PROII 高级培训班笔记1doc.doc

11.08 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。 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。 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