工业甲基萘及苊馏份三塔精馏过程的模拟和优化.pdf

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1、北京石油化工学院学报第20卷第2期Vo1．20NO．2JournalofBeijingInstituteof2012年6月Jun．2012Petro—chemicalTechnology工业甲基萘及苊馏份三塔精馏过程的模拟和优化张丽萍熊杰明罗义文赵磊。(1．北京石油化工学院，北京102617；2．攀钢集团攀枝花钢钒有限公司煤化工厂，攀枝花617023)摘要工业甲基萘和工业苊都是重要的化工原料。工业甲基萘可以通过洗油直接精馏分离，工业苊主要通过精馏和结晶相结合的办法来提取。以脱萘之后的洗油为原料，用三炉三塔精馏，分别提取7O以上的工业甲基萘和55以上的苊馏份，然后再通过结晶得到9O以上的工业

2、苊。利用AspenPlus软件工具，按照回流比最小，即消耗最低的原则对工业甲基萘和苊馏份的精馏过程进行详细模拟和优化，确定了3个精馏塔各物料最佳进料位置、最佳采出位置、采出量等。模拟结果与工业化实施结果基本一致。关键词洗油；精馏；模拟；工业甲基萘；工业苊中图法分类号TQo28．3甲基萘(methy1naphthanene)分为a一甲基计算机进行模拟则方便得多。过去有关于洗油萘和甲基萘，是生产分散染料助剂(分散剂)精馏过程模拟方面的报道都是采用自己编程和的主要原料，可作热载体和溶剂、表面活性剂、理想算法，误差较大口。’n]，在工业化应用过程硫磺提取剂，也可用作生产增塑剂、纤维助染中发现模拟结

3、果与实际结果有较大差距，特别剂，还用于测定辛烷值和十六烷值的标准燃料，是工业甲基萘及苊馏份中苊质量分数等达不到在工业上具有广泛用途。工业甲基萘通常是洗设计指标。为此，采用AspenPlus专业模拟软油精馏提取出来的a一甲基萘和B一甲基萘总质量件来计算，对其分离过程进行模拟和优化，以期分数为70以上的混合物馏份。苊得到更可靠的结果。(acenapthylene)是一种重要的化工原料，主要1计算依据用于合成染料，特别是高档的有机染料、涂料、合成树脂、工程塑料和橡胶防老剂，制造耐高温中质洗油总处理量2006．7kg／h，苊馏份的聚酰亚胺和聚苯并咪唑二酮树脂，用作制造结晶后的母液中富含苊，流量16

4、0．0kg／h，返回宇宙飞船降落伞的纤维等_1]。苊主要来自于第二个塔内重新蒸馏利用，物料组成如表1煤焦油，煤焦油的洗油馏分中富含的苊的质量所示。分数为16～2O。关于苊的精馏与精制有表1原料及返回物料组成不少文献报道，但多数均停留在研究阶段]。从工业化应用来看，先通过精馏将苊的质量分数提高到55以上，然后再通过熔融结晶，即可得到质量分数90以上的工业苊，这是一种简单实用的工艺。目前已有关于这方面的实验研究，但由于苊馏份沸点高、结晶点高，管道易堵难清理，要作精馏实验非常困难。如果通过收稿日期：201卜10—08根据企业现有条件，采用三炉三塔流程(见10北京石油化工学院学报2012年第2O卷

5、图1)并利用现有的塔设备，其中T塔为3O块论板，设计条件及产品要求见表2。理论板，T塔为35块理论板，塔为25块理1原料；2一甲基萘馏份；3、5一中间馏份；4一中质洗油；6一苊馏份；7一重质洗油；RTN一返回物料；TI甲基萘塔；T2一中质洗油塔；T3一苊馏份塔图i洗油精馏流程表2设计条件及产品要求230甲基萘馏中质洗油中间馏份苊馏分重质洗油228分(2)(4)(5)(6)(7)226产品质w(31业甲(苊)"(二甲基苊含量含苊量分数基萘)≥70％≤5萘)≤8≥55≤5oA2242222模拟与优化2202．1丁塔的模拟T塔理论板数N一30块，计算过程中以w(a-甲基萘+甲基萘)≥70为设计规

6、定，但者产量越高，经济效益就越好。因为不同采出T塔的进料位置N，、质量回流比R、采出量量对应的能耗是不一样的，而T塔的回流比D都未明确规定，而且这3个因素都是彼此相R与能耗直接相关。回流比R越大，再沸器关的。根据经验，初算时采用N一15块(塔加热消耗、冷却器冷却消耗都相应增加。为此，中部)进料，塔顶采出D=800．0kg／h，R一采用D／R(相当于单位消耗所对应的产量)最3．0，然后再进行调整和优化。具体步骤为：大作为目标，在满足"r．tO(or-甲基萘+5-甲基萘)(1)回流比的确定：以(or-甲基萘+p-甲一70前提下，寻找D／R最大值。通过基萘)一709／6为设计指标，通过调整回流比

7、R，ModelAnslysisTools中的Sensitivity分析，使上述条件下达到设计指标，利用AspenPlus可以得到图3。的RADRFAC模块中DesignSpecs指定；(2)最佳进料位置的确定：在达到相同分离效果的前提下，当处于最佳进料位置时，所需要f的回流比最小，以此为依据调整最佳进料位置，利用ModelAnslysisTools中的Sensitivity实现。差g进料位置对回流比有直接影响，如图2所示