第36卷第6期能源化工Vol 36 No 62015年12月Energy Chemical IndustryDec.,2015凈化與分離技術(shù)低溫甲醇洗中變換氣脫硫脫碳過(guò)程的模擬優(yōu)化¨朱兆友,李鑫,徐東芳,彭濤,王英龍…(青島科技大學(xué)化工學(xué)院,山東青島266042)摘要:應(yīng)用 Aspen Plus軟件,選擇基于BWR-lS方程和 Chapman- Enskog-Bkaw方程的PSRK熱力學(xué)模型對(duì)低溫甲醇洗變換氣吸收過(guò)程模擬進(jìn)行了優(yōu)化,對(duì)密度計(jì)算方程和黏度計(jì)算方程進(jìn)行了修正。將修正后的熱力學(xué)模型分別應(yīng)用于10%煤為氣化原料的變換氣、80%焦炭()+20%煤(v)為氣化原料的變換氣以及100%焦炭為氣化原料的變換氣的脫硫脫碳過(guò)程的模擬。結(jié)果表明:模擬結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)吻合良好,溫度、密度、流量及組成的模擬誤差均滿足工程標(biāo)定、優(yōu)化改造及對(duì)未知工況進(jìn)行分析的需要。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗熱力學(xué)模型脫硫脫碳中圖分類號(hào):TQ018文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-9834(2015)06-0020-08Simulation and optimization for removing sulfides andcarbon dioxide from shift gas by rectisolZHU Zhaoyou, L Xin, XU Dongfang, PENG Tao, WANG YinglongCollege of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China)Abstract: With Aspen Plus simulation software, the simulation for shift gas absorption process by rectisol is optimized byselecting PSRK thermodynamic model which based on BWR-LS equation and Chapman-Enskog-Brokaw equation.Theof den-sity calculation and viscosity calculation are modified, and the improved thermodynamic model is respectively applied on the simulationof the processes of removing sulfides and carbon dioxide from three kinds of shift gas which is respectively gasified by 100% coal, 80oke( mass fraction )+20% coal ( mass fraction)and 100% coke. The results show that the simulated data are well consistent withthose of practical operation, and the relative errors of temperature, density, flow rate and composition can meet the demands of engi-neering calibration, optimization reconstruction and the analysis of unknown casesKey words: rectisol; thermodynamic model; removal of sulfidees: renovacarbon煤、焦炭經(jīng)氣化爐加壓氣化后得到的變換氣中不CH3OH體系的Won參數(shù),氣相采用viil方程、液僅含有氫氣和一氧化碳,還含有一定量的二氧化碳、相采用Wlon方程關(guān)聯(lián),結(jié)果可用。浙江大學(xué)和上硫化氫和氧硫化碳等酸性氣體,這些酸性氣體會(huì)使下?；ぱ芯吭害巧钊胙芯苛烁黝悮怏w在低溫甲醇中游工序中催化劑中毒導(dǎo)致生產(chǎn)異常。為脫除變換的溶解度以及富CO2、H2S甲醇的物化性質(zhì),并測(cè)定氣中上述酸性氣,德國(guó) Linde公司和Lugi公司于20了部分二元對(duì)的相平衡常數(shù)。湖南化工研究院的皮世紀(jì)50年代共同開(kāi)發(fā)了低溫甲醇洗工藝,該工藝?yán)y安89以試驗(yàn)和文獻(xiàn)為基礎(chǔ),建立了一個(gè)能較好地用低溫甲醇對(duì)CO2、硫化物的選擇性吸收,可對(duì)酸性描述該工藝中氣液相平衡問(wèn)題的熱力學(xué)模型,為低溫氣體進(jìn)行分段脫除2。經(jīng)過(guò)幾十年的研究和發(fā)展,低甲醇洗工藝模擬計(jì)算提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算方法。溫甲醇洗已經(jīng)成為一種非常成熟的工藝,但由于缺少周建均等結(jié)合SRCI模型和 Linde模型計(jì)算全流氣液平衡數(shù)據(jù),對(duì)該工藝的過(guò)程模擬硏究較為困難。程的氣液平衡,模擬結(jié)果與國(guó)外設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)吻合良好。Ferrell a等3曾對(duì)四元體系的氣液相平衡進(jìn)行過(guò)計(jì)算,但計(jì)算溫度范圍較小。 Evelein等和 Ferrell收稿日期:2015-07-226等分別采用SRK狀態(tài)方程和PR方程計(jì)算部分相作者簡(jiǎn)介:朱兆友(1961-),男,江蘇準(zhǔn)安人,碩士,教授,碩士生師,現(xiàn)從事化工工平衡數(shù)據(jù),但結(jié)果仍不精確。 Davis和 Kermode6計(jì)中國(guó)煤化工基金項(xiàng)目:國(guó)算出了CO2-CH3OH,H2O-CH3OH以及CO2-H2O-…·聯(lián)系人:王英CNMHG11UUom。朱兆友等低溫甲醇洗中變換氣脫硫脫碳過(guò)程的模擬優(yōu)化21大連理工大學(xué)化工學(xué)院從1983年開(kāi)始從事低溫甲醇究成果均未有詳細(xì)的報(bào)道。洗裝置模擬分析與優(yōu)化研究,于1993年成功開(kāi)發(fā)了本研究基于化工過(guò)程模擬軟件 Aspen Plus,選擇低溫甲醇洗裝置模擬系統(tǒng)(RPS)",軟件中熱力靈活、可預(yù)測(cè)性狀態(tài)方程PSRK,通過(guò)對(duì)密度計(jì)算方學(xué)模型釆用M-H狀態(tài)方程和L-K狀態(tài)方程相結(jié)合,程和黏度計(jì)算方程的修正,實(shí)現(xiàn)了3種工況下變換二元交互作用參數(shù)通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸獲得。該軟件氣的脫硫脫碳過(guò)程的準(zhǔn)確模擬。獲得國(guó)家多項(xiàng)專利,實(shí)現(xiàn)了多套工業(yè)化裝置的應(yīng)用,1低溫甲醇洗工藝流程達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但限于技術(shù)專利的原因,以上研低溫甲醇洗工藝流程見(jiàn)圖1。凈化氣富CO2氫氣克勞斯氣CO2,N2尾氣r脫鹽水來(lái)自鍋爐水變換氣廢水再生甲醇圖1低溫甲醇洗工藝流程示意Tl-預(yù)洗塔;T2—吸收塔;T3_閃蒸系統(tǒng);T4CO2解吸塔;T5—熱再生塔;T6—甲醇/水分離塔;∏一尾氣洗滌塔低溫甲醇洗工藝以2主要由預(yù)洗塔、吸收塔、閃蒸CO2的吸收具有選擇性,下段主要吸收硫化物,稱為系統(tǒng)、CO2解吸塔、熱再生塔、甲醇/水分離塔、尾氣洗脫硫段;上段主要吸收CO2,稱為脫碳段;其中上段滌塔等7大部分組成。來(lái)自變換工段的變換氣首先又可分為粗洗段、主洗段和精洗段。變換氣依次通進(jìn)入預(yù)洗塔中,脫除其中的氨組分,然后進(jìn)入變換氣過(guò)脫硫段和脫碳段,最終,硫化物和CO2的摩爾分?jǐn)?shù)吸收塔中除去二氧化碳、硫化氫、氧硫化碳等酸性氣需滿足如下設(shè)計(jì)控制指標(biāo):硫化物摩爾分?jǐn)?shù)低于體。吸收了大量酸性氣體的富甲醇溶液再經(jīng)過(guò)閃蒸、0.1×106,CO2摩爾分?jǐn)?shù)低于20×10°;并且主洗段汽提、熱再生,得到不含酸性氣體的貧甲醇溶液和各中部抽出的富CO2氫氣中CO2摩爾分?jǐn)?shù)大于20%。種凈化氣。貧甲醇溶液循環(huán)回吸收塔中。在 Aspen Plus軟件中,按工藝原理將吸收塔分整個(gè)工藝模擬的核心是變換氣吸收塔。在為4臺(tái)串聯(lián)的塔,從下至上依次編號(hào)為C201-1該吸收塔中,以低溫甲醇為溶劑在高壓下脫除變換C2201-2、C2201-3、C2201-4,從而實(shí)現(xiàn)更快捷的收氣中的硫化物和CO2。由于低溫甲醇對(duì)硫化物和斂。模擬的變換氣脫硫脫碳工藝流程見(jiàn)圖2?！?21Ⅴ3C22014E2202AC2201-3C22012E2203-02「。C220l-1E2209E2205-1E220645}2204-1E2205-2v2203中國(guó)煤化工圖2變換氣脫硫脫碳工藝流程示CNMHG22能源化工2015年第36卷第6期低溫甲醇洗采用含有少量水的低溫甲醇作為相關(guān)文獻(xiàn)和 Aspen Plus物性方法選擇手冊(cè),經(jīng)過(guò)篩吸收劑,由于變換氣中CO2濃度較高,且低溫甲醇吸選最終采用PSRK狀態(tài)方程模型作為模擬計(jì)算的收CO后會(huì)產(chǎn)生大量的溶解熱,導(dǎo)致低溫甲醇溫度熱力學(xué)方法。通過(guò)吸收塔的模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)升高,從而會(huì)影響吸收效果,為此,需采取中段冷卻果與生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)還是存在一定的偏差,所以需要方法。在該工藝中,共設(shè)置了兩級(jí)中間冷卻,所用對(duì)模型進(jìn)行修正。的冷卻劑為低溫液氨。2.1密度計(jì)算方程的修正2模型選擇與修正查看PSRK熱力學(xué)模型中密度的計(jì)算方法為依變換氣中所含組分多達(dá)十余種,既有量子氣體次點(diǎn)擊 Properties,/ Property method/ Routes中VLMXH2,也含有在高壓下容易達(dá)到臨界狀態(tài)的CO2,在吸(液體混合物摩爾體積)。在PSRK方程下,VLMX收過(guò)程中存在一個(gè)由H2-N2-CO-Ar-CO2-H2S-默認(rèn)計(jì)算路線是ⅥLMX45,經(jīng)過(guò)該計(jì)算路線得到的COs-CH3OH-H2O-NH3所組成的十元體系的氣液貧甲醇溶液(流股221)的密度為640.84kg/m3,而平衡,非理想性極強(qiáng),相平衡計(jì)算困難,模擬難度非實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為879kg/m3,誤差較大,導(dǎo)致工藝模擬結(jié)常大。想要準(zhǔn)確模擬該工藝,選擇正確的熱力學(xué)果與實(shí)際情況偏差較大,必須對(duì)方程進(jìn)行修正。模型是關(guān)鍵。 Aspen Plus軟件提供了多種熱力學(xué)模經(jīng)過(guò)各計(jì)算路線的比較,BWR-LS方程計(jì)算的型,每一種熱力學(xué)模型都包含了多種計(jì)算純物質(zhì)和液體混合物密度具有較高的精確度,各方法計(jì)算結(jié)混合物的物性和熱力學(xué)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法6。根據(jù)果比較見(jiàn)表1。表1各密度計(jì)算路線準(zhǔn)確度比較計(jì)算路線物流2實(shí)際值/(kgm3)物流221計(jì)算值/(kgm32)偏差VLMXO5(基于BWR-IS模型)879882.61OVLMX01(基于 Rackett模型)0.006VLMX03(基于 Redlich- Kwong- Soave模型)644.080.267VLMXO4(基于Peng- Robinson模型)721.300.179VLMXI3(基于lee- Kesler模型)817.550.070VLMX14(基于 Redlich- Kwong- Aspen模型)879644.050.267VLMX5(基于 Aqueous Debye- Huckel模型)8790.690VLMX18(基于 Clarke Density模型)879884.600.006VLMX19(基于Lee- Kesler- Locker模型)817.540.070ⅤLMX20(基于API模型)0.006VLMX21(基于 Redlich- Kwong- UNIFAC模型0.256ⅤLMX2(基于 COSTAL模型)8790.020VLMX40(基于 TABPOLY模型)8790.019ⅤLMX42(基于 Modified PR+ UNIFAC模型)879719.000.182VLMX45(基于PSRK模型)640.840.271VLMX47(基于 Standard PR模型)721.920.179VLMX48(基于 Standard RKS模型)87944.6l0.267由表1可見(jiàn):在各種計(jì)算液體混合物密度的計(jì)VT=∑∑x算路線中,基于BWR-LS方程計(jì)算的密度準(zhǔn)確度最高,誤差僅為0.4%;而文獻(xiàn)[17]所應(yīng)用的計(jì)算路線VnT=∑∑xx%V(5)VLMX40,即基于 TABPOLY模型計(jì)算密度的路線其中,a=b4.53.5(6)與流股221密度工況值誤差為1.9%。BWR-LS方程表達(dá)式如下ai=(1-ey)(vv:)(7)Zm= Zm+yiT=(1-n4)3(TV)"2(8)式中:Z。,Z()=fen(T,T,vn,Vm)(2其混合規(guī)則為:在Asp中國(guó)煤化工程的密度計(jì)x(3)算路線是ⅥLM,以啊,m以成vMX05。CNMH朱兆友低溫甲醇洗中變換氣脫硫脫碳過(guò)程的模擬優(yōu)化23·利用ⅤLMX05去模擬吸收塔的流程,得到一系列物流的密度,對(duì)比實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到表2。表2多組分物流密度實(shí)測(cè)值與利用vLMX05計(jì)算值比較項(xiàng)目物流40物流60物流l09物流221溫度/℃-6.2-35.341.7壓力/MPa5.66.3密度模擬值/(kgm3)924.942.64893.4882.61密度實(shí)際值/(958.65879.64密度偏差0.0350.0120.0060.003由表2可見(jiàn):利用 VLMXO5計(jì)算路線計(jì)算不同塔器的水力學(xué)校核有較大影響。 Aspen軟件中默認(rèn)溫度、壓力、組成下各股物流的密度,計(jì)算結(jié)果與實(shí)的液相純組分黏度計(jì)算路線為MUL04(基于 Chung測(cè)值誤差很小,均在3.5%以內(nèi),最小值僅為0.3%, Lee-Starling模型),液相混合物黏度的計(jì)算路線為精確度非常高;且BWR-LS方程適用于計(jì)算壓力 MULMX05(基于 Chung-Lee-Starlin模型)。在0~14MPa,溫度-273~93℃的非極性或弱極性混0.356MPa,100℃下,甲醇的黏度為合物。在低溫甲醇洗工段中,其主要組分絕大部分0.2529mPas,而熱再生后的貧甲醇流股僅含有少為非極性或弱極性物質(zhì),因此采用該計(jì)算路線進(jìn)行量的水和微量氣體,故該流股的黏度在該溫度、壓模擬可以滿足工況分析需要。這證明選擇BWR-LS力條件下的黏度也應(yīng)接近0.2529mPa·s由 Aspen方程模型計(jì)算液相密度是非常合適的。系統(tǒng)默認(rèn)的MUIL04路線計(jì)算的純甲醇組分的黏度此外,由于PSFK狀態(tài)方程描述氣相行為的準(zhǔn)確性為1.37mPa·s,由默認(rèn)的 MULMX05路線計(jì)算的貧其默認(rèn)的氣相混合物密度計(jì)算方法計(jì)算得到的氣體混合物密度與實(shí)測(cè)值吻合良好,因此不需要進(jìn)行修正。甲醇流股黏度為0.99mPa·s,這2個(gè)值均與實(shí)際值2.2黏度計(jì)算方程的修正相差較大,需要修正。2.2.1液相黏度計(jì)算方程的修正釆用不同計(jì)算路線得到的各液相純組分黏度黏度是物質(zhì)在傳質(zhì)過(guò)程中極為重要的性質(zhì),對(duì)結(jié)果比較見(jiàn)表3表3各液相純組分黏度計(jì)算路線結(jié)果比較計(jì)算路線MULOIMUL02MULO4MULOSMULAOMULMHMULREFP實(shí)際值/(mPas)0.25290.25290.25290.25290.25290.25290.2529模擬值/(mPas)0.25370.25151.37090.23240.25370.25370.2228偏差000320.00554420708110.00320.00320.0301由表3可見(jiàn):計(jì)算路線MUI0I(基于 Andrade模的運(yùn)算主要是針對(duì)高聚物的黏度,低溫甲醇洗體系型)、MUIA0(基于 TABPOLY模型)和 MULMH(基中不存在該類物質(zhì),故比較而言MU01計(jì)算路線是于 polymer Modified Mark- Houwink/ Van Krevelen模最適合的。型)均具有較好的準(zhǔn)確度。但由于MUIA40路線的運(yùn)采用不同計(jì)算路線得到的各液相混合物黏度算必須有相關(guān)參數(shù)輸入才可計(jì)算,而 MULMH路線結(jié)果比較見(jiàn)表4。表4各液相混合物黏度計(jì)算路線結(jié)果比較十算路線MULMXOMULMXO2MULMXOMULMXO4 MULMXOSMULMXVK實(shí)際值/(mPa·s)0.25290.25290.25290.2529模擬值/(mPa·s)0.25300.23260.25300.26520.99420.2326偏差0.00040.08030.00040.04862.93120.0803由表4可見(jiàn):計(jì)算路線 MULMXO1(基于 Andrade MUL0l相同,均基于 Andrade模型,由此可見(jiàn),模型)和 MULMX03(基于AP模型)具有較好的準(zhǔn)確 MULMXO1與擬。中國(guó)煤化工度。 MULMX03計(jì)算路線一般適用于石油及石油化學(xué)2.2.2氣CNMHG產(chǎn)品,而 MULMX0計(jì)算路線與純甲醇黏度計(jì)算路線PSRK物性力汰飖認(rèn)時(shí)氣相獅庋計(jì)算路線與默24能源化工015年第36卷第6期認(rèn)的液相黏度計(jì)算路線相同,均為基于 Chung-lee度分別為0.01383,0.02039,0.0159mPas,偏差Starling模型的計(jì)算路線。純組分氣相黏度計(jì)算路較大,需要修正。線為MUv04,在5MPa、150℃下,其計(jì)算的氣相甲采用不同計(jì)算路線得到的各氣相純組分黏度醇、二氧化碳、硫化氫黏度分別為0.02227,結(jié)果比較見(jiàn)表5。0.02162,0.01603mPa·s,而實(shí)際這3種物質(zhì)的黏表5各氣相純組分黏度計(jì)算路線結(jié)果比較mPa·s計(jì)算路線CH3OH實(shí)際值CHOH模擬值CO2實(shí)際值CO模擬值H2S實(shí)際值H2S模擬值MUVOI0.013830.013940.020390.020580.01590.015880.013830.012670.020390.023000.01590.01666MUVO40.013830.022270.020390.021620.01590.01603MUVO50.013830.013790.020390.022180.01590.01678MUVO70.013830.013940.020390.020580.01590.015880.013830.013940.020390.020580.01590.01588MUV610.013830.017220.020390.021850.01590.01773由表5可見(jiàn):MUv02、MUV05、MUV61與3計(jì)算結(jié)果與分析MUV04計(jì)算路線對(duì)于低溫甲醇洗中主要?dú)怏w的黏采用不同氣化原料得到的變換氣組成有所不度模擬準(zhǔn)確性較差;而MUvo1、MUV07、MUV60則同。國(guó)內(nèi)某廠根據(jù)氣化原料不同,在同一套低溫甲具有較高的準(zhǔn)確度,這3種計(jì)算路線均基于醇洗裝置中,分別設(shè)計(jì)了3套物流數(shù)據(jù),但其對(duì)凈化Chapman- Enskog-Brokaw模型,證明該計(jì)算模型適用指標(biāo)的要求是一樣的,即經(jīng)過(guò)脫硫脫碳后凈化氣于氣相純組分的黏度計(jì)算(流股6)中硫化物摩爾分?jǐn)?shù)低于01×106,二氧化PSRK方程默認(rèn)的氣相混合物黏度計(jì)算路線為碳摩爾分?jǐn)?shù)低于20×106MUVMXO4(基于 Chung-Lee-Starling模型),鑒于該3.1100%煤為氣化原料的物流數(shù)據(jù)模型計(jì)算氣相純組分黏度準(zhǔn)確度較低,故直接采用100%煤為氣化原料的變換氣組成及變換氣吸基于 Chapman- Enskog- Brokaw模型的 MUVMXOI計(jì)收塔重要流股中主要成分對(duì)比見(jiàn)表6和表7算路線,其模擬結(jié)果與實(shí)際值接近,誤差較小。表6100%煤為氣化原料的變換氣組成組成H2H2SCOS CH, OHH0摩爾分?jǐn)?shù),%54.9630.230.40.090.0744.080.l10.00050.04930.0072表7100%煤為氣化原料的變換氣吸收塔重要流股中主要成分對(duì)比流股40項(xiàng)目流股6模擬值實(shí)際值模擬值實(shí)際值壓力/MPa5.475.475.65.6溫度/℃56.6流量/(kgh-)5307.710l032密度/(kgm-3)6.85H2摩爾分?jǐn)?shù)0.98620.98630.0073300.005926CO摩爾分?jǐn)?shù)0.0070520.0069390.0001120.000141CO2摩爾分?jǐn)?shù)1.41×100.335770.33142H2S摩爾分?jǐn)?shù)0.0016840.001713COs摩爾分?jǐn)?shù)7.91×10CH3OH摩爾分?jǐn)?shù)1,17×101.94×1050.65160.6572V中國(guó)煤化工3.280%焦炭(m)+2%煤(u)為氣化原料的物流數(shù)據(jù)氣組成及變CNMH要成分對(duì)比80%焦炭(m)+20%煤(u)為氣化原料的變換見(jiàn)表8和表朱兆友等低溫甲醇洗中變換氣脫硫脫碳過(guò)程的模擬優(yōu)化表880%焦炭(w)+20%煤(ν)煤為氣化原料的變換氣組成組成CHaCOH, S COS CH, OHHO摩爾分?jǐn)?shù),%55.150.4710.4010.090.0743.230.5348.2×10100.04690.007表980%焦炭(w)+20%煤(w)為氣化原料的變換氣吸收塔重要流股中主要成分對(duì)比流股6流股40項(xiàng)目模擬值際值模擬值實(shí)際值壓力/MPa5.475.6溫度/℃-6.36.4流量/(kgh5758.45739.57106743.4106700密度/(kgm3)924.0956.4H2摩爾分?jǐn)?shù)0.98200.98220.0073570.006047CO摩爾分?jǐn)?shù)0.00700.00690.0001110.000140CO2摩爾分?jǐn)?shù)1.0e×10-30.32970.3252H2S摩爾分?jǐn)?shù)1.58×10150.008160.008161COs摩爾分?jǐn)?shù)06.09×100×10-6CH3OH摩爾分?jǐn)?shù)L.94×100.65120.65693.3100%焦炭為氣化原料的物流數(shù)據(jù)吸收塔重要流股中主要成分對(duì)比見(jiàn)表10和表11100%焦炭為氣化原料的變換氣組成及變換氣表10100%焦炭為氣化原料變換氣組成組成CHaCOS CH, OHH摩爾分?jǐn)?shù),%53.760.5410.4010.0744.40.6460.04840.0073表11100%焦炭為氣化原料的變換氣吸收塔重要流股中主要成分對(duì)比流股6流股40項(xiàng)目模擬值實(shí)際值模擬值實(shí)際值壓力/MPa5.475.475.65.6溫度/℃流量/(kgh-)5441.985446.3107629.99105859密度/(kgm3)957.22H2摩爾分?jǐn)?shù)0.98020.98040.0072840.005901CO摩爾分?jǐn)?shù)0.0071550.0070440.0001120.000141CO2摩爾分?jǐn)?shù)6.34×1061.0×10-50.33220.3279H2S摩爾分?jǐn)?shù)3.09×10150.0093380.009475COs摩爾分?jǐn)?shù)8.1x107.0×10-6CH3OH摩爾分?jǐn)?shù)1.17×102.0×10-50.647570.652963.43種氣化原料的物流數(shù)據(jù)比較大,但處于同一數(shù)量級(jí),絕對(duì)誤差非常小,可忽略不由表6~表11可見(jiàn):隨著氣化原料中焦炭含量計(jì)。H2S和COS的含量在實(shí)際中未檢測(cè)出,同時(shí)模的增加,變換氣中H2的含量稍有下降,N2、CO2和硫擬值也非常小,可認(rèn)為含量趨于0。液相流股40中化物含量稍有增加,其中H2S的摩爾分?jǐn)?shù)增大了6各主要組分模擬值與實(shí)測(cè)值都非常接近。倍,其他組分含量變化不大。分別對(duì)3種工況下變以100%煤為氣化原料的變換氣脫硫脫碳模擬換氣的吸收過(guò)程進(jìn)行模擬,模擬結(jié)果與工業(yè)實(shí)測(cè)值為例,對(duì)主要組分在塔內(nèi)的分布進(jìn)行作圖分析。氣相比溫度、流量、密度的誤差都比較小,在35%以相中的主要產(chǎn)《個(gè)“出(S、COS,所以選內(nèi)。氣相流股6中H2、CO誤差小,而CO2和CH1OH擇這4種成塔向上的分布CNMHG誤差偏大,分析原因是含量太低導(dǎo)致相對(duì)誤差偏情況見(jiàn)圖3。出2mU叫量較低,在圖326能源化工2015年第36卷第6期中顯示不明顯,且均屬于硫化物,所以對(duì)兩者之和標(biāo),證明所建模型適用于低溫甲醇洗工藝酸性氣體再單獨(dú)作圖4。的吸收模擬計(jì)算。符號(hào)說(shuō)明:Zn,Zn0),zn(1)—壓縮因子;COS,y,y,y4活度系數(shù)※6,h,—二元交互參數(shù);v摩爾體積,L/mol;v:,V,V”,V,V—臨界體積,L;V.V.V臨界摩爾體積,Lmol;塔板T—溫度,℃;圖3變換氣吸收塔氣相組成分布T,T,T,T—臨界溫度,℃;n4經(jīng)驗(yàn)二元交互參數(shù);0.0008x,x,;x液相組成0.0006參考文獻(xiàn):0.0004[1]孫津生,李燕.低溫甲醇洗工藝流程模擬——甲醇洗0.0002滌塔的模擬[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào),2007,19(2):50-5300000}[2]關(guān)威,張述偉,管風(fēng)寶,等,城市煤氣低溫甲醇洗凈化0510152025303540工藝模擬與改造研究[J].化肥設(shè)計(jì),2006,44(6):圖4氣相中硫化物摩爾分?jǐn)?shù)分布[3 FERRELL J K, ROUSSEAU R W, MATANGE J N Sol-由圖3可見(jiàn):在第14塊和第36塊塔板之間ubilities of acid gases and nitrogen in methanol[ R]. raleigh: North Carolina State University, 1980CO2和H2的含量基本沒(méi)有變化。而在圖4中,硫化[4] EVELEIN K A,M00ERG, HEIDEMANN R A.Cmr物摩爾分?jǐn)?shù)在此階段迅速上升(從第14塊到第36relation of the phase behavior in the systems hydrogen sul-塊)。這是因?yàn)榈?4塊到第36塊板之間屬于脫硫fide-water and carbon dioxide-water[J]. Ind Eng Chem段,變換氣經(jīng)過(guò)脫硫段后,硫化物摩爾分?jǐn)?shù)已低于Process Des dev,1976,15(3):423-428.l×10°;而CO2摩爾分?jǐn)?shù)變化不大,說(shuō)明這一階段主[5] CHANG T, ROUSSEAU R W, FERRELL JK. Use of the要發(fā)生硫化物的脫除。由圖3可見(jiàn):從第13塊到第soavemodification of the redlich-kwong equation of state1塊板,H2摩爾分?jǐn)?shù)迅速增大,而CO2摩爾分?jǐn)?shù)迅速for phase equilibrium calculations systems containing降低,硫化物摩爾分?jǐn)?shù)趨于零,說(shuō)明在這一階段主methanol[ J]. Ind Eng Chem Process Des Dev, 1983, 22要發(fā)生CO2的脫除。從主洗段中部(即第12塊板(3):462-468抽出的富CO2氫氣也滿足設(shè)計(jì)指標(biāo),CO2摩爾分?jǐn)?shù)[6 DAVIS J J, KERMODE R I. Wilson parameters for the超過(guò)20%。經(jīng)過(guò)脫硫脫碳后,塔頂凈化氣中CO2和system H2, N2, CO, CO2, CH4, H2S, CH,OH, and H,硫化物含量甚微。O[J]. Fuel Processing Technology, 1978, 1(4)247-2594結(jié)論基于化工過(guò)程模擬軟件 Aspen Plus,根據(jù)低溫7]顧衛(wèi)忠,低溫甲醇洗吸收流程的仿真研究[D].杭州:浙江大學(xué),2006甲醇洗的熱力學(xué)特點(diǎn),選擇PSRK方程作為模擬計(jì)[8]皮銀安.低溫甲醇洗相平衡模型和氣液平衡計(jì)算算的熱力學(xué)模型,分別選用BWR-IS方程和(1)——相平衡模型[J].湖南化工,1997,27(4):1-5Chapman- Enskog- Brokaw方程作為密度和黏度的計(jì)9]皮銀安低溫甲醇洗相平衡模型和氣液平衡計(jì)算算方程,得到能夠準(zhǔn)確模擬低溫甲醇洗系統(tǒng)的熱力(2)——?dú)庖浩胶庥?jì)算(續(xù)完)[J].湖南化工,1998,學(xué)模型。將修正后的熱力學(xué)模型應(yīng)用于3種工況下28(1):1變換氣的脫硫脫碳過(guò)程模擬,模擬結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際[10周建均YH中國(guó)煤化工CNMHG]化學(xué)工程,數(shù)據(jù)吻合良好,凈化氣中硫化物含量達(dá)到控制指1993,2r(2):505兆友等低溫甲醇洗中變換氣脫硫脫碳過(guò)程的模擬優(yōu)化27[1]楊聲.低溫甲醇洗的模擬與熱力學(xué)優(yōu)化[D].大連州:浙江大學(xué),2006大連理工大學(xué),2014[15]唐宏青.低溫甲醇洗凈化技術(shù)[J].中氮肥,2008[I2]張述偉,陸明亮,徐志武,等,低溫甲醇洗系統(tǒng)模擬(1):1-7與分析[J].氮肥設(shè)計(jì),1994,32(1):25-31[16]楊友麒,項(xiàng)曙光.化工過(guò)程模擬與優(yōu)化[M].北京[13]吳珍珍,呂志新,應(yīng)衛(wèi)勇,等,低溫甲醇洗吸收塔?；瘜W(xué)工業(yè)出版社,2006:23-25擬及分析[J].化學(xué)世界,2013(9):513-51517]趙海泉,低溫甲醇洗氣液相平衡研究及工藝流程模[14]孟慶軍.低溫甲醇洗全流程模擬與優(yōu)化研究[D擬[D].上海:華東理工大學(xué),2010+“+…《能源化工》期刊第一屆編委會(huì)議召開(kāi)《能源化工》期刊第一屆編委會(huì)議于2015年11月27日成功召開(kāi)。來(lái)自能源化工領(lǐng)域的30多位編委代表參加了會(huì)議。編委會(huì)主任委員、南化公司副總經(jīng)理曾贛寧主持會(huì)議。曾贛寧代表《能源化工》主辦單位南化公司致辭,對(duì)《能源化工》期刊的發(fā)展提出了五點(diǎn)希望。一是要以戰(zhàn)略眼光審視和發(fā)展《能源化工》,實(shí)現(xiàn)期刊差異化、特色化發(fā)展,使期刊成為我國(guó)能源化工行業(yè)有一定知名度的特色刊物,成為技術(shù)推廣、成果轉(zhuǎn)化的優(yōu)質(zhì)媒介。二是要以高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求對(duì)待《能源化工》,與國(guó)內(nèi)一流期刊建標(biāo)對(duì)標(biāo),從欄目設(shè)置、選題、組稿、編輯等多方面著手,消除薄弱環(huán)節(jié),提高辦刊質(zhì)量。三是多依賴、依靠編委專家的支持,充分發(fā)揮編委專家的引領(lǐng)作用,把握期刊的報(bào)道方向,提升期刊的學(xué)術(shù)水平。四是把握好新時(shí)期國(guó)家支持科技期刊發(fā)展鼓勵(lì)核心科研成果在國(guó)內(nèi)科技期刊發(fā)表的良好環(huán)境,銳意創(chuàng)新持續(xù)提升,將期刊辦成精品刊物。五是重視期刊的導(dǎo)向作用,從源頭上嚴(yán)把論文評(píng)審關(guān)口,確保學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)的科學(xué)性、權(quán)威性和公信力,嚴(yán)格杜絕學(xué)術(shù)不端行為。編委會(huì)副主任委員、《能源化工》主編儲(chǔ)政向與會(huì)編委代表匯報(bào)了《能源化工》編輯部一年來(lái)的主要工作,重點(diǎn)闡述了《能源化工》今后的辦刊思路和主要措施。編委代表們對(duì)工作匯報(bào)中提出的《能源化工》差異化、特色化發(fā)展思路展開(kāi)了熱烈討論,認(rèn)為在當(dāng)今期刊同質(zhì)化嚴(yán)重的形勢(shì)下,《能源化工》必須走差異化、特色化發(fā)展道路應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注新能源與節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的新技術(shù)新工藝新產(chǎn)品新設(shè)備。代表們討論通過(guò)了《能源化工》期刊編委會(huì)章程《能源化工》前身為南化公司主辦的期刊《化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)》,已有30年歷史。2014年10月,在中國(guó)石油化工集團(tuán)公司、南化公司江蘇省新聞出版局的支持下,《化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)》正式更名為《能源化工》《能源化工》是在中國(guó)石化提出建設(shè)世界一流能源化工公司的發(fā)展戰(zhàn)略,南化公司“實(shí)施三步走,建設(shè)一流南化”戰(zhàn)略目標(biāo)背景下創(chuàng)立的,契合中國(guó)石化的企業(yè)特色和發(fā)展方向以及南化公司的發(fā)展戰(zhàn)略。通過(guò)“能源化工”的品牌效應(yīng),打造形象,更好地為中國(guó)石化服務(wù)。能源化工》立足辦特色欄目、辦特色專題辦特色期刊的思路報(bào)道煤化工、石油化工、天然氣化工、非常規(guī)能源及相關(guān)化工技術(shù)。中十“十十“““+十““+“+““+“+“+““““+中…++“+廣告目次頁(yè)碼單位頁(yè)碼單位封面、封二中國(guó)石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司插6南化集團(tuán)研究院氣體凈化研究所中國(guó)石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司化工機(jī)械廠插7南化集團(tuán)研究院信息與自動(dòng)化研究所插2中國(guó)石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司連云港堿廠插8南化集團(tuán)研究院苯化研究所插3全國(guó)氣體凈化信息站插9南化集團(tuán)研究院有機(jī)化工研究所插4南化集團(tuán)研究院硫酸設(shè)計(jì)研究所插10中國(guó)煤化工中心插5南化集團(tuán)研究院催化劑研究所封三、封底CNMHG