、液液、气液液平衡及相关物性参数计算的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，各方程的适用范围如下：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
PRO/II专用数据包用于计算指定物系的气液、液液平衡及相关物性参数，主要包括GLYCOL 数据包、SOUR WATER数据包、ALCOHOL数据包、AMINE数据包等，各专用数据包的适用范围如下：
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中的热力学方法
石油化工装置种类繁多，以下将分类介绍PRO/II软件在部分装置塔模拟计算推荐采用的平衡常数的热力学计算方法和相应的数据包。

3.1、炼油装置
常见炼油装置塔模拟计算推荐采用的平衡常数的热力学计算方法和相应的数据包如下。

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、PR SIMSCI
解吸塔SRK、PR SIMSCI
再吸收塔SRK、PR SIMSCI
稳定塔SRK、PR SIMSCI
催化重整装置脱轻塔SRK、PR SIMSCI
脱重塔SRK、PR SIMSCI
抽提塔NRTL ALCOHOL
非芳水洗塔NRTL ALCOHOL
汽提塔NRTL ALCOHOL
溶剂回收塔NRTL ALCOHOL
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
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
常见石油化工装置塔模拟计算推荐采用的平衡常数的热力学计算方法和相应的数据包如下。

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 加入K ij
乙烯塔SRK、PR SIMSCI 加入K ij
脱丙烷塔SRK、PR SIMSCI 加入K ij
丙烯塔SRK、PR SIMSCI 加入K ij
脱丁烷塔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 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 醋酸装置醋酸吸收塔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
四、PRO/II中的重要计算模块
1、RECYCLE模块的应用
很多装置的模拟需要采用RECYCLE进行工艺计算，如：带外部冷回流的分馏过程、萃取蒸馏单元、吸收—解吸过程、洗涤—再生过程等。

在具有循环物流的计算过程中，正确的确定循环物流的初置、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。

2、CALCULATOR模块的应用
对于有多股物流的工艺过程，PRO/II提供的CALCULATOR模块能够方便的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的是一个有效的手段。

3、OPTIMIZER模块的应用
热力学方法的选择至关重要，介绍最基本概念从应用角度讲；后面讲一些单元过程：闪蒸过程（包括一些基本概念，特殊的像逆向冷凝( 温度越高气相量越少，有两个泡点)和逆向汽化）和蒸馏过程（一些基本概念和节能方法）；流程迭代和收敛方法；特殊的流程模拟计算过程。

一、热力学方法讲座
低温甲醇洗系统：体系极性物质比较多，Pro/ii 没有合适的热力学方法，与实际的设计相差太远，像有一个塔的塔釜温度；需要特殊的软件包才行。

一些极性强的物系通用模拟软件很难计算的很准。

需要把计算的数据与实际数据去比较看是否正确。

1、热力学方法概述
分离过程计算
换热器设计和核算要求焓值和其他性质计算
压缩机膨胀机设计要求熵值及其他性质计算
塔水力学计算、管线阻力降、直径计算
2、热力学方法应用步骤
1 确定物系的性质：极性或非极性物质
水、醇、酸、酮、醛、酯等都是极性物质
2 选择适合物系的正确热力学模型
非极性-状态方程法或通用关联式法
极性物质-活度系数法
确定该物系的关键二元对
核实该关键二元对的相互作用参数
估算缺少的其他二元对的相互作用参数：自己找数据或用缺省的（不准），pro/ii 现在可以通过自己的实验数据（相平衡数据等）来回归，有这个功能。

什么是相平衡常熟？
定义：K=Yi/Xi 是温度压力的函数
状态方程：PV=RT
参考：
低压（绝压小于2atm）轻烃类混合物的气象可以认为是理想气体；中压（15-20），----的气象可以认为是理想溶液，但不是理想气体；高压下非理想
对于实际体系，需采用逸度、逸度系数等
实际体系相平衡常熟计算的三类方法
1、非极性物质：
状态方程法Ki=yi/xi= 用来算逸度系数
SRK方程对于氢气误差很大，
PR方程，比SRK还要准确；这两个是烃系统计算比较好的方程
2、极性物质：
液体活度系数模型
液相：活度系数模型；气相：状态方程
液体活度系数模型：
Margules(1895)
Van Laar(1910)
Wilson(1964)(现仍在使用,只能用于气-液系统)
Non-random Two-Liquid (NRTL)(1968)（可用于气-液-液）
Regular Solution(1975)(准确性不高)
UNIQUAC(1975)(准确性也不很好)
UNIFAC(1975)(基团贡献法，应用较多，不需要任何的二元交互作用参数)
有一本书：气体和液体的性质，英文版，比较好
首选NRTL方程，其次可以选择Wilson方程，再不行用UNIFAC方程
NRTL
优点：
有效的关联化学品系统在低压下的性质
容易使用无限稀释活度系数数据
可根据基团贡献进行预测
许多物系的二元相互作用参数可从DECHEMA丛书（有四十几册）中查出。

DECHEMA 出了光盘版，总共需六七十万欧元，可购买部分数据库。

局限性：
只能用于液相；
可用的温度压力范围很窄（常压附近，实验数据的温度，一定注意）；
对超临界组分许采用亨利常数
无法计算紧接或在临界点时的K
计算其他热力学性质时无一致性。

UNIFAC 不使用多官能团和分子量大于400的物质以及无法预测异构化的影响。

活度系数模型需要实验数据模型，用来确定二元交互作用参数。

超临界组分采用亨利定律处理。

当选择亨利定律后，对于组分T《400K，会自动使用亨利定律，用户可以定义溶质组分RRO/II 包括了NRTL和UNIQUAC方程的大量二元相互作用参数的数据库，是从DECHEMA数据库回归而得。

应注意适用的温度压力范围。

RRO/II 包括了衡沸物质的数据库，他可以采用“fill-in”功能，产生缺少的二元交互作用参数；（准确性不一定好）
除UNIFAC和Regular Solution 外，所有其他方法均须二元参数
推荐：
非理想体系NRTL，with FILL=AZEOTROPE，UNIFAC
含离子系统Electrolytes
强酸NRTL
3、通用关联式模型（非极性物质）
1972年以前
KDATA
BK10(1960) 常减压系统用的比较多,催化分馏塔也可以
Chao-Seader(1961) 在六十年代很有名，在某些炼油装置中模拟结果与实际很符合，如FCC系统等
Chao-Seader-Erbar-Extension 用的人不多
Grayson-Street（1963）
Grayson-Street-Erbar-Extension
Improved Grayson-Street
水的处理
严格的VLLE 气液液三相计算几乎是不可能的
特殊的数据包，要注意1、适用的压力、温度范围；2、浓度范围3、组分的要求
低温系统BWR 8参数方程
PRO/II 只对于气液平衡分离过程做的比较好，对于气固、液固分离算得不好，对于反应系统也不很好。

IEC英文期刊：气液平衡数据
单元过程
闪蒸：Dew Point 露点Isentropic 等熵过程
Duty=0 为绝热闪蒸，相当于节流阀，一般物料进塔前经过节流阀减压至塔压进塔（等焓节流）
逆向冷凝、逆向气化两种特殊现象
蒸馏塔类型
常规蒸馏塔
复杂塔
吸收塔
蒸出塔，解吸塔Stripper
再沸吸收塔Reboiled absorber
萃取蒸馏塔
恒沸蒸馏塔
塔的通用平衡级和模型方程组
塔模型的独立方程数和独立变量数
对于一般的塔模型，模型方程组里面有两个Q，计算之前很难给出，所以之前就要用变量替换的方法给出两个Specifications，来替换两个Q。

在算法里面，如果用inside-out 不收敛，可以先换一下sure 法，看能否收敛
如果是极性比较强的，萃取、恒沸精馏等，不容易收敛的，可以用Chemdist试试。

RateFrac 是基于速率的方法，包含了塔的类型
塔的初始参数很重要，给的不好就会很难收敛。

当采用i-o 和sure 没有收敛时，可以调整Convergence Data 里面的参数。

Damping Factor 不要小于0.6，否则计算很慢也不见得收敛。

塔工艺参数的相互影响
当进料位置不当时，回流比增加，冷凝器、再沸器负荷增加，分离精度下降。

工艺规定的收敛难易：
易：回流比+ 采出量
回流比+温度
不易：温度+采出量
温度+分离要求
采出量+分离要求
两个分离要求
如果实际塔内某一层板出现干板，则可在规定时，规定这一块板的流量（可以稍微规定的大一些），强制塔在此收敛。

塔板效率的计算
Murphree效率（实验研究用的比较多，设计计算用的比较少）
实际塔板上物料进出口浓度差与达到平衡时浓度差之比：
全塔效率：在一定回流比和要求之下，所需理论板数与实际板数之比
1、Drickaner-Bradford 法
E0=0.17-0.616LOG（u）
2、O‘connell方法（用的最多）
E0= 49{ ua}-0.25
u-塔顶底平均温度下进料的黏度
a—轻重关键组分的平均相对挥发度
3、其他方法
AICHE方法（1958）
Winckle方法（1963）
吸收塔的效率最低，大约只有10-30%；解吸塔和吸收蒸出塔在30-45之间；一般的塔在60—90%之间。

由于物系的非理想性，有些情况下效率大于100%,一般按60-90%考虑，也就是说每块实际板相当于一块多理论版。

说明书35、71页有常压塔不同段效率表
精馏段和提馏段的划分
原则：塔内气液相流量相减，若塔段具有净的向上的流量，则为精馏段；若塔段具有净的向下的流量，则为提馏段。

（来自国外一些教科书、参考书）
最佳进料板位置的选择：
如果进料板以下出现一段恒浓区，则表明提馏段过多了，进料板需要下移。

选中PRINT OPTION---PLOT COLUMN RUSULT—SEPARATION FACTOR-PROFILES
可看出进料板附近又没有恒浓区。

（粗略看一下是否合适）
灵敏度分析和工况研究可以分析出最佳进料板位置：Input---case study parameter（工况研究）
塔板水力学的计算
Flooding factor 液泛因子
蒸馏塔的节能方法
1、进料板位置，回流比的选择
2、进料状态：对于塔顶产品占主要比例的蒸馏塔，尽可能采用全气相进料；对于塔釜产品占主要比例的蒸馏塔，气相进料并不节能。

3、中间再沸器和中间冷凝器。

中间冷凝器一般放在精馏段，中间再沸器放在提馏段。

加热介质和冷剂品味的降低，会节能、降低成本。

中间再沸器在乙烯装置中应用很多。

4、热泵蒸馏。

近些年应用不多，应用场合受到限制，分离介质要求较高
5、热耦蒸馏：可以用来分离三元组分，比常规塔节能30%
6、无冷凝器和再沸器的蒸馏塔。

精馏段在提馏段内部，精馏段加压，通过塔壁传热，节能60%。

目前日本已经中试成功。

流程的迭代及收敛问题
循环系统，如果返回物料超过进料量的两倍则要提前给初值，否则很难收敛
反馈控制器
控制参数的数值必须控制
控制目标的数值不得固定
软件例题中有丙烯精馏塔的例题P1_C3_splitter
换热器计算
计算器
中间变量V数组
R数组为希望打印出来的
虚拟物流不做物料平衡，可用来进行泵、换热器等的计算
优化器的计算
石油馏分的计算
5%点和95点比较准，初馏点和终馏点拟合不准。

轻组分一般也要给出，这样计算比较准确。

C6和比它低的都按轻组分处理。

数据回归：input—regress data
轻组分一般也要给出，这样计算比较准确。

C6和比它低的都按轻组分处理。

FCC吸收稳定系统与气分装置联合优化技术开发
1、取消气体分馏装置中的脱乙烷塔
2、丙烯回收率提高到98%以上
3、优化催化装置，吸收稳定系统中丙烯浓度低于1%
4、广石化两套气分装置改造后年经济效益净增800万元。

两套32万吨气分。

气分1-设计生产能力13.7万吨，气分2 改造后18万吨
液化气中c2浓度降低到0.1-0.01%，吸收稳定系统中丙烯浓度低于1%
解吸塔的进料温度从40提高独傲70-80，虽单独对解吸塔起到节能作用，确使整体经济效益严重下降。

该温度应控制在40左右，可使干气中c3浓度下降，从而取得较好的总体效益。

（粗汽油流量+补充吸收剂流量）/（富气流量）〉3
不满足的需要增加富气流量。

可以使干气中c3浓度小于3%
稳定塔釜温应控制在之间，尽量高，增加附加值高物质的含量。

去除不适当的保温。

化工过程模拟和相关先进技术------化工进展，2000年左右。