甲醇单效精馏与双效精馏的能耗分析与对比.pdf

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1、第4期(总第173期)煤化工No．4(TotalNo．173、2014年8月CoalChemicalIndustryAug．2014甲醇单效精馏与双效精馏的能耗分析与对比闪俊杰(开滦集团唐山中润煤化工有限公司，河北唐山063611)摘要结合唐山中润煤化工有限公司的实际工况，以流程模拟软件为基本分析工具，将单效精馏系统与双效精馏系统的能耗进行了计算与对比，计算数据表明，就系统的蒸汽消耗量和冷却水使用量，双效精馏系统比单效精馏系统低一半以上。并对实际工况下双效精馏系统的能量传递进行了分析，解释了实际工况下常压塔顶呈现负压的原因。关键词甲醇，单效精馏，双效精馏，能耗，

2、流程模拟文章编号：1005—9598(2014)一04-004503中图分类号：TQ028．3+1文献标识码：B引言馏与双效精馏工艺模型，以唐山中润公司甲醇分厂的工况数据为基本参数，甲醇分厂的工况数据列于表1。精馏单元是化工生产流程中主要的单元，也是能表1唐山中润公司甲醇分厂的工况数据量消耗较高的主要单元之一。多效精馏，指将一个精馏进料量进料组成／％进料温度顶部产品过程分为多个串联的精馏过程，从而达到能量的重复／kg·h一甲醇水／℃纯度／％利用，是目前较为先进的精馏过程设计理念_】]。唐山1900086147099．99中润煤化工有限公司(简称唐山中润公司)建有

3、20万t／a甲醇生产装置，该装置的甲醇精馏系统采用了较1．1双效精馏过程模型的建立为先进的双效精馏工艺，笔者以唐山中润公司甲醇精唐山中润公司甲醇装置精馏系统为双效精馏工馏工艺为主要研究对象，通过流程模拟，进行单效精艺，具体工艺流程示意图见图1。粗甲醇经过预精馏馏与双效精馏的能耗分析与对比，以供相关企业参考。塔除去少量轻组分后，进入加压塔进行部分分离，质甲醇精馏工艺模型的建立冷凝水又又f甲醇精馏生产工艺中，一般会先设置一个预精馏，^、、塔，其主要作用为除去粗甲醇中极少量的气态以及低沸点杂质，这些杂质占粗甲醇的1％左右，含量很低。容×××加之精馏系统的能耗及产品质量

4、一般主要取决于采2-出精甲醇的精馏过程，因此，为保证分析的准确性，本容王l一E次精馏系统模型的建立将省略预精馏塔。另外，由于35粗醇中甲醇与水的质量分数之和超过99％，因此为简化计算过程，减少干扰因素，本次研究将极少量的乙1一预精馏塔2一加压塔再沸器3一加压塔4一常压塔再沸器5～常压塔6一常压塔顶部冷凝器醇、杂醇等杂质忽略不计，仅以甲醇一水体系作为研究对象。在同等的工况条件下，分别建立甲醇单效精图1唐山中润公司双效精馏系统工艺流程示意图收稿日期：2Ol4—04—16作者简介：闪俊杰(1982一)，男，河北张家口，工程师，硕士，2006年本科毕业于河北科技大学化工

5、专业，现从事煤化工生产技术与管理工作，E-mai1：junjie3O22213@163．eom。——46——煤化工2014年第4期量分数为99．9％的精甲醇蒸汽从加压塔顶引出后，进量的消耗量则为常压塔顶部冷凝器的冷却水使用入常压塔再沸器，被常压塔底部物料冷凝后，一部分量。表2为双效精馏工艺的相关计算数据，从表2作为产品采出进入产品罐，另一部分回到加压塔顶部可知，加压塔顶部气相物料所需冷负荷为17．2回流。加压塔底部物料进入常压塔继续进行分离，顶GJ／h，而常压塔底部所需热量为16．56J／h，这就说部气相物料经冷凝后，得到产品精甲醇，底部物料经明加压塔顶部气相物

6、料的冷凝潜热足以供给常压塔再沸器与加压塔顶部气相物料换热后，作为常压塔底部所需的热量。因此，对于双效精馏系统来说，所底部热源，以水为主要成分的甲醇残液从常压塔底需的热量仅仅为加压塔底部的热量，即2O．5OJ／h，采出，去生化系统进行处理。在该精馏系统中，唯一而系统所需冷量为常压塔顶部气相物料冷凝所需冷的热量消耗量为加压塔再沸器的蒸汽使用量，而冷量。即19．26J／h。表2双效精馏系统模拟计算数据1．2单效精馏过程模型的建立以唐山中润公司甲醇分厂的工况数据为基本依据，建立了同等条件下单效精馏系统工艺模型_2]，其工艺流程示意图见图2。粗甲醇经过预精馏塔，除去少量轻

7、组分后，进入甲醇精馏塔进行分离，质量分数为99．9％的精甲醇从塔顶采出，进人产品罐，以水为主要成分的甲醇残液从塔底采出，去生化系统进行处理。在该精馏系统中，热量的消耗量主要为精馏塔再沸器蒸汽的输人量，而冷量的消耗量主要为塔顶部冷凝器的冷却水使用量。同等基础条件下，单效精馏系统模拟计算数据列于表3。从表3可知，单效精馏系1一预精馏塔2一甲醇精馏塔再沸器统所需要的热量为45GJ／h，而塔顶气相冷凝所需的3一甲醇精馏塔4一甲醇精馏塔顶部冷凝器冷量为44．8GJ／h。图2单效精馏系统工艺流程示意图表3单效精馏系统模拟计算数据2单效精馏与双效精馏的能耗分析与对比精馏系统中

8、，降低了加压塔的产品采出