三组元全热耦合精馏过程的模拟计算.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2014年第03期文章编号：1002-1124(2014)03—0018—03继麟徽三组元全热耦合精馏过程的育模拟计算张红梅，李臻，李金莲，张永军(1．东北石油大学石油与天然气化工省重点实验室。黑龙江大庆163318；2．大庆化工研究中心。黑龙江大庆163714)摘要：本文利用Aspen软件对三组分进料全热耦合精馏的分离流程进行设计和模拟，建立了相应的具体计算步骤。首先利用三塔模型把热耦合精馏过程简化为3个单独的简单清晰分割塔，通过简捷法设计和模拟得到塔板数和回流比等初值后进行严格法模拟，得到热耦合精馏的数

2、据和操作条件。然后采用Aspen软件中的RadFrac模型，将三塔模型的模拟初值代人全热耦合模块进行严格模拟。结果表明，采用全热耦合精馏分离C三组分比传统精馏的直接序列和间接序列节能约为20％。关键词：全热耦合塔；精馏模拟；AspenPlus中图分类号：TQ028．1文献标识码：ASimulationandcalculationofthefullythermallycoupleddistillationcolumnsforternarymixtureseparationZHANGHong—mei，LIZhen，LIJin—lian，ZHANGYon

3、g-jun(1．ProvincialKeyLaboratoryofOil＆GasChemicalTechnology，CollegeofChemistry＆ChemicalEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China；2．DaqingPetrochemicalResearchCenter，Daqing163714，China)Abstract：WiththeapplicationofAspenPlussoftware，adesignandsimulationwereperfo

4、rmedtothefullythermallycoupleddistillationcolumnsforternaryC4hydrocarbonmixtureseparation，andestablishedtheCOITe-spondingcalculationsteps．Thedesignprocedurewasgiven：Firstfullythermallycoupleddistillationcolumnsissimplifiedintothreesimpleclearseparationtowerbyusingofthree-tower

5、mode1．Inthisstep，theplatenumberandrefluxratiowereobtainedbysimplemethodofdesignandsimulation．Aftertheinitialvalueandoperatingconditionswereobtaind，usingRadFracmodelofAspensoftwaretocompletearigoroussimulation．Asrigoroussimulationwasemployed．Theresultsshowthatthefullythermallyc

6、oupleddistillationcolumnscanreduceabout20％energyconsumptionandcapitalinvestmentcomparingtoconventionaldistillationconsequencesforseparationofternary-componentsC4hydrocarbonmixture．Keywords：fullythermallycoupleddistillationcolumns；simulationofdistillation；AspenPlus近些年来，如何提高精馏过程

7、的能量利用效率目前，国内外关于热耦合精馏设计的相关报道一直是化学工业关注的热点。目前，研究工作主要虽然很多，但实现完整的全热耦合精馏设计优化，集中在单塔内部的能量集成、精馏换热网络合成以并作相关严格模拟和验证工作的仍在少数。本文利及塔间的能量集成等。其中，塔间能量集成的一种用了三塔模型先把热耦合精馏塔拆分成3个清晰结构在分离三组元进料时节能优势明显，即全热耦分割的简单塔，这样就可以先用简捷法计算确定合塔。全热耦合塔由2个塔构成：预分馏塔及主分最小回流比和塔板数等初值，使热耦合精馏计算更馏塔，称为Petlyuk塔，预分馏塔不设置冷凝器和再加简化。沸器

8、而是通过直接从主分馏塔中引出侧线物流作为预分馏塔的汽、液相回流，这种结构提高了精馏1基于三塔模型的热耦合精馏简捷过程的可逆