基于膜分离技术的甲醇精制过程模拟与优化

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1、基于膜分离技术的甲醇精制过程模拟与优化学位论文完成日期：2014．04．10指导教师签字：二二三磁答辩委员会成员签字：；!垂l删煳基于膜分离技术的甲醇精制过程模拟与优化摘要甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。它可直接用作汽车燃料，也可与汽油掺和使用。它可直接用于发电站或柴油机的燃料，或经ZMS．5分子筛催化剂转化为汽油。它可与异丁烯反应生成甲基叔丁基醚，用作汽油添加剂。目前国内大部分企业仍然采用传统的生产工艺，本文通过对年产卜万n电的甲醇合成工艺进行Aspen模拟与分析，得到了

2、最优的操作条件，从而可以指导现场设备的安装以及开车后的工艺控制点的操控。传统甲醇精馏装置采用双塔流程获取精甲醇产品时，正常生产条件下每年精馏主塔残液的排放量在三万左右，排放残液中甲醇含量年均值在2％左右，经分析检测残液的化学耗氧量一般在1％一2％以上。这样每年正常排放的残液中不仅白白损失了余500吨的甲醇，同时也造成了较大的环境污染。因此，如何通过降低精馏主塔残液中的甲醇含量来降低甲醇消耗，降低生产成本，减少残液排放对环境的污染，是全国工业甲醇生产中一个重要的节能、环保课题，也是本文甲醇生产设计中急需

3、解决的一个现实问题，本设计主要研究三塔精馏技术，在充分比较各种处理方法优劣的基础上，基于清洁生产的新观念，试图对现有工艺流程及工艺操作指标、原料、产品及中间产品进行实际测量和查定，并进行相应的整改，在物料和热量衡算的基础上建立精馏模型，确定需优化的主要工艺操作指标，并根据生产负荷和原料组成情况，增加主塔精馏段和提馏段的侧线采出，经过三塔精馏，获得更高纯度的甲醇，并对采出量加以控制，将精馏主塔侧线采出物间歇引入已有的回收装置以回收其中的甲醇。新型甲醇生产工艺中，普遍采用超滤膜甲醇分离器分离甲醇合成塔的出

4、料，获得粗甲醇，其理论模型为超滤模型。超滤膜甲醇分离器具有污染小、能耗低、易操作等特点。为能够对此分离单元进行工艺模拟与分析，基于AspenPlusV7．1平台，采用软件内置Excel95模板对超滤膜甲醇分离器模型进行初步的开发与探究。模型通过选择合适的计算模块、恰当的物性方法以及准确的Excel模板输入得到的模拟值与工厂实际数据基本吻合。本文建立的Excel用户模型可以作为超滤膜甲醇分离工艺过程的设计基础，能够为装置的设计、优化以及膜污染控制提供依据。关键词：AspenPlus；三塔精馏；超滤模型；

5、超滤膜甲醇分离器)THESIMULATl0NANDOPTIMlZATTONOFMETHANOLPRODUCTl0NPROCESSWITHUI』RAFILTRATl0NTECHNOLOGYABSTRACTMethanolisnotonlyanimportantchemicalrawmaterial，andistheexcellentperformanceofenergyandmotorfuels．Itcanbedirectlyusedasavehiclefuel，alsocanbeusedmixedwi

6、thgasolineItcanbedirectlyusedinpowerstationordieselfuel，ortheZMS一5molecularsievecatalystintogasoline．Itcanreactwithisobutylenegeneratesmethyltort-butylether,usedasagasolineadditive．Mostdomesticenterprisesarestillusingthetraditionalproductionprocess，base

7、dontheannualoutputofonehundredthousandtonsofmethanolsynthesisprocessfurAspensimulationandanalysis，theoptimaloperatingconditions，whichCallguidethesiteequipnlentinstallation，andtheprocesscontrolpointsafterdrivingcontrol，79raditionalprocessformethanoldisti

8、llationdeviceadoptsthetwintowersofpulemethanolproduct，undertheconditionofnormalproductionofdistillationtowerresidualLiquidemissionsayearinthirtythousand，averagedischargeresidualliquidmethanolcontentatabout2％．bytheanalysisoftestin