pro2_常压塔模拟流程运算
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脱轻塔模拟shortcut
运行结果
可以看出最小回流比为5.58,最小理论板数75
因为利旧塔板数为106,塔板效率按70%算,操作塔板数为74.2,塔板数不满足,更改分离要求,塔顶正己烷含量提高至6%。
运行结果如图
由图可知,综合考虑塔板数和回流比,选择理论板数74,进料位置22.49,回流比选择最小回流比的两倍8.84。
塔顶关键组分3MP塔底关键组分HEXANE 计算两纯组分在0.04MPag下的泡点(露点温度)分别为74和79℃,又两者在45摄氏度下均为液体,说明塔顶压力设置在0.04MPag是可行的。
塔板压降和塔顶压力主要看塔顶和塔顶的温度。
通过不断更改塔顶压力和塔板压降达到所需温度。
塔底再沸器设计因为塔底气相返回设置为20%,塔底物流经过再沸器的温度变化不大,故再沸器设计时选用固定再沸器热负荷的模式。
PRO/II与石油化工工艺过程模拟计算一、PRO/II简介1.1、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。
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。
ProII-塔设计例题说明希望对初学者有所帮助。
具体内容为----------------------- Page 1-----------------------Prob-20 蒸馏塔设计算例(1)1、工艺条件有一泡点物料,F=100kgmol/hr;物料组分和组成如下:进料组分和组成组分 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12组成(mol% ) 1 79 12 82、设计要求试设计蒸馏塔,将C3 和C4 分离;塔顶物料要求butane 浓度小于0.1%,塔釜物料要求propane浓度小于0.1%;试确定该物料的进塔压力;塔的操作压力,理论板数,进料位置,回流比,冷凝器及再沸器热负荷;公用工程条件:冷却水30℃,蒸气4kg/cm2(温度143℃);冷凝器设计要求热物料入口温度与水进口温之差大于10℃,水的允许温升为10℃;再沸器冷物料入口温度与蒸气进口温差大于15℃。
塔的回流比取最小回流比的1.2倍。
模拟计算采用SRK方程;3、塔简化法提示简化法塔的操作压力无填写对话框,故进料的压力即默认为操作压力。
4、简化计算说明(1)须根据公用工程条件确定操作压力,即塔顶冷凝器须采用冷却水冷却,故塔顶上升气相温度应不低于40℃;塔釜再沸器采用蒸气加热,进再沸器物料温度不得高于128℃。
操作压力可以采用简化法试算,即先假设一操作压力,若温度未满足要求则调整压力,直至温度要求满足为止。
(2)采用简化法,求理论塔板数和回流比先假设操作压力8kg/cm2,简化法计算如下图及表所示:计算结果表明塔顶、塔釜温度分别为16℃和80.4℃,均不满足要求,故----------------------- Page 2-----------------------须提高塔的操作压力。
S2SCD1S1S3Stream Name S1 S2 S3 Stream DescriptionPhase Liquid Liquid Liq uidTemperature C 23.570 16.021 80. 430Pressure KG/CM2 8.000 8.0008.000Flowrate KG-MOL/HR 100.000 80.06019.940CompositionETHANE 0.010 0.012 0.000PROPANE 0.790 0.9870.001BUTANE 0.120 0.001 0 .598PENTANE 0.080 0.0000.401(3)再假设操作压力16kg/cm2,进行简化计算,结果如下表:Stream Name S1 S2 S3 Stream DescriptionPhase Liquid LiquidLiquidTemperature C 53.643 44.246 114.992Pressure KG/CM2 16.000 16.00016.000Flowrate KG-MOL/HR 100.000 80.06019.940CompositionETHANE 0.010 0.0120.000PROPANE 0.790 0.9870.001BUTANE 0.120 0.0010.598PENTANE 0.080 0.0000.401简化计算结果塔顶、塔釜温度分别为44.2℃和115℃,均满足要求,故设定压力合适。
PROII流程模拟程序1.界面操作:打开PROII软件后,首先会出现一个界面,包含菜单栏、工具栏和工作区。
你可以通过菜单栏的选项进行文件操作、流程参数调整以及模型构建等。
工具栏则提供了一些基本的工具,如新建、打开、保存等。
工作区则可以展示流程图和数据输入输出。
2.流程图建模:在PROII中,流程图是模拟的基础,你可以通过拖拽连接不同的单元操作来搭建整个流程图。
流程图中包含了各种常见的化工单元,如反应器、分离器、换热器等。
通过将不同的单元连接在一起,可以模拟出整个化工流程的运行情况。
3.参数设定:在建模完成后,需要设置各种参数来定义每个单元的运行条件。
这些参数包括温度、压力、流量、浓度等。
可以通过双击单元进行参数的设定,也可以在工具栏中找到相应的选项进行设置。
4.数据输入:在进行参数设定后,需要输入一些实验数据来进行模拟。
这些数据可以是实验室测得的实际数据,也可以是推测得出的估计值。
数据可以通过导入外部文件或者手动输入的方式进行。
5.模拟运行:参数设定和数据输入完成后,可以点击运行按钮对整个流程进行模拟。
PROII会根据设定的参数和输入的数据,计算出每个单元的运行情况,以及整个流程的综合效果。
模拟过程中,你可以观察不同单元的状态,如温度、压力、浓度的变化。
6.数据输出:模拟完成后,可以通过查看工作区内的图表和数据结果来获取模拟结果。
PROII提供了多种图表和数据表格,如温度、压力、浓度随时间的变化曲线,以及各个单元的质量平衡等。
这些数据可以帮助工程师更好地了解流程的运行情况,从而进行优化调整。
7.优化调整:通过观察模拟结果,可以对流程进行优化调整。
可以尝试调整不同单元的运行参数,或者更改流程中的一些操作顺序,以达到更好的效果。
在调整过程中,可以多次进行模拟运行,对比不同结果,找到最优的方案。
8. 导出文件:当模拟和优化工作完成后,可以将结果导出为文件。
PRO II提供了多种文件格式,如excel表格、图片等。
常压系统流程模拟计算一、工艺流程简述常减压装置是我国最基本的原油加工的装置之一。
主要包括换热器系统、常压系统、减压系统。
常压系统是原油通过换热网络换热到一定温度后,再进到常压加热炉加热到要求的温度,常压加热炉要求的出口温度与原油的性质,拔出率有关,一般要求常压炉出口汽化率大于常压塔所有侧线产品一定的比例,这个比例叫过汽化率,一般为2~5%(wt)。
常压加热炉出口达到一定温度和汽化率的原油,进到常压塔的进料段,油汽往上走,常压塔侧线抽出,一至四个左右的侧线产品,为控制侧线产品的干点,抽出的侧线产品进到侧线产品汽提塔中汽提,冷却后出装置,常压塔进料产品与出料产品之间的焓差,叫剩余热,为回叫这部份热量,常压塔的各产品段有中段回流抽出,与冷原油换热后返回塔内。
塔底抽出常压重油,为提高拔出率和减少塔底结焦,有塔底还通入一定量的蒸汽。
常压系统分离其工流流程如图1所示,所涉及主要模块有原油混合器(M1)、常压加热炉(E1)、常压塔(T1)。
图1 常压系统模拟计算流程图1进常压炉原油; 2进常压塔原油;W塔顶切水;GN常顶油;CC1常一线去汽提塔;S1常一线汽提蒸汽CC2常二线去汽提塔;S2常二线汽提蒸汽;CC3常三线去汽提塔;S3常三线汽提蒸汽;CP4常四线产品;SS常底汽提蒸汽;CB常底油二、需要输入的主要参数1、装置进料数据2、单元操作参数3、设计规定及模拟技巧3.1原油蒸馏数据的重要性3.2常压炉出口汽化率的确认3.3分步模拟第一步:只考虑常压塔进出料,不考虑中段回流和汽提塔,汽提蒸汽考虑直接进至常压塔,如图2所示。
第二步:只考虑汽提塔,不考虑中段回流,如图3所示。
第三步:考虑汽提塔,中段回流考虑为侧线冷却器,如图3所示。
第四步:考虑汽提塔,考虑中段回流,如图1所示。
图2 常压系统模拟计算流程图图3 常压系统模拟计算流程图三、软件版本采用PRO / II 软件8.0版本四、主要计算结果根据以上输入条件和设计规定。
模拟输出结果见5至表9所示。
表5 T1塔模拟计算结果1 70.0 1.30 339.2 220.0 -5.69552 125.9 1.30 330.3 559.23 147.6 1.31 338.0 550.34 158.2 1.31 328.4 558.0 13.35 167.3 1.31 259.1 535.1 51.16 177.7 1.32 240.0 516.97 188.3 1.32 753.8 497.8 -1.80008 198.7 1.32 366.5 617.49 211.4 1.33 346.4 624.310 223.3 1.33 320.6 604.2 15.511 236.2 1.33 128.6 563.0 163.812 250.7 1.34 601.9 534.7 -4.100013 264.7 1.34 639.7 754.514 272.9 1.35 378.0 792.315 281.6 1.35 356.9 784.116 289.2 1.35 330.5 763.0 13.117 296.9 1.36 213.3 723.5 87.818 305.4 1.36 282.0 694.1 -1.100019 314.5 1.36 261.8 728.620 322.1 1.37 177.9 708.321 333.9 1.37 81.3 658.722 360.0 1.37 532.4 562.1 824.9 6.623 358.0 1.38 493.9 195.024 355.7 1.38 156.5 116.6 454.0表9 物料平衡结果五、模拟输入文件$ Generated by PRO/II Keyword Generation System <version 8.0.2> TITLEDIMENSION METRIC, STDTEMP=0, STDPRES=1.03323SEQUENCE SIMSCICALCULATION RVPBASIS=APIN, TVP=37.778COMPONENT DATALIBID 1,H2O/2,H2/3,N2/4,O2/5,CO2/6,H2S/7,CH4/8,C2H6/9,C2H4/ &10,C3H8/11,C3H6/12,NC4/13,IC4/14,BUT1/15,IBTE/16,C2BUTENE/ & 17,T2BUTENE/18,NC5/19,IC5/20,1PENTENE/21,CO, &BANK=PROCESS,SIMSCIASSAY CURVEFIT=VER6CUTPOINTS TBPCUTS=10,150,15/350,25/500,15/800,20 THERMODYNAMIC DATAMETHOD SYSTEM=BK10, SET=BK1001, DEFAULTSTREAM DATAPROPERTY STREAM=C1, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=6250, ASSAY=LVD86 STREAM=C1, DATA=0,133/10,146/50,160/90,178/100,204, TEMP=CSPGR STREAM=C1, AVERAGE=0.7922PROPERTY STREAM=LHO1, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=8332.99, ASSAY=LVD86 STREAM=LHO1, DATA=0,230/10,260/50,300/90,340/100,382, TEMP=C SPGR STREAM=LHO1, AVERAGE=0.8778PROPERTY STREAM=ZHO, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=149731, ASSAY=LVD86 STREAM=ZHO, DATA=11,500/13,520/17.88,540, TEMP=CSPGR STREAM=ZHO, AVERAGE=0.9798PROPERTY STREAM=LHO3, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=14167, ASSAY=LVD86 STREAM=LHO3, DATA=0,368/10,434/50,471/70,494/90,531/98,569, & TEMP=CSPGR STREAM=LHO3, AVERAGE=0.9264PROPERTY STREAM=C3, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=20667, ASSAY=LVD86 STREAM=C3, DATA=0,260/10,312/50,337/90,366/100,378, TEMP=CSPGR STREAM=C3, AVERAGE=0.866PROPERTY STREAM=LHO, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=1550, ASSAY=LVD86 STREAM=LHO, DATA=0,86/10,112/30,167/50,222/70,272/90,321/ & 100,354, TEMP=CSPGR STREAM=LHO, AVERAGE=0.8257PROPERTY STREAM=CT, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=5366.99, ASSAY=LVD86 STREAM=CT, DATA=0,46/10,74/50,106/90,137/100,161, TEMP=CSPGR STREAM=CT, AVERAGE=0.7273PROPERTY STREAM=LHO4, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=9749.99, ASSAY=LVD86 STREAM=LHO4, DATA=0,370/10,446/30,473/50,501/70,526/75,538, & TEMP=CSPGR STREAM=LHO4, AVERAGE=0.9372PROPERTY STREAM=LHO2, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=62500, ASSAY=LVD86 STREAM=LHO2, DATA=0,317/10,375/50,423/90,469/100,520, TEMP=C SPGR STREAM=LHO2, AVERAGE=0.9113PROPERTY STREAM=C4, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=3250, ASSAY=LVD1160 STREAM=C4, DATA=0,243/10,349/30,395/50,410/70,427/90,450/ & 100,488, TEMP=CSPGR STREAM=C4, AVERAGE=0.8927PROPERTY STREAM=CGAS, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=268, COMPOSITION(WT)=2,0.572/3,0.2576/5,0.0936/ &6,0.3398/7,32.8289/8,6.7814/9,0.6664/10,40.636/11,0.5042/ & 12,1.3942/13,0.5402/14,0.2695/17,0.254/18,0.0286/20,1.7658/ & 21,1.0678, NORMALIZEPROPERTY STREAM=C2, TEMPERATURE=40, PRESSURE=11, PHASE=M, &RATE(WT)=30667, ASSAY=LVD86 STREAM=C2, DATA=0,198/10,222/50,254/90,291/100,309, TEMP=CSPGR STREAM=C2, AVERAGE=0.8431PROPERTY STREAM=S2, TEMPERATURE=440, PRESSURE=10, PHASE=M, &RATE(WT)=100, COMPOSITION(M)=1,100PROPERTY STREAM=SS, TEMPERATURE=440, PRESSURE=10, PHASE=M, &RATE(WT)=2100, COMPOSITION(M)=1,100PROPERTY STREAM=S1, TEMPERATURE=440, PRESSURE=10, PHASE=M, &RATE(WT)=100, COMPOSITION(M)=1,100PROPERTY STREAM=S3, TEMPERATURE=440, PRESSURE=10, PHASE=M, &RATE(WT)=100, COMPOSITION(M)=1,100UNIT OPERATIONSMIXER UID=M1FEED C1,LHO1,ZHO,LHO3,C3,LHO,CT,LHO4,LHO2,C4,CGAS,C2PRODUCT M=1HX UID=E1COLD FEED=1, M=2, DP=9.6OPER CTEMP=364COLUMN UID=T1PARAMETER TRAY=24,IO=80 DAMPING=0.8FEED 2,22/SS,24/C11,4/C22,10/C33,16PRODUCT OVHD(WT)=GN,5749.99, WATER(WT)=W,1,2600, &LDRAW(WT)=CC2,11,30667, LDRAW(WT)=CC3,17,20667, & BTMS(M)=CB, LDRAW(WT)=CP4,22,3250, LDRAW(WT)=CC1,5, & 6250, SUPERSEDE=ONCONDENSER TYPE=TFIX, TEMPERATURE=70, TEST=70DUTY 1,1,-5,CONDENSERDUTY 2,7,-1.8,PAROHC1DUTY 3,12,-4.1,PAROHC2DUTY 4,18,-1.1,PAROHC3PA NAME=PA1, FROM=8, TO=7, PHASE=L, DNAME=PAROHC1, &RATE(WT)=65000.2PA NAME=PA2, FROM=14, TO=12, PHASE=L, DNAME=PAROHC2, &RATE(WT)=56999.9PA NAME=PA3, FROM=20, TO=18, PHASE=L, DNAME=PAROHC3, &RATE(WT)=10000PRINT PROPTABLE=PARTESTIMATE MODEL=REFINING, RRATIO=2, CTEMP=70, TTEMP=100, & BTEMP=353TEMPERATURE 1,70/2,100/24,353PRESSURE 1,1.3/24,1.38SPEC ID=COL1SPEC1, STREAM=GN, D86(EP,C), VALUE=180SPEC ID=COL1SPEC3, STREAM=CP1, RATE(WT,KG/H),TOTAL,WET, & VALUE=6250SPEC ID=COL1SPEC4, STREAM=CP2, RATE(WT,KG/H),TOTAL,WET, & VALUE=30667SPEC ID=COL1SPEC5, STREAM=CP3, RATE(WT,KG/H),TOTAL,WET, & VALUE=20667VARY DNAME=CONDENSERVARY DRAW=CC2,CC3SIDESTRIPPER UID=SS1PARAMETER TRAY=2,IOFEED CC1,1/S1,2PRODUCT OVHD(M)=C11, BTMS(WT)=CP1,6250, SUPERSEDE=ONPSPEC PTOP=1.31, DPCOLUMN=0.05PRINT PROPTABLE=PARTESTIMATE MODEL=SIMPLEVARY FEED=CC1SIDESTRIPPER UID=SS2PARAMETER TRAY=2,IOFEED CC2,1/S2,2PRODUCT OVHD(M)=C22, BTMS(WT)=CP2,30667PSPEC PTOP=1.4, DPCOLUMN=0.05PRINT PROPTABLE=PARTSIDESTRIPPER UID=SS3PARAMETER TRAY=2,IOFEED CC3,1/S3,2PRODUCT OVHD(M)=C33, BTMS(WT)=CP3,20667PSPEC PTOP=1.6, DPCOLUMN=0.05PRINT PROPTABLE=PARTEND。