甲醇精馏过程四塔流程模拟分析

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1、石油与天然气化工18CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2007甲醇精馏过程四塔流程模拟分析1,22黄风林向小凤(1.西安交通大学能动学院2.西安石油大学化学化工学院)摘要利用PRO/Ⅱ化工流程模拟计算软件,预精馏塔和回收塔、加压塔和常压塔分别采用ALCO热力学计算模型和NRTL热力学计算模型并进行了热力学参数修正,以醇类、水作为关键组分,对甲醇精馏四塔流程进行模拟计算。通过计算各塔进料位置、回流比和理论板数等操作参数,对进料温度、操作压力进行了模拟优化。结果表明,四塔流程精馏出的甲醇质量符合美国AA级和GB338-2004优等品要求,在能耗、操作

2、稳定性、灵活性方面具有优势。关键词甲醇PRO/Ⅱ精馏四塔流程模拟分析甲醇是C1化工的主要产品。随着世界能源市压塔塔底的甲醇、高沸组分、水等进入常压塔,常压场尤其是原油供求矛盾的不断尖锐,甲醇作为最主塔顶馏出精甲醇产品,在进料板下方设置侧线抽出,要的基本有机化工原料之一和替代能源的一部分,抽出物主要为甲醇、水和高沸点组分,进入甲醇回收[1〗在当前全球化工市场上起着举足轻重的作用。而塔再回收甲醇,塔底废水进入生化系统处理;回收塔甲醇装置的大型化和工艺流程的优化控制对节能降设有侧线抽出,主要抽出物为高沸点醇类,以保证回耗、提高经济效益有着至关重要的作用。收塔塔顶精甲醇质量和

3、塔底废水中总醇含量要求,针对此趋势,本文采用PRO/Ⅱ化工流程模拟塔底废水送生化处理。计算软件,对甲醇精馏四塔流程进行了模拟计算与分析,阐述了四塔流程的可行性,确定了工艺优化控制的有效措施和适宜的操作条件。模拟结果表明,四塔流程分离甲醇合理、可靠、具有较强的实用价值,生产出的精甲醇产品在纯度、水含量、乙醇含量和甲醇回收率上较好,且装置能耗低,产品质量得以保证。[2〗1甲醇精馏四塔工艺流程甲醇精馏四塔工艺流程见图1。四塔流程包含预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔和甲醇回收塔。粗甲醇经换热后进入预精馏塔,脱除轻组分后(主2原料基础数据要为不凝气、二甲醚等),塔底甲醇及高沸点

4、组分加压后进入加压精馏塔;加压精馏塔顶的气相进入冷本次模拟计算选取的粗甲醇组成及物性如表1凝/蒸发器,利用加压精馏塔和常压精馏塔塔顶、塔所示。底的温差,为常压塔塔底提供热源,同时对加压塔塔从表1看出,丙酮与甲醇的沸点相差只有顶气相冷凝。冷凝后的精甲醇进入回流罐,一部分8.41℃,为满足AA级甲醇对丙酮的要求(≯10×-6作为加压塔回流,一部分作为精甲醇产品出装置;加10(w)),对预精馏塔应考虑足够的余地,尽可能第36卷第1期甲醇精馏过程四塔流程模拟分析19地将丙酮从预精馏塔分离出去。表1粗甲醇组成及组分物性20组成常压沸点,℃d4含量,w,%H2-252.69.93

5、10.005N2-195.8807.310.005CO-191.5800.000.015CO2-78.48826.180.55CH4-161.49299.700.007H2O100.00998.5717.912二甲醚-24.84674.810.12甲酸甲酯31.80980.550.01丙酮56.29794.650.003甲醇64.70795.6081.14.2加压精馏塔与常压精馏塔乙醇78.32793.830.187类似于三塔精馏工艺,加压精馏塔采用加压操丙醇97.21806.960.035正丁醇117.66811.660.025作,目的是提高塔顶物流温位,为常压精馏

6、塔再沸器异丁醇107.90805.380.0122提供热源。戊醇137.98817.190.0122加压精馏塔共计45个理论板,第43个理论板正辛烷316.71784.830.002进料,操作压力0.81MPa(A),塔顶产出AA级精甲醇总量的46.53%(w),塔底的甲醇、水、高沸点组分3模型建立与计算方法等自流入常压塔。可行、准确、可靠的流程模拟系统,主要取决于常压精馏塔需要分离出剩余绝大部分的精甲两个关键的环节,一是基础数据计算的准确性,二是醇,且塔底要分离出符合排放要求的废水,所以需要[3〗较多的理论板数,模拟采用62个理论板,第42个理模拟流程的系统合理性。

7、甲醇精馏过程是一个复杂的多元汽液平衡,难论板进料。塔顶产出AA级精甲醇总量的53.47%以得到具体的实验数据,以醇类、水作为关键组分,(w)。进料下方第46块理论板设侧线抽出(主要是预精馏塔和回收塔采用ALCO热力学计算模型,加甲醇、水和高沸点组分),以保证塔底废水中总醇含压塔和常压塔采用NRTL热力学计算模型,并对各量不至于偏高,也使塔顶精甲醇产品质量得到保证。此工艺流程可明显降低甲醇回收塔的负荷,提高加塔进行了热力学参数修正。计算过程采用Optimizer压精馏塔、常压精馏塔操作的稳定性,以利于生产模块对各塔进料位置进行优化、降低各塔能耗。采AA