Phương trình trạng thái thể hiện mối tương quan giữa áp suất nhiệt độ và thể tích được thể hiện qua phương trình cân bằng :
pV = nRT hoặc pv = RT trong đó
n V
Trong đó p là áp suất tuyệt đối, V là thể tích, n là số mol, R là hằng số khí lý tưởng, T là nhiệt độ tuyệt đối. Đơn vị của R được lựa chọn sao cho phù hợp với các đơn vị của các biến khác. Phương trình này phù hợp khi áp suất thấp (ví dụ 1 atm). Tuy nhiên nhiều quá trình hoá học lại thực hiện tại một áp suất rất cao. Trong điều kiện đó thì phương trình này không phù hợp để tính toán.
Vì thế đã có nhiều phương trình trạng thái khác được phát triển nhằm mô tả được các quá trình hoá học thực hiện ở áp suất cao. Sự mở rộng đầu tiên định luật khí lý tưởng là phương trình trạng thái van der Waals:
a b RT p
Sự mở rộng này là bước ngoặt đầu tiên, tuy nhiên phương trình này chưa thể đáp ứng được trong điều kiện áp suất rất cao. Phương trình trạng thái Redlich- Kwong (RK) là sự biến đổi phương trình trạng thái van der Waals và sau đó đã tiếp tục được biến đổi bởi Soave được mang tên là phương trình trạng thái Soave- Redlich-Kwong (SRK), được sử dụng rộng rãi trong các quá trình mô phỏng. Một dạng khác của phương trình trạng thái RK là phương trình trạng thái Peng-Robinson (PR) cũng được sử dụng rất phổ biến.
Bảng 3.1 dưới đây đưa ra so sánh các công thức sử dụng trong HYSYS của các phương trình trạng thái PR và SRK.