探析多规格产品甲醇精馏塔的建模与仿真

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1、浙江大学硕士学位论文多规格产品甲醇精馏塔的建模与仿真姓名：郑洪裕申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：吴嘉2002.3.1J．程颂1．论文Y摘要应用AspenPlus化工模拟软件对合成甲醇精制工艺中的甲醇精馏过程进行了模拟研究。采用NRTL方程计算整个系统内气液平衡，以工厂的实际参数为依据，研究了有代表性的杂质如异丁醇，乙醇，水等在塔内的分布状况，得到了许多有意义的结果。模拟结果的主要参数与工厂的实际工况吻合，在此基础上，结合工厂的设备实际条件迸一步的讨论了各种可行的优化操作方案，对于指导实

2、际生产过程的优化运行具有重要参考价值。I飘重、≯÷0、ABSTRACTByusingchemicalengineeringprocesssimulationsoftware—·AspenPlus，thebehaviorofmethanoldistillationsystemwasstudied．Basedontheactualparameters，usingNRTLequationtocalucatetheequilibriumofliquid-gasphase，westudiedthedist

3、ributingdisciplinarianofsomeimpuritiessuchasisobutylalcohol，ethanolandwater．Finallyalotofvaluableparamenters，whichinosculatetheactualconditionwellwasgot．Andbasedontheseparamenterssomeoptimaloperationmethodswhichcanbeuesedtoinstructthepracticeinthefac

4、torywerediscussed．工程硕_上论文第1章课题概述1．1课题的工业背景1．1．1课题的提出目前，甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要的基础有机原料。近年来，世界甲醇的生产能力发展速度很快。甲醇的消费已超过其传统用途，潜在耗用量远远超过其化工用途，渗透到国民经济的各个部门。甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成，染料，医药，涂料和国防等工业11l。合成的粗甲醇浓度一般达不到使用要求，所以需要进行甲醇的精制过程。图I．1甲醇精制流

5、程简图如图l一1所示，甲醇精制流程可以分为两大部分，第一部分是预精馏部分，另外一部分是主精馏部分。预精馏塔除了对粗甲醇进行萃取精馏脱出某些烷烃的作用之外，另外的还可以脱除二甲醚，和其他轻组分有机杂质。其底部的出料被加到主塔的中间入料板上，主塔顶部出精甲醇，底部出废液，下部侧线出杂醇。甲醇市场竞争非常激烈，特别是近年来，随着甲醇精馏技术的进步和计算机在该领域的广泛应用，老的工业装置由于能耗过高，工人的劳动效率过低，加上4工程硕士论文维修上要比新的装置投入更多的费用，在市场上竞争力下降，技术改造成为

6、必走之路。1．1．2巨化甲醇精馏装置的运行现状巨化集团公司合成氨厂现有3力．吨／年联醇装置，实际生产能力近5万吨／年。原配有三套甲醇精馏装置，其中l#和2拌装置由于设备陈旧，生产能力低，能耗高，已拆除用于建设新的低压甲醇装置，目前仅运行3≠}装置。3}≠精甲醇装置原设计能力为3．0万吨／年，经过多年的技术改进和挖潜改造后生产能力已近5万吨／年。在装置运行的早期，由于杂醇的采出口和采出量不合适，塔底所排放的残液中甲醇浓度一度高达2—5％，既造成产品的损失，又无法满足环保排放要求，后与南京化工大学合

7、作，在塔下部第13块处增加了一个杂醇采出口，控制合适的采出量，首先在降低甲醇中乙醇含量、降低残液中甲醇含量等方面收取了很好的效果。在此基础上进一步进行了二线和多线采出的挖潜改造，继而在装置的生产能力、产品质量提高和节能降耗上又取得了新的突破。目前运行的3#N醇精馏装置如图1．1所示，采用一个预塔和一个主塔的方式。实际生产中，由铜系催化制得的粗甲醇被输送到储槽中，然后用泵输送到预塔，同时，甲醇合成系统所回收的淡甲醇作为萃取水被输送到预塔的顶部加入第一块塔板。预塔底出料经过缓冲和换热被输送到主塔的中

8、下部(64块板附近)，主塔的上部有几个采出13采出精甲醇(不同的采出13满足不同的甲醇品质要求，最终被输送到不同的成品储槽中)，底部采出残液(送造气夹套锅炉回收)，下部侧线(约75块板附近)采出杂醇(供外销)。值得注意的是，合成氨厂在生产符合国家质量标准的甲醇的同时，还担负着为氟化公司提供生产所需的具有更低乙醇指标要求的精甲醇的任务(氟化厂用于生产的甲醇质量除国标要求外，乙醇浓度还必须低于300ppm)。目前精馏装置采用三股精甲醇出料加一股杂醇出料和一股塔底出料的生产方式，以满足上述特殊的生产要