甲醇單效精餾與雙效精餾的能耗分析與對比.pdf

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1、第4期(總第173期)煤化工No．4(TotalNo．173、2014年8月CoalChemicalIndustryAug．2014甲醇單效精餾與雙效精餾的能耗分析與對比閃俊杰(開灤集團(tuán)唐山中潤煤化工有限公司，河北唐山063611)摘要結(jié)合唐山中潤煤化工有限公司的實際工況，以流程模擬軟件為基本分析工具，將單效精餾系統(tǒng)與雙效精餾系統(tǒng)的能耗進(jìn)行了計算與對比，計算數(shù)據(jù)表明，就系統(tǒng)的蒸汽消耗量和冷卻水使用量，雙效精餾系統(tǒng)比單效精餾系統(tǒng)低一半以上。并對實際工況下雙效精餾系統(tǒng)的能量傳遞進(jìn)行了分析，解釋了實際工況下常壓塔頂呈現(xiàn)負(fù)壓的原因。關(guān)鍵詞甲醇，單效精餾，雙效精餾，能耗，

2、流程模擬文章編號：1005—9598(2014)一04-004503中圖分類號：TQ028．3+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B引言餾與雙效精餾工藝模型，以唐山中潤公司甲醇分廠的工況數(shù)據(jù)為基本參數(shù)，甲醇分廠的工況數(shù)據(jù)列于表1。精餾單元是化工生產(chǎn)流程中主要的單元，也是能表1唐山中潤公司甲醇分廠的工況數(shù)據(jù)量消耗較高的主要單元之一。多效精餾，指將一個精餾進(jìn)料量進(jìn)料組成／％進(jìn)料溫度頂部產(chǎn)品過程分為多個串聯(lián)的精餾過程，從而達(dá)到能量的重復(fù)／kg·h一甲醇水／℃純度／％利用，是目前較為先進(jìn)的精餾過程設(shè)計理念_】]。唐山1900086147099．99中潤煤化工有限公司(簡稱唐山中潤公司)建有

3、20萬t／a甲醇生產(chǎn)裝置，該裝置的甲醇精餾系統(tǒng)采用了較1．1雙效精餾過程模型的建立為先進(jìn)的雙效精餾工藝，筆者以唐山中潤公司甲醇精唐山中潤公司甲醇裝置精餾系統(tǒng)為雙效精餾工餾工藝為主要研究對象，通過流程模擬，進(jìn)行單效精藝，具體工藝流程示意圖見圖1。粗甲醇經(jīng)過預(yù)精餾餾與雙效精餾的能耗分析與對比，以供相關(guān)企業(yè)參考。塔除去少量輕組分后，進(jìn)入加壓塔進(jìn)行部分分離，質(zhì)甲醇精餾工藝模型的建立冷凝水又又f甲醇精餾生產(chǎn)工藝中，一般會先設(shè)置一個預(yù)精餾，^、、塔，其主要作用為除去粗甲醇中極少量的氣態(tài)以及低沸點雜質(zhì)，這些雜質(zhì)占粗甲醇的1％左右，含量很低。容×××加之精餾系統(tǒng)的能耗及產(chǎn)品質(zhì)量

4、一般主要取決于采2-出精甲醇的精餾過程，因此，為保證分析的準(zhǔn)確性，本容王l一E次精餾系統(tǒng)模型的建立將省略預(yù)精餾塔。另外，由于35粗醇中甲醇與水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過99％，因此為簡化計算過程，減少干擾因素，本次研究將極少量的乙1一預(yù)精餾塔2一加壓塔再沸器3一加壓塔4一常壓塔再沸器5～常壓塔6一常壓塔頂部冷凝器醇、雜醇等雜質(zhì)忽略不計，僅以甲醇一水體系作為研究對象。在同等的工況條件下，分別建立甲醇單效精圖1唐山中潤公司雙效精餾系統(tǒng)工藝流程示意圖收稿日期：2Ol4—04—16作者簡介：閃俊杰(1982一)，男，河北張家口，工程師，碩士，2006年本科畢業(yè)于河北科技大學(xué)化工

5、專業(yè)，現(xiàn)從事煤化工生產(chǎn)技術(shù)與管理工作，E-mai1：junjie3O22213@163．eom?！?6——煤化工2014年第4期量分?jǐn)?shù)為99．9％的精甲醇蒸汽從加壓塔頂引出后，進(jìn)量的消耗量則為常壓塔頂部冷凝器的冷卻水使用入常壓塔再沸器，被常壓塔底部物料冷凝后，一部分量。表2為雙效精餾工藝的相關(guān)計算數(shù)據(jù)，從表2作為產(chǎn)品采出進(jìn)入產(chǎn)品罐，另一部分回到加壓塔頂部可知，加壓塔頂部氣相物料所需冷負(fù)荷為17．2回流。加壓塔底部物料進(jìn)入常壓塔繼續(xù)進(jìn)行分離，頂GJ／h，而常壓塔底部所需熱量為16．56J／h，這就說部氣相物料經(jīng)冷凝后，得到產(chǎn)品精甲醇，底部物料經(jīng)明加壓塔頂部氣相物

6、料的冷凝潛熱足以供給常壓塔再沸器與加壓塔頂部氣相物料換熱后，作為常壓塔底部所需的熱量。因此，對于雙效精餾系統(tǒng)來說，所底部熱源，以水為主要成分的甲醇?xì)堃簭某核仔璧臒崃績H僅為加壓塔底部的熱量，即2O．5OJ／h，采出，去生化系統(tǒng)進(jìn)行處理。在該精餾系統(tǒng)中，唯一而系統(tǒng)所需冷量為常壓塔頂部氣相物料冷凝所需冷的熱量消耗量為加壓塔再沸器的蒸汽使用量，而冷量。即19．26J／h。表2雙效精餾系統(tǒng)模擬計算數(shù)據(jù)1．2單效精餾過程模型的建立以唐山中潤公司甲醇分廠的工況數(shù)據(jù)為基本依據(jù)，建立了同等條件下單效精餾系統(tǒng)工藝模型_2]，其工藝流程示意圖見圖2。粗甲醇經(jīng)過預(yù)精餾塔，除去少量輕

7、組分后，進(jìn)入甲醇精餾塔進(jìn)行分離，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99．9％的精甲醇從塔頂采出，進(jìn)人產(chǎn)品罐，以水為主要成分的甲醇?xì)堃簭乃撞沙?，去生化系統(tǒng)進(jìn)行處理。在該精餾系統(tǒng)中，熱量的消耗量主要為精餾塔再沸器蒸汽的輸人量，而冷量的消耗量主要為塔頂部冷凝器的冷卻水使用量。同等基礎(chǔ)條件下，單效精餾系統(tǒng)模擬計算數(shù)據(jù)列于表3。從表3可知，單效精餾系1一預(yù)精餾塔2一甲醇精餾塔再沸器統(tǒng)所需要的熱量為45GJ／h，而塔頂氣相冷凝所需的3一甲醇精餾塔4一甲醇精餾塔頂部冷凝器冷量為44．8GJ／h。圖2單效精餾系統(tǒng)工藝流程示意圖表3單效精餾系統(tǒng)模擬計算數(shù)據(jù)2單效精餾與雙效精餾的能耗分析與對比精餾系統(tǒng)中

8、，降低了加壓塔的產(chǎn)品采出