甲醇精餾過程四塔流程模擬分析

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1、石油與天然氣化工18CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2007甲醇精餾過程四塔流程模擬分析1,22黃風(fēng)林向小鳳(1.西安交通大學(xué)能動學(xué)院2.西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院)摘要利用PRO/Ⅱ化工流程模擬計算軟件,預(yù)精餾塔和回收塔、加壓塔和常壓塔分別采用ALCO熱力學(xué)計算模型和NRTL熱力學(xué)計算模型并進行了熱力學(xué)參數(shù)修正,以醇類、水作為關(guān)鍵組分,對甲醇精餾四塔流程進行模擬計算。通過計算各塔進料位置、回流比和理論板數(shù)等操作參數(shù),對進料溫度、操作壓力進行了模擬優(yōu)化。結(jié)果表明,四塔流程精餾出的甲醇質(zhì)量符合美國AA級和GB338-2004優(yōu)等品要求,在能耗、操作

2、穩(wěn)定性、靈活性方面具有優(yōu)勢。關(guān)鍵詞甲醇PRO/Ⅱ精餾四塔流程模擬分析甲醇是C1化工的主要產(chǎn)品。隨著世界能源市壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進入常壓塔,常壓場尤其是原油供求矛盾的不斷尖銳,甲醇作為最主塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品,在進料板下方設(shè)置側(cè)線抽出,要的基本有機化工原料之一和替代能源的一部分,抽出物主要為甲醇、水和高沸點組分,進入甲醇回收[1〗在當(dāng)前全球化工市場上起著舉足輕重的作用。而塔再回收甲醇,塔底廢水進入生化系統(tǒng)處理;回收塔甲醇裝置的大型化和工藝流程的優(yōu)化控制對節(jié)能降設(shè)有側(cè)線抽出,主要抽出物為高沸點醇類,以保證回耗、提高經(jīng)濟效益有著至關(guān)重要的作用。收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和

3、塔底廢水中總醇含量要求,針對此趨勢,本文采用PRO/Ⅱ化工流程模擬塔底廢水送生化處理。計算軟件,對甲醇精餾四塔流程進行了模擬計算與分析,闡述了四塔流程的可行性,確定了工藝優(yōu)化控制的有效措施和適宜的操作條件。模擬結(jié)果表明,四塔流程分離甲醇合理、可靠、具有較強的實用價值,生產(chǎn)出的精甲醇產(chǎn)品在純度、水含量、乙醇含量和甲醇回收率上較好,且裝置能耗低,產(chǎn)品質(zhì)量得以保證。[2〗1甲醇精餾四塔工藝流程甲醇精餾四塔工藝流程見圖1。四塔流程包含預(yù)精餾塔、加壓精餾塔、常壓精餾塔和甲醇回收塔。粗甲醇經(jīng)換熱后進入預(yù)精餾塔,脫除輕組分后(主2原料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要為不凝氣、二甲醚等),塔底甲醇及高沸點

4、組分加壓后進入加壓精餾塔;加壓精餾塔頂?shù)臍庀噙M入冷本次模擬計算選取的粗甲醇組成及物性如表1凝/蒸發(fā)器,利用加壓精餾塔和常壓精餾塔塔頂、塔所示。底的溫差,為常壓塔塔底提供熱源,同時對加壓塔塔從表1看出,丙酮與甲醇的沸點相差只有頂氣相冷凝。冷凝后的精甲醇進入回流罐,一部分8.41℃,為滿足AA級甲醇對丙酮的要求(≯10×-6作為加壓塔回流,一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置;加10(w)),對預(yù)精餾塔應(yīng)考慮足夠的余地,盡可能第36卷第1期甲醇精餾過程四塔流程模擬分析19地將丙酮從預(yù)精餾塔分離出去。表1粗甲醇組成及組分物性20組成常壓沸點,℃d4含量,w,%H2-252.69.93

5、10.005N2-195.8807.310.005CO-191.5800.000.015CO2-78.48826.180.55CH4-161.49299.700.007H2O100.00998.5717.912二甲醚-24.84674.810.12甲酸甲酯31.80980.550.01丙酮56.29794.650.003甲醇64.70795.6081.14.2加壓精餾塔與常壓精餾塔乙醇78.32793.830.187類似于三塔精餾工藝,加壓精餾塔采用加壓操丙醇97.21806.960.035正丁醇117.66811.660.025作,目的是提高塔頂物流溫位,為常壓精餾

6、塔再沸器異丁醇107.90805.380.0122提供熱源。戊醇137.98817.190.0122加壓精餾塔共計45個理論板,第43個理論板正辛烷316.71784.830.002進料,操作壓力0.81MPa(A),塔頂產(chǎn)出AA級精甲醇總量的46.53%(w),塔底的甲醇、水、高沸點組分3模型建立與計算方法等自流入常壓塔?？尚小?zhǔn)確、可靠的流程模擬系統(tǒng),主要取決于常壓精餾塔需要分離出剩余絕大部分的精甲兩個關(guān)鍵的環(huán)節(jié),一是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性,二是醇,且塔底要分離出符合排放要求的廢水,所以需要[3〗較多的理論板數(shù),模擬采用62個理論板,第42個理模擬流程的系統(tǒng)合理性。

7、甲醇精餾過程是一個復(fù)雜的多元汽液平衡,難論板進料。塔頂產(chǎn)出AA級精甲醇總量的53.47%以得到具體的實驗數(shù)據(jù),以醇類、水作為關(guān)鍵組分,(w)。進料下方第46塊理論板設(shè)側(cè)線抽出(主要是預(yù)精餾塔和回收塔采用ALCO熱力學(xué)計算模型,加甲醇、水和高沸點組分),以保證塔底廢水中總醇含壓塔和常壓塔采用NRTL熱力學(xué)計算模型,并對各量不至于偏高,也使塔頂精甲醇產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。此工藝流程可明顯降低甲醇回收塔的負(fù)荷,提高加塔進行了熱力學(xué)參數(shù)修正。計算過程采用Optimizer壓精餾塔、常壓精餾塔操作的穩(wěn)定性,以利于生產(chǎn)模塊對各塔進料位置進行優(yōu)化、降低各塔能耗。采AA