2012年第6期廣東化工第39卷總第230期www.gdchem.com201甲醇精餾過程的模擬及優(yōu)化劉兵,駱樂(徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇徐州221140[摘要]應(yīng)用化工流程模擬軟件 ASPEN PLUS,對(duì)甲醇三塔精餾過程進(jìn)行模擬,所得結(jié)果與生產(chǎn)操作數(shù)據(jù)基本吻合。對(duì)精餾塔的回流比及進(jìn)料塊位置進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量都有提高,效益增加13%。[關(guān)鍵詞] ASPEN PLUS;甲醇;精餾;模擬:優(yōu)化[中圖分類號(hào)TH[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼[文章編號(hào)]0-1865(2012)06-020102Methanol Distillation Process Simulation and OptimizationLiu Bing, Luo Le(Xuzhou College of Industrial and Technology, Xuzhou 221140, China)Abstract: Application chemical process simulation software ASPEN PLUS to methanol three tower distillation process simulation, the results and the productionperation data were basically the same. The reflux ratio and feeding position were optimized, the optimized production and quality improving, the benefit increased by 1.3Keywords: ASPEN PLUS: methanol: distillation: simulation: optimization程 SPE PLUS是一款功能強(qiáng)大的化工模擬軟件包,稱為“先進(jìn)過總能耗的20%左右。甲醇精餾技術(shù)的好壞直接關(guān)系到精甲醇的質(zhì)PROCESSENGINEERING)簡(jiǎn)稱 ASPEN PLUS。此軟件有完備的我高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益起到重要的作用。目前國(guó)內(nèi)采用的性模型和全面的單元操作模型,并且具有方便直觀的數(shù)據(jù)輸入輸出接口,可廣泛用于各種流程的模擬及優(yōu)化運(yùn)算。國(guó)自行開發(fā)的三塔精餾。三塔精餾技術(shù)是為減少甲醇中的雜質(zhì)、ASPEN PLUS可廣泛應(yīng)用于化工設(shè)計(jì)、模擬計(jì)算、生產(chǎn)優(yōu)化提高甲醇純度及熱利用率而開發(fā)的一種高效、節(jié)能工藝等多領(lǐng)域1。王桂云等結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù),用 ASPEN PLUS軟件近年來在大、中型企業(yè)得到了推廣和應(yīng)用分析了5種雙效精餾中的原料分配及雙效前的分離純度對(duì)節(jié)能率甲醇三塔精餾流程主要包括預(yù)精餾塔、加壓精餾塔、常壓精的影響,闡述了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的原則。李群生等應(yīng)用 ASPEN PLUS化工模擬系統(tǒng)中的 RADFRAC精餾模塊對(duì)氯乙烯精餾中的低沸塔餾塔,含有CHOH、C2HOH、烷烴等物質(zhì)的甲醇經(jīng)過預(yù)精餾塔在塔中除去其所含的低沸物,塔底甲醇及重組分由加壓泵加壓后進(jìn)行模擬,模擬值與實(shí)際值相吻合;并研究了回流比、進(jìn)料位送入加壓塔,加壓塔精餾后產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器,加壓塔置、餾分出比等參數(shù)對(duì)精餾的影響。張宗飛等以 ASPEN PLUS為底部的甲醇、水等高沸點(diǎn)物進(jìn)入常壓塔,塔頂蒸汽作為常壓塔再模擬工具,選擇反應(yīng)平衡模型,并應(yīng)用自由能最小化方法建立了沸器熱源壓,從而達(dá)到兩塔耦合操作,利用加壓塔和常壓塔兩塔粉煤氣化模型;完成了煤氣化的模擬呵的溫差,使常壓塔甲醇得以冷凝,甲醇作為回流液進(jìn)入塔頂,作甲醇是重要的有機(jī)化工基礎(chǔ)原料,以其為原料可生產(chǎn)甲酸為產(chǎn)品甲醇。甲醇三塔精餾過程的工藝流程如圖1所示。甲醛、乙酸、甲酸甲脂、甲膠、甲醚等多種化工產(chǎn)品,隨著1模擬結(jié)果此甲醇產(chǎn)品質(zhì)量和甲醇裝置的節(jié)能降耗越來越引起人們的關(guān)注。預(yù)精餾塔模擬的數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)作以比較,結(jié)果如表1。甲醇精餾過程是甲醇生產(chǎn)的重要后處理工序,其能耗占甲醇生產(chǎn)0B1-預(yù)混精餾塔:B2-加壓精餾塔:B-常壓精餾塔:CHU常壓塔塔中部出料:D1-預(yù)塔塔頂出料:D2-加壓塔塔頂出料D3常壓塔塔頂出料:W1A-預(yù)塔塔底出料;W1B-加壓塔進(jìn)料:W2-加壓塔塔底出料:Wy-常壓塔塔底出料圖1甲醇精餾流程Fig 1 Methanol distillation process表1預(yù)精餾塔的模擬結(jié)果表2加壓塔的模擬結(jié)果mulation resultsTab2 Pressure distillate生產(chǎn)數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)變化范圍生產(chǎn)數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)變化范圍回流比0.5~1回流比實(shí)際板數(shù)實(shí)際板數(shù)塔頂溫度/C32.980653040塔頂溫度C塔釜溫度/℃888407085~90塔釜溫度rcyHi中國(guó)煤化工8590塔頂壓力/bar1.6-2.0答頂壓力/b1.6-2.0NMHG[收稿日期]2012-0305[作者簡(jiǎn)介]劉兵(961-),男,山西應(yīng)縣人,本科,副教授,主要研究方向?yàn)榛み^程模擬與優(yōu)化廣東化工2012年第6期www.gdchem.com第39卷總第230期加壓塔模擬的數(shù)據(jù)和實(shí)際采集的數(shù)據(jù)作以比較,結(jié)果如表2。SensiticityS-I Results常壓塔模擬的數(shù)據(jù)和實(shí)際采集的數(shù)據(jù)作以比較,結(jié)果如表3。-DWNE表3常壓塔的模擬結(jié)果Tab3 Atme生產(chǎn)數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)變化范圍回流比1.1-1.5實(shí)際板數(shù)87塔頂溫度64.9192964-65塔釜溫度~℃800189180-81CHU溫度/℃76-78塔頂壓力/bar7606031.02塔釜壓力bar15~1.6CHU壓力62565067.570.072.575.077,580.082.585.0VARY I BI FFEEDS STAGE三個(gè)精餾塔的模擬數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)相比,基本吻合。圖3常壓塔進(jìn)料板位置的靈敏度分析2回流比優(yōu)化Fig3 Feed position sensitivity analysis of the atmosphericdistillation column利用 ASPEN PLUS的設(shè)計(jì)規(guī)定,對(duì)加壓塔和常壓塔的回流比進(jìn)行了優(yōu)化規(guī)定加壓塔的塔頂餾出液中含甲醇0.999,塔底釜液中含甲醇4結(jié)論甲醇的精餾工藝流程包括預(yù)精餾塔、。本課圍為053,進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)定的模擬運(yùn)算,得到最優(yōu)的餾出液流量較活合中料餾體系的NL活庭系數(shù)物選擇了為22560kg/h,回流比為13527三塔精若規(guī)定常壓塔的塔頂餾出液中含甲醇0999,塔底釜液中含甲餾過程進(jìn)行模擬計(jì)算醇0.01,餾出液量變化范圍為200600kg/h,回流比的變化范圍利用 ASPEN PLUS的設(shè)計(jì)規(guī)定模擬分析功能,對(duì)加壓塔和常為1-5,經(jīng)過設(shè)計(jì)規(guī)定模擬運(yùn)算,得到最優(yōu)的餾出液量為449kgh壓塔的回流比及餾出液量進(jìn)行了優(yōu)化運(yùn)算,得到加壓塔和常壓塔回流比為3.8435的回流比分別為13527、38435通過 ASPEN PLUS的靈敏度分析,對(duì)加壓塔和常壓塔的進(jìn)料3優(yōu)化操作參數(shù)位置進(jìn)行了優(yōu)化,得到加壓塔的最優(yōu)進(jìn)料位置為第81塊板,與生通過 ASPEN PLUS軟件對(duì)進(jìn)料位置、塔內(nèi)壓強(qiáng)的靈敏度分產(chǎn)數(shù)據(jù)一致,不需要調(diào)整。常壓塔的最優(yōu)進(jìn)料位置就從第67塊板析,找到在保持分離效果一定的情況下,最佳進(jìn)料位置調(diào)整為第79塊板生產(chǎn)中,加壓塔的塔板數(shù)為87塊塔板,加料位置為第81塊經(jīng)過優(yōu)化之后,加壓塔餾出液量從22300kgh提高到2256塔板。kg/h,組成從99.28%提高到99.99%。常壓塔餾出液量從410kg/h現(xiàn)針對(duì)塔頂產(chǎn)品中甲醇的流量,作進(jìn)料位置的靈敏度分析提高到449kgh,組成從99.03%提高到99%。在提高產(chǎn)品質(zhì)進(jìn)料位置的變化范圍為7383塊塔板,靈敏度分析結(jié)果為:最佳量的同時(shí),提高到產(chǎn)量,效益可增加13%。進(jìn)料板位置為81塊塔板。具體可見圖2參考文獻(xiàn)Sensiticity Results summary]楊光輝.化工流程模擬及技術(shù)[門計(jì)算機(jī)與信息化,2008,37(8):35-38[2]楊友麒,項(xiàng)曙光,化工過程模擬與優(yōu)化[M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社2006[3樊艷良,用 ASPEN PLUS對(duì)反應(yīng)精餾的模擬計(jì)算門.上海化工,200732(5):1419[4]王桂云,張述偉.用 ASPEN PLUS軟件分析雙效精餾節(jié)能的影響因素門.節(jié)能,2007,25(10):158-1515]李群生,劉陽.基于 ASPEN PLUS的氯乙烯精餾過程的模擬[聚氯6張宗飛,湯連英,呂慶元,等.基于 ASPEN 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column化門.化肥設(shè)計(jì),2005,32(6:18-20[2黃潔,高燕如,張振歐,等.甲醇精餾加壓雙效三塔流程初探.石常壓塔的塔板數(shù)為87塊塔板,加料位置為第67塊塔板油化工設(shè)計(jì),2004,21(10):6-8針對(duì)常壓塔頂產(chǎn)品中甲醇的流量,作進(jìn)料位置的靈敏度分析[王紅玲,250kta甲醇三塔精餾工藝技術(shù)總結(jié)[.化肥行業(yè),2009進(jìn)料位置的變化范圍為72-81塊塔板,靈敏度分析結(jié)果為:最佳(本文文獻(xiàn)格式:劉兵,駱樂.甲醇精餾過程的模擬及優(yōu)化[.廣進(jìn)料板位置為79塊塔板。具體可見圖3東化工,2012,39(6):201-202)(上接第192頁)[S].GB50341-2003,2003參考文獻(xiàn)[4]中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司,立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].GB50128-2005,2005]徐英,楊一凡,球罐和大型儲(chǔ)罐M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005,1中國(guó)煤化工2]中國(guó)石油化工總公司.石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范(本文文獻(xiàn)格式[SJ.SH304692,1992用[J].廣東化YHCNMHG排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選[3]中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司,立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范