低温甲醇洗吸收塔的计算机模拟

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低温甲醇洗工艺流程模拟中AspenPlus软件的应用

低温甲醇洗工艺流程模拟中Aspen Plus软件的应用摘要：在对低温甲醇洗工艺流程进行模拟的过程中，Aspen Plus软件最为常用。

为实现该软件的良好应用，本文特对其在低温甲醇洗工艺模拟中的具体应用进行分析，包括基本的软件概述及其在具体模拟中的应用分析。

希望通过本次的分析，可以为Aspen Plus软件的应用与低温甲醇洗工艺研究提供一定参考。

关键词：低温甲醇洗工艺；Aspen Plus软件；工艺流程；模拟前言：低温甲醇洗主要用来对高浓度酸性气体进行净化处理，此种工艺诞生于上世纪50年代，其操作温度是-75-0℃，压力是2.4-8.0MPa。

在通过该工艺进行净化处理之后，高浓度酸性气体中的硫体积分数将降至0.00001%以下，二氧化碳体积分数将降至0.001%以下。

目前，此项工艺已经在化工领域中得到了广泛应用，而基于Aspen Plus软件的工艺流程模拟也成为了化工行业与相关研究人员的关注重点。

尤其是基于Aspen Plus软件的低温甲醇洗净化处理工艺流程，更是受到了相关企业、研究者和工作人员的高度重视。

一、Aspen Plus软件概述Aspen Plus软件是一种通用形式的工艺模拟软件，该软件的研发单位是美国Aspen Tech公司，借助于该软件，可对炼油以及化工等多种工艺流程进行模拟计算。

在经历了几十年的应用和发展之后，Aspen Plus软件自身的功能得到了不断完善。

就目前的Aspen Plus软件来看，其主要功能包括多种物性参数、大量热力学模型、表征方法以及混合物数据等。

凭借着这些强大的计算与模拟功能，该软件已经成为了当今世界流程模拟中的标准软件，在炼油与化工等领域的工艺流程模拟中得到了广泛应用。

二、Aspen Plus软件在低温甲醇洗工艺流程模拟中的具体应用本次模拟研究中，主要通过四种方法对低温甲醇洗流程模拟过程中的Aspen Plus软件应用进行研究，第一是物性方法选择，第二是低温甲醇洗工艺流程模拟，第三是吸收塔塔板数量确定，第四是吸收剂用量确定。

低温甲醇洗工艺计算

Tg2 , K
-7531.077227 -203058.5195 -1020940.69
⑺全塔气体的溶解热QS , KJ/h,塔内操作条件:-50℃,3.4MPa
CO2的溶解
热 qco2,KJ/Kmo
16945
l
H2S的溶解热 qH2S,KJ/Kmo l
19264
QSCO2=GCO2*q
co2
7913861.965
H2 34.00
0.00 0.01
26.00
0.01 0.16 -23219.16
对上塔进行热量衡算
由上塔热平衡式：Q下+Q3+QCO2溶+Q换=Q2+Q4+Q损上
取Q换=7417890.4 9取Q损=5%*Q出
得Q4
-2008331.79
对全塔进行热量衡算
由全塔热平衡式：Q1+Q3+Q5+Q7+Q换=Q2+Q4+Q6+Q损
7913861.965
⑼进入上塔原料气体带入的热Qg上 , KJ/h,条件:-54℃,3.4MPa
Tg1
219.15
T0
CP1=∑ CPi1*yi1
0.32
CO2
CO
CPi1 KJ/(Kmol*
43.20
k)
yi1 mol/mol
0.00
0.15 进入上塔原料气带出热量Q9=G9*CP9*（Tg9-T0）
取Q损
-95750.19
进
检验热量守衡
-2008109.73
T0
-18922.46 -6687.47 -25609.93 -1583336.01

低温甲醇洗吸收塔模拟及内件优化设计

醇中的溶解度与无水甲醇相比约降低１２％。因低温甲醇洗技术应用广泛，目前对该技术的研究也在广泛开展，其方向主要是针对流程模拟Ｅ３，４］、原料气适应性＿５和操作过程中遇到具体问题的整改措施等方面Ｊ。通过工艺模拟和内件水
一 — 设技一＾，术一ｙ
蒋燕等低温甲醇洗吸收塔模拟及内件优化设计
ห้องสมุดไป่ตู้
低温甲醇洗吸收塔模拟及内件优化设计
蒋燕马炯中石化南京工程有限公司南京２１１１００
摘要本文采用规整填料替代以往设计中四溢流塔盘、降低塔径和塔高的优化设计。用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ和ＤＲＰ
化工设计２０１５，２５（５）
力学计算，分析采用规整填料后的优势和设计中需注意的问题，为吸收塔内件工程设计提供依据。
准确度没有明显影响。本文中采用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ软件中的严格精馏模块ＲａｄＦｒａｃ对低温甲醇洗吸收塔进
蒋
燕：工程师。２００７年毕业于华侨大学无机化学专业。从事化学工程与工艺设计。联系电话：（０２５）８７１１８０８４，Ｅ・ｍａｉｌ
ｊｉａｎｇｙａｎ．ｓｎｅｉ＠ｓｉｎｏｐｅｒ．ｃｏｍ。
１２
ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ

低温甲醇洗CO_2吸收塔过程模拟

·工艺与设备·收稿日期：2015-07-14低温甲醇洗CO 2吸收塔过程模拟袁明1，张存泉2（1．山东电力建设第一工程公司，济南250131；2．武汉理工大学能源与动力工程学院，武汉430063）摘要：CO 2吸收塔是低温甲醇洗系统的核心装置之一，其性能对整个系统性能具有重要影响。

本文对CO 2吸收塔的精吸段、主吸段、粗吸段和脱硫段以及吸收塔整体分别进行建模，针对计算比较为各段选取了合适的计算模型，并对吸收塔各组分流体分离效果进行了仿真，为整个低温甲醇洗系统设计与性能提升提供技术支撑。

关键词：低温甲醇洗，CO 2吸收塔，精馏吸收，模拟中图分类号：TQ116文献标志码：A文章编号：1007-7804（2015）04-0001-06doi ：10.3969/j.issn.1007-7804.2015.04.001Simulation on Absorption Column Processes in Ｒectisol SystemYUAN Ming 1，ZHANG Cunquan 2（1．SEPCO1Electric Power Construction Corporation ，Jinan 250131，China ；2．Energy and Power Engineering School ，Wuhan University of Technology ，Wuhan 430063，China ）Abstract ：A carbon dioxide absorption column is one of core devices in a rectisol system ，whose performances are dominant to the performances of the entire rectisol system．ASPEN PLUS software is utilized to establish models for the fine absorp-tion section ，the main absorption section ，the coarse absorption section and the desulfurization section as well as the entire carbon dioxide absorption column based on comparisons of calculation results from various calculation models ，respectively ；and the simulation analysis is carried out to the separation effects of various components in the carbon dioxide absorption column．Such simulation results may used as the technical support for improvement of design and performances of the entire rectisol system．Key words ：rectisol process ；carbon dioxide absorption column ；distillation ＆absorption ；simulation analysisLinde 公司和Lurgi 公司在20世纪50年代共同开发了低温甲醇洗系统，以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体，用于净化多组分气体，低温甲醇洗具有良好的吸收选择性、超强的吸收能力以及超低的投入和操作费用，因此广泛应用于合成氨、合成甲醇、合成羟基、城市煤气、天然气净化等大型工业化装置中［1-2］。

低温甲醇洗吸收塔热力学模型和过程模拟研究

低温甲醇洗吸收塔热力学模型和过程模拟研究赵文星;王建成;王辉;常丽萍;鲍卫仁【摘要】Rectisol absorption tower was simulatively analyzed by using Aspen Plus. PSRK thermodynamic model based on the Soave-Redlich-Kwong (SRK) equation of state and the Holdbaum-Gmehling mixing rule is applicable to the multi-component system of non-polar or strong polarity with large variation range of temperature and pressure. The accuracy of the PSRK thermodynamic model was verified by fitting the vapor-liquid equilibrium data of the main components. Simulation studies have been made to the profiles of whole tower temperature and CO2, H2S mole fractions. The tower design and tray rating were carried out, and the rationality of the design of the tray was verified by hydraulic calculation. On the basis of accurate simulation, the effects of methanol temperature and flux on the mole fractions of CO2 and H2S in the purified syngas were discussed. When the methanol temperature was -50℃and the methanol flux was 21000 kmol/h, the contents of CO2 and H2S in the purified syngas could meet the requirements for the synthesis of methanol.%通过Aspen Plus软件对低温甲醇洗吸收塔进行模拟研究.PSRK热力学模型建立在Soave-Redlich-Kwong(SRK)状态方程基础之上并且采用Holdbaum-Gmehling混合规则,适用于温度、压力变化范围较大的非极性或强极性的多组分体系.对关键组分的气液平衡实验值与软件计算值进行拟合,验证了该热力学模型的准确性.模拟研究得到了全塔温度剖面图,CO2和H2S在全塔的物质的量分数剖面图.对全塔进行塔板设计以及塔板核算,通过水力学计算验证了塔板设计的合理性.在准确模拟的基础上考察了贫甲醇温度、贫甲醇流量对塔顶净化气CO2和H2S含量的影响,当甲醇温度为-50℃,甲醇流量为21000 kmol/h时,塔顶净化合成气中CO2和H2S的含量满足合成甲醇的要求.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2017(042)003【总页数】7页(P86-92)【关键词】低温甲醇洗;AspenPlus;PSRK;塔板核算;模拟【作者】赵文星;王建成;王辉;常丽萍;鲍卫仁【作者单位】太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TQ018;TQ546.5新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主，如甲醇、汽油、柴油、航空煤油、二甲醚等。

低温甲醇洗H2S吸收塔和CO2吸收塔流程模拟

低温甲醇洗工艺包含Ｈ２Ｓ吸收塔、ＣＯ２吸收塔、ＣＯ２解吸／气提塔、甲醇热再生塔、甲醇精馏塔和尾气洗涤塔，其中Ｈ２Ｓ吸收塔和ＣＯ２吸收塔的操作温度范围为－５１．５～－１８．０℃，操作压力范围为２．８～３．４ＭＰａ，操作工况苛刻。而在酸性气体原料气中，涉及到ＣＯ２－Ｈ２Ｓ－Ｈ２－Ｎ２－ＣＯ－Ａｒ－ＣＨ４－Ｈ２Ｏ－ＣＨ３ＯＨ在操作工况下气液平衡过程的准确描述，需要选择合适的热力学方程，最难模拟计算。
收稿日期：２０１９－０２－２０作者简介：刘华群（１９９１—），河南濮阳人，硕士研究生，主要从事化工传质与分离研究；通信作者：唐祁匀（１９８３—），湖南祁阳人，工程师，主要从事化学原料药工艺开发及过程放大。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｃｔｉｓｏｌｐｒｏｃｅｓｓｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃｉｄｉｃｆｅｅｄｓｔｏｃｋｇａｓ．ＴｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｏｆＨ２ＳａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｔｏｗｅｒａｎｄＣＯ２ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｔｏｗｅｒｉｓ－５１．５°Ｃｔｏ－１８．０°Ｃａｎｄ２．８ｔｏ３．４ＭＰａ，ａｎｄａｎａｃｃｕｒａｔｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｔｈａｔｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｉｓｓｔｒｉｃｔｌｙｒｅｑｕｉｒｅｄ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｎｄｓｔｈａｔｔｈｅＰＳＲＫｅｑｕａｔｉｏｎｃａｎｂｅｔｔｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｃｏｍｐｌｅｔｅｓｔｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｕｒ－ｃｏｌｕｍｎｓｅｒｉｅｓｂｙｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｔｅａｒｓｔｒｅａｍｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｏｗｅｒｉｎｔｅｒｎａｌｓａｎｄｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｏｆｎｅｗｐｒｏｃｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｔｉｓｏｌ；ＰＳＲＫｅｑｕａｔｉｏｎ；ｔｅａｒｓｔｒｅａｍｓ

低温甲醇洗工艺酸性气体吸收流程的模拟计算

12 61 6 65E 03 7 18 7 22 5 54E 03
28 51 3 51E 03 8 29 8 20 1 10E 02
21 79 9 64E 03 5 91 5 96 8 39E 03
1685 03 2 08E 03 531 55 530 65 1 69E 03
6 7 6 54 5 20E 03
8
CH EM ICAL ENG INEER ING DESIGN
化工设计 2010, 20( 5)
在工艺模拟过程中, 吸收塔的模拟计算难度最大, 同时也是最重要的。为表述及分析方便并使模拟过程易于收敛, 将吸收塔分为脱硫段、粗吸段和主吸段 ( 精吸段 ) 分别进行模拟计算。
2 热力学方法的选择及修正
图 1 两台吸收塔酸性气体吸收流程
塔 1用来净化合成甲醇的原料气。来自变换工段的原料气经冷却后进入分离罐 V1进行气液分离。分离出液体后的原料气进入脱硫段的底部, 用低温贫甲醇洗涤。分离罐 V1底部的甲醇和水的混合物送甲醇水分离塔分离。
原料气在吸收塔与低温贫甲醇逆流接触, 利用 CO 2、H 2 S等酸性气体在低温甲醇中溶解度大的特性达到净化原料气的目的。为了移走 CO 2 在甲醇中的溶解热, 在吸收塔的段间要设置冷却器, 将甲醇吸收剂冷却到最佳吸收温度, 保证 CO2 的充分吸收。
求取气体在甲醇中溶解度是低温甲醇洗工艺计算的关键, 然而这些数据在通用的手册中却很难查到, 该体系的气液平衡数据作为林德和鲁奇公司的专有技术未曾公开发表。高压低温下气体在甲醇中溶解的亨利系数和溶解度系数报道更少, 就目前公开发表的文献而言 [ 1 ~ 8 ] , 不能完全满足低温甲醇洗工艺计算的需要。

基于数据分析与流程模拟的低温甲醇洗操作优化

基于数据分析与流程模拟的低温甲醇洗操作优化摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，低温甲醇洗（Ｒｅｃｔｉｓｏｌ）是２０世纪５０年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。

国内外大型煤制合成氨、合成甲醇、合成油等项目酸性气体脱除工段广泛采用低温甲醇洗工艺。

目前，世界上有一百多套工业化装置，低温甲醇洗工艺适合处理以煤等为原料气化生成的气体中ＣＯ２和硫化物的脱除。

该工艺为典型物理吸收法，以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中酸性气体。

随着国内煤气化、煤化工行业的快速发展，低温甲醇洗工艺因其选择性强、吸收效果好、气体净化度高、能耗低的优势应用越来越广泛。

关键词：数据分析;流程模拟;低温甲醇;洗操作优化引言低温甲醇洗装置是化工工艺装置中利用低温甲醇对H2S、CO2的超强吸收能力，脱除原料气体中酸性气体成分的一种高效的物理吸收工艺方法。

低温甲醇洗工艺在化工企业生产中，能耗低，运转费用低，生产运行稳定、可靠。

甲醇装置在开车接气过程和系统运行操作过程中经常出现总硫超标问题，严重影响了后系统催化剂的使用寿命，为企业的生产造成了巨大的消耗，增加了生产成本。

因此，对林德低温甲醇洗装置在开车接气过程中的总硫控制方法及系统正常运行过程中的操作控制进行了总结分析。

1装置开车与调整装置安装结束，完成了气密试验、水联动试验，装置置换合格具备了开车条件。

各设备充压至操作压力，充压完成后开始建立甲醇循环。

甲醇循环建立各设备液位、压力稳定后投用再生蒸汽、氨冷却器和水冷却器。

系统开始降温，当贫甲醇温度降低至-34℃时，降温完成具备接气条件。

原料气进入吸收塔时，吸收塔内液体流动状态发生变化，甲醇吸收CO2后体积增大。

吸收塔内液位波动较大，需严格控制液位，以防液位过低，从而触发连锁反应，甚至高压串低压。

在调节过程中，要注意贫甲醇循环量的控制。

循环量过大，会导致氨冷却器进口温度低、氨冷器负荷低、贫甲醇降温速度慢。

基于修正PSRK和RKSWS状态方程的低温甲醇洗吸收塔模拟研究

【关键词】低温甲醇洗：吸收塔；ＰＳＲＫ：ＲＫＳＷＳ：流程模拟【中图分类号］ＴＱ【文献标识码】Ａ
【３￣
］１００７ — １８６５（２０１７）１４－００８６ — ０２
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲｅｃｔｉｓｏｌＡｂｓｏｒｂｅｒＢａｓｅｄｏｎＭｏｄｉｉｅｆｄＰＳＲＫＳｔａｔｅＭｏ低温甲醇洗是大型煤化工中常用的气体净化工艺吸收塔是低温甲醇洗工艺中的核心设备，是整个流程模拟的关键塔・基于ＰＳＲＫ和ＲＫＳＷＳ状态方程，修正部分缺省的计算方法，对低温甲醇洗吸收塔进行模拟研宄，将模拟结果和运行数据进行对比。结果表明．修正后的ＰＳＲＫ及ＲＫＳＷＳ状态方程可应用于低温甲醇洗吸收塔的工艺模拟计算和实际生产操作条件的优化。
ＸｉｅＤｏｎｇｓｈｅｎｇ
（Ｓ１ＮＯＰＥＣＮａｎｊｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＩｎｃ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２Ｉ１１００，Ｃｈｉｎａ）
ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｔｉｓｏｌ：ａｂｓｏｒｂｅｒ：ＰＳＲＫ：ＲＫＳＷＳ：ｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

低温甲醇洗工艺及其装置设计工况全流程模拟

Science &Technology Vision 科技视界0引言从粗煤气中脱除酸性气体的方法种类很多,其基本特点都是利用气体中各种组分在溶液中溶解度不同这一性质,一般都采用吸收剂封闭循环过程,吸收时使过程按有关组分在吸收剂中溶解度增加方向进行,而吸收剂再生时又使过程向有关组分溶解度减小方向转变。

脱除气体中大量CO 2以及H 2S 等气体的方法很多,根据吸收过程基本特点,基本上可分为三大类:物理吸收法、化学吸收法及物理化学吸收法。

1低温甲醇洗工艺原理与技术特点1.1低温甲醇洗工艺原理低温甲醇洗法是利用低温下(-50℃-70℃)甲醇的优良特性脱除原料气中的轻质油、二氧化碳、硫化氢、硫的有机化合物和氰化物等的物理吸收法。

低温甲醇洗法的吸收能力大,气体净化度高,出口气中二氧化碳可脱除至10-20ppm,能将无机硫和有机硫脱除干净(总硫小于0.lppm),作为吸收剂的甲醇易得,价格低廉,不仅可以同时脱除COS,还可以兼脱能够引起后系统触媒中毒的拨基铁和碳基镍。

该法专利成熟,我国已于1979年向德国林德公司购买了专利许可证,可以在我国使用。

低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程。

物理吸收和化学吸收的根本不同点在于吸收剂与气体溶质分子间的作用力不同。

物理吸收中,各分子间的作用力为范德华力;而化学吸收中为化学键力。

这二者的区别构成它们在吸收平衡曲线、吸收热效应、温度对吸收的影响、吸收选择性以及溶液再生等方面的不同。

物理吸收中,气液平衡关系开始时符合亨利定律,溶液中被吸收组分的含量基本上与其在气相中的平衡分压成正比。

在化学吸收中,当溶液的活性组分与被吸收组分间的反应达到平衡以后,被吸收组分在溶液中的进一步溶解只能靠物理吸收。

物理吸收中,吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加,溶液循环量与原料气量及操作条件有关。

操作压力提高,温度降低,溶液循环量减少;在化学吸收中,吸收剂的吸收容量与吸收剂中活性组分的含量有关。

低温甲醇洗装置设计工况全流程模拟

2012年第30期(总第45期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界0引言低温甲醇洗工艺具有十几个回路、六十多个单元、近百个流股,系统工艺复杂,回路众多,使用通用模拟软件系统进行全流程模拟收敛十分困难,鉴于此,作者在认真分析了全流程工艺流程图的基础上,自主规定了断裂流股、收敛模块以及收敛顺序等,并修改了断裂流股收敛参数、收敛方法参数以及计算顺序收敛参数等,以确保低温甲醇洗系统全流程顺利收敛;并且由于过程单元模块模拟产生的误差在全流程模拟中逐级放大,对部分过程单元模型参数包括设备参数和操作条件也进行了适当修改,以保证模拟结果与设计数据尽量吻合。

1低温甲醇洗系统全流程模拟流程收敛及收敛方法选择一般说来,使用序贯模块法进行全流程模拟需要首先完成以下工作:(1)选择断裂流股。

断裂流股就是由循环所确定的具有组分流、总摩尔流、压力和焓的循环流股。

它可以是一个回路中的任意一个流股。

(2)定义收敛模块,使断裂流股、设计规定或最优化问题收敛。

收敛模块决定了由断裂流股或设计规定所控制变量的估计值如何在迭代过程中更新。

每个设计规定和断裂流股都有一个相关的收敛模块。

(3)确定计算顺序,即一个包括所有单元操作和收敛模块的次序。

通用模拟系统会自动确定断裂流股、收敛模块以及计算顺序等,以确保所有回路均被断裂。

然而往往由于系统回路众多,通用模拟系统默认的收敛参数以及由此确定的断裂流股、收敛模块以及计算顺序等并不能保证系统顺利收敛。

为此,往往需要用户自主规定断裂流股、收敛模块以及收敛顺序等,并修改断裂流股收敛参数、收敛方法参数以及计算顺序收敛参数等,以确保模拟流程顺利收敛。

如果模拟流程中循环流股过多,对断裂流股的初始估测往往有助于收敛,尤其是对带有封闭回路或再循环溶剂回路的循环系统如低温甲醇洗系统。

因此,针对设计工况,用户可以对断裂流股直接使用设计数据作为初始值;针对未知工况,用户则可以根据工艺知识、简单物料衡算以及单个过程单元改造工况的模拟结果等对断裂流股提供较合理的初始估测值。

低温甲醇洗吸收塔产出液再生过程模拟研究

低温甲醇洗吸收塔产出液再生过程模拟研究贾欣;赵文星;王建成;鲍卫仁;常丽萍;王辉【摘要】利用化工流程模拟软件Aspen plus对低温甲醇洗酸性气体吸收塔产出液再生过程进行模拟研究.得到H2S浓缩塔气相流股和热再生塔液相流股中CO2、H2S的物质的量分数(是否应为\"物质的量分数\",即旧称摩尔分数,请通篇核对)剖面图和温度剖面图.通过对H2S浓缩塔和热再生塔的塔板核算和水力学计算,确定了塔板基本结构参数.通过灵敏度分析,考察了CO2解析塔中温度压力、H2S浓缩塔中气提N2流量、热再生塔中冷凝器温度压力及精馏塔回流比对净化气CO2、H2S含量的影响.当CO2解析塔温度为-35°C、压力为0.6MPa,H2S浓缩塔再生N2流量为1500kmol/h,热再生塔冷凝器温度为20°C、压力为0.3MPa,精馏塔回流比为0.45时,产品气满足净化要求,H2S物质的量分数达到68.9％、甲醇质量分数达到99.9％满足回收再利用的要求.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2019(044)003【总页数】6页(P65-70)【关键词】低温甲醇洗;Aspen Plus;产出液再生;塔板核算;模拟【作者】贾欣;赵文星;王建成;鲍卫仁;常丽萍;王辉【作者单位】太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原 030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室,山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TQ018;TQ546.5随着石油和天然气资源的日益紧缺，以煤为原料发展新型煤化工产品的工艺路线备受重视，如煤制甲醇[1,2]、煤制油[3]、煤制烯烃[4,5]等。

低温甲醇洗工艺流程模拟_甲醇洗涤塔的模拟

低温甲醇洗工艺流程模拟——甲醇洗涤塔的模拟孙津生1,2,李　燕1(1.天津大学化工学院,天津　300072;2.天津大学精馏技术国家工程研究中心,天津　300072)摘　要:　利用Aspen Plus软件对低温甲醇洗系统的甲醇洗塔进行了模拟计算.通过应用该软件提供的不同模型进行模拟计算对比,可以确定RKSWS模型较为接近,对二元交互作用参数进行修改,修改后的模型是一种适用于模拟甲醇洗涤塔工艺过程计算的模型.模拟计算分析结果表明:温度和流量的误差都很小,各组分含量的误差也很小,均在1%之内.由此可知,修改后的模型可以较好的应用于甲醇洗涤塔工艺流程中.关键词:　低温甲醇洗;Aspen Plus;模拟;热力学模型;甲醇洗涤塔中图分类号:　TQ018 文献标识码:　A 文章编号:1004-0366(2007)02-0050-04Process S imulation for Rectisol-Simulation for Methanol Wash C olumnSUN Jin-sheng1,2,LI Yan1(1.School of Chemical Engineer ing and T echnology,T ianj in Univer sity,T ianj in300072,China;2.N ational Engineering Resear ch Center of D istillation T echnology,T ianj in U niv er sity,T ianj in300072,China)Abstract:　With the aid of process softw are Aspen Plus,a recsitol unit of methanol wash column is transferred and set up in the software and calculation is performed.Calculated and compared with different thermodynam-ics equations in Aspen Plus,m odel RKSWS is used.Then modify the binary parameters of RKSWS.T he mod-ified model is a suitable state in methanol w ash column of recsitol unit.T he analog computation result indicates: the error of temperature and mole flow is very little,so are compounds.So the modified model is good for methanol w ash colum n of recsitol unit.Key words:　recitol;Aspen plus;simulation;therm odynamics equation;m ethanol w ash column 低温甲醇洗系统是由德国林德公司和鲁奇公司在20世纪50年代共同开发的一种气体净化方法.该工艺采用低温甲醇用物理吸收的方法将原料气中的高浓度酸性气体(例如硫化物和CO2等)除去[1].适用于以煤、重油、沥青等重质烃类为原料的合成氨、羰基合成气、甲醇合成气、城市煤气等气体净化[2].Aspen Plus软件是由美国Aspen Tech公司开发的通用工艺模拟软件,可用于化工、炼油工艺流程模拟计算.Aspen Plus软件具有多种热力学模型、含有大量的物质性质参数以及混合物数据与表征方法[3].截至目前,国内有一些专家使用此软件对乙烯装置的油洗塔和分离系统、酯生产的反应精馏及C4萃取丁二烯等工艺构成进行了模拟,获得了较好的经济效益[4].但尚未见到关于低温甲醇洗系统的过程模拟和介绍如何利用软件专用模型进行模拟计算的相关报道.我们采用Aspen Plus对过程进行模拟计算,结合工艺包数据,对相应的热力学模型进行了选择和修正,得到对于指定的进料条件可以作为工艺数据包来使用的工艺流程.1　低温甲醇洗工艺流程甲醇洗工艺是采用低温甲醇以物理吸收的方法将前段工序变换气中高浓度酸性气体除去,得到纯净气体.而酸性气体经过解吸、气提等手段由甲醇溶液中释放出来,再进行下一步利用[5].该工艺主要由甲醇洗涤塔、CO2再生塔、H2S浓缩塔、甲醇再生塔第19卷　第2期2007年6月甘肃科学学报Journal of Gansu S ciencesVol.19　No.2Jun.2007收稿日期:2006-12-16和甲醇水分离塔五部分组成.低温甲醇洗工艺流程见图1.图1　低温甲醇洗模拟工艺流程C110:脱硫塔;C120:粗吸塔;C130:主吸塔;C140:精吸塔;C200:CO 2再生塔;C310:H 2S 浓缩塔;C320:H 2S 浓缩塔;C 400:甲醇再生塔;C 500:甲醇水分离塔;V 11、V 21、V 22、V 23、V 24、V 25、V 31、V 41皆为闪蒸罐在此工艺模拟过程中最重要、模拟难度最大的就是甲醇洗涤塔.甲醇洗涤塔的主要功能是在低温高压下利用甲醇对酸性气体良好的物理吸收性能脱除原料气(即变换气)中绝大部分的CO 2和硫化物气体杂质.这些气体脱除的干净程度制约着后继工序操作的好坏,所以对甲醇洗涤塔进行了模拟研究,即塔V 11、C 110、C 120、C 130和C 140.在实际工程中,此处是一个逆流吸收塔,塔中分成5段,最底部的作用是将降温后气体中所含的微量液体分离,可以看作是闪蒸罐.分离后的气体依次进入塔的脱硫段,粗吸段、主吸段和精吸段,主要作用为吸收气体中的硫和CO 2,皆可看作是单独的吸收塔.为了使模拟过程简洁和高效,易于收敛,将甲醇洗涤塔分为闪蒸罐(V 11)、脱硫塔(C 110)、粗吸塔(C 120)、主吸塔(C 130)、和精吸塔(C 140)分别对其模拟,在得出有效的结果后再将其组合.2　模型的选择与修改对于一个特殊的体系和具体装置所涉及的物性,模拟是否能正确反应它的操作,是否能用于设计和指导操作的关键在于选用正确的计算模型[6].包括计算纯物质物理性能的模型,如计算纯物质和混合物系的自由能、反应热、焓、熵、密度、蒸汽压等等;也包括计算体系气-液、液-液两相、气-液-液三相平衡的模型.Aspen 提供了计算6000多种纯物质的物理性能的模型和计算混合物物性的模型;计算各种不同物系的气-液、液-液两相、气-液-液三相平衡的模型,这些模型包括计算气相逸度的几个气体的状态方程,计算液相活度的模型[7].因此应该选择偏差较小的模型.根据物系的性质选择了NRTL 、SR-PLOAR 、PSRK 、RKSWS 4种模型进行模拟计算,对结果进行分析:(1)对于闪蒸罐V11,NRTL 模型较适合,其他状态方程无法计算.分析原因,对于低温含水的极性体系,状态方程法不适合,而活度系数法较为合适.(2)对于脱硫塔C 110,NRTL 模型计算结果不十分准确,而SR -PLOAR 模型、PSRK 模型和RK-SWS 模型计算结果可以认为有效,但是皆不精确,只有RKSWS 模型较为接近.分析原因活度系数法不适合中高压体系,而在低温下,二元交互作用参数与实际之间误差较大,造成活度系数法结算结果误差较大.(3)对于粗吸塔C120、主吸塔C130、精吸塔C140NRTL 模型计算结果不十分准确,而SR -PLOAR 模型、PSRK 模型和RKSWS 模型计算结果可以认为有效,但是皆不精确,只有RKSWS 模型较为接近.分析原因活度系数法不适合中高压体系,而51第19卷孙津生等:低温甲醇洗工艺流程模拟——甲醇洗涤塔的模拟在低温下,二元交互作用参数与实际之间误差较大,造成状态方程法结算结果误差较大.经计算分析,闪蒸罐V11使用NRTL模型与工艺包数据较为相符,吸收塔C110、C120、C130和C140使用RKSWS模型较为接近,但是依然不相符,分析原因:由于低温甲醇洗净化系统的主要组分有CH3OH、H2、CO2、H2S、N2、CO、CH4、Ar、H2O和COS等,该体系既含缔合、极性组分甲醇,又存在量子气体氢,在低温(最低达到-60℃)、加压(3546 kPa)下操作时部分组分超过临界点,所以非理想性很强,因此造成计算模型估算的不准确.只有使用多元系的气液平衡数据才能作为计算依据,但鲁奇和林德公司的气液平衡数据属于专利,没有公开发表.自20世纪70年代末起,国内开始进行低温甲醇洗气液平衡研究,建立多元体系的气液平衡数学模型[8～11],进行甲醇洗净化工艺模拟计算和低温甲醇洗专利技术工艺特色的开发.由于所发表文献的物性参数只有-40℃～20℃,尚不能达到最低温度,参照此数据,根据温度的影响对气液平衡数据进行估算,在Aspen plus中对二元交互作用参数进行修改,修改后RKSWS模型的二元交互作用参数见表1.表1　修改后RK SW S二元交互作用参数参数i CO2H2N2H2O AR CH4CO H2S C OS 参数j CH4O0.5991 1.25890.8758-0.5147 1.68690.6725 1.87960.12390.70523　计算结果与分析对修改后的RKSWS模型进行模拟计算,所得结果与工艺包数据较为相符.选择其中重要流股进行对比分析.选取流程中物流103和106作为气相物流中流股比较.物流103为脱硫塔塔顶气体,理论上硫含量很低,同时也能脱洗部分CO2,而气体中主要成分为H2和CO,所以选择CO2、H2、CO、H2S、流量和温度进行比较;物流106为精吸塔塔顶气体,此气体须符合下一步生产要求,必须使CO2和H2S脱除干净,所以选择CO2、H2、CO、H2S、流量和温度进行比较.选取流程中物流117和118作为液相物流中流股比较.物流117脱碳段结束后的液相流股,其中CO2含量较高,也有部分H2S,其它成分含量甚微,所以选择CH3OH、CO2、H2S、流量和温度进行比较;物流118为脱硫段后液相流股,其中CO2和H2S 含量较高,所以选择CH3OH、CO2、H2S、流量和温度进行比较.数据对比及误差值见表2.表2　甲醇洗涤塔重要流股主要成分的对比物流化学元素103模拟原数据误差/%106模拟原数据误差/%CO2　0.3133320　0.3142　0.27625　0.0150903　0.01561　3.329404 H20.46347050.46390.092580.66933660.669409.473E-3 CO0.21798040.21670.590900.30892630.30490 1.320518 H2S 4.250E-08 4.546E-08 6.50902 3.841E-08 3.798E-08 1.142707流量/kmol・h-18054.198780470.089505537.64185560.410.409506温度/K252.2905400　252.4000　0.04337　226.8013200　228.55190　0.765945物流化学元素117模拟原数据误差/%118模拟原数据误差/%CH3OH　0.8033212　0.8033　2.6404E-3　0.7877452　0.7866　0.14560 CO20.19129340.1913 3.4292E-30.20728190.20630.47590 H2S 1.829E-07 1.82E-070.5775578 1.432E-03 1.43E-030.02030流量/kmol・h-155615561-5665.801356740.14450温度/K250.581040252.10000.6025232250.7217800251.26090.21457 由表2分析可知:温度和流量的误差都很小,在1%之内;在气相中H2和CO的误差也很小,H2S和物流106中CO2的误差较大,也小于5%,分析是含量太低导致;在液相中各成分的误差皆小于1%.由此可知,修改后的模型可以较好的应用于甲醇洗涤塔工艺流程中.将甲醇洗涤塔工艺中所有塔板按塔C140塔顶到塔底、塔C130塔顶到塔底、塔C120塔顶到塔底、塔C110塔顶到塔底顺序连接起来进行分析.由于气相中主要变化的成分为CO2、H2S、H2和CO,所以选取这4种成分作为分析对象进行分析见图2(由于图2(a)中H2S摩尔百分含量太低,在图中所显示52 甘肃科学学报 2007年　第2期不明显,故将其再做图,见图2(b)).由图2可知:H2和CO的含量在第15块到第10块塔板之间变化很小,在第9块塔板到第1块塔板上升的趋势比较明显,从第15块到第1块塔板曲线整体呈上升趋势;CO2的含量在第15块到第10块塔板之间变化很小,在第9块塔板到第1块塔板下降的趋势比较明显,从第15块到第1块塔板曲线整体呈下降趋势;H2S的含量在第15块到第10块塔板之间下降的趋势很明显,在第9块塔板到第1块塔板之间变化很小,从第15块到第1块塔板曲线整体呈下降趋势.说明H2S的主要去除在吸硫段, CO2的主要去除在吸碳段,而塔顶二者的含量甚微,(a)(b)图2　甲醇洗涤塔气相组成分布○CO2　●H2S　▲H2　△CO主要成分为H2和CO.4　结论利用流程模拟软件Aspen Plus对甲醇洗涤塔工艺进行了流程模拟,根据工艺包数据进行模拟计算并对不符合条件的参数进行了回归和修改,计算结果表明:脱硫段已将变换气中H2S和COS脱除到10-6以下,脱硫效果很明显,而CO2含量尽管也在减小,但是变化不明显;当进入脱碳段时,CO2含量出现显著减少,直到出口时减小到1.5%(mol),小于3%(mol)出口要求,总硫的含量也小于10-7出口要求.修改后的模型是一种适用于模拟甲醇洗涤塔工艺过程计算的模型.参考文献:[1]W eiss H.Rectisol Was h for Purification of Partial OxidationGases[J].Gas Separation&Purification,1988,2:171-176.[2]　朱世勇.环境与工业气体净化技术[M].北京:化学工业出版社,2001:200-230.[3]　王静康.化工设计[M].北京:化学工业出版社,1995:276-290.[4]　兰其盈,杜江.干气胺洗工艺过程模拟I.热力学模型的选取和胺吸收塔的模拟[J].石化技术与应用,2006,24(2):93-100.[5]　John H W alsh.T he Future for the Fossil Fuels[J].Proceed- ings of th e Association,1999,2(2):32-37.[6]　Billingsl ey D S,Boyn ton G W.Iterative M ethous for S olvingProblems in M alticomponent Distillation at the Steady State[J].AIChE J,1971,17(1):65-68.[7]　杨友麒,项曙光.化工过程模拟与优化[M].北京:化学工业出版社,2006.[8]　皮银安.低温甲醇洗相平衡模型和气液平衡计算(1)—相平衡模型[J].湖南化工,1997,27(4):1-5.[9]　Aage Fredenslund,Jurgen Gmehling,Petter Rasmssen.Vap- or-Liquid Equilibria using U NIFAC a Group-contri bution M eth od[M].E lsebier Scientific Publishing Co.1977.[10]　Katayama T,Ohgaki K.Isothermal Vapor-liquid EquilibriumData for Binary Systems Containing Carbon Dioxide at HighPressures M ethanol-carbon Dioxide[J].J,Chen Eng Japan,1975,8(2):27-35.[11]　金克新,赵传钧,马沛生.化工热力学[J].天津:天津大学出版社,1990.作者简介:孙津生,(1967-)男,天津市人,2005年毕业于天津大学化工学院化学工程专业,获博士学位,现任天津大学化工学院副研究员.53第19卷孙津生等:低温甲醇洗工艺流程模拟——甲醇洗涤塔的模拟。

低温甲醇洗操作法

低温甲醇洗操作法一、生产工艺原理一氧化碳变换后的变换气中含有氨合成反应所需的H2、N2外，还含有一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、硫氧化碳等成份。

这些氧化物和硫化物既是氨合成触媒的毒物，同时CO2又是生产联碱的原料，而一氧化碳、硫化物又可进一步回收利用，需要对它们分别脱除回收。

根据我厂整个工艺的设置，采用低温甲醇洗涤法脱除变换气中的CO2、H2S、COS，将脱除掉的合格CO2送联碱，同时将再生出的H2S送硫回收和变换系统。

低温甲醇洗是一种物理吸收法，在低温、高压下在吸收塔中完成甲醇对CO2、H2S、COS的吸收，吸收了CO2、H 2S、COS的甲醇溶液经过节流降压，释放出CO2，再在热态下将H2S从甲醇溶液中解析出来，再生好的甲醇重复吸收。

系统需要的冷量来自冰机以及吸收了CO2和H2S的高压甲醇溶液的节流膨胀和各水冷器。

二、生产工艺流程叙述1、原料气的冷却从变换来的压力 3.0MPa、温度40℃、含H252.8%、N26.4%、CO240.4%、CO0.3%、H2S+COS1400PPm，水份0.25%（饱和水）的变换气106310Nm3/h和 C01压缩机出来经E02水冷到38℃、压力3.0MPa的闪蒸气1263Nm3/h混合进入低温甲醇洗装置。

由于洗涤是在低温下进行的，为防止气体中所带的水份因冷却结冰造成管道和设备的堵塞，因此在变换气冷却前要喷入740Kg/h、温度38℃、压力4.0MPa的甲醇以捕集变换气中的水份，使甲醇水溶液的冰点降低。

变换气进入E01挠管式换热器，被三股冷气体冷却到-26℃、压力2.96MPa后进入D01分离器，出D01分离器的干燥的原料气进入甲醇洗涤塔T01。

2、原料气中CO2、H2S等组分的脱除甲醇洗涤塔T01分为两段，上塔的主要任务是脱除CO2及下塔未除净的H2S，由于甲醇对CO2的溶解度很大，虽然CO2的溶解热很小，但溶液温升仍很大，当温度升高时，CO2在甲醇中的溶解度会减少，不利于吸收，因此必须降低溶液温度，上塔又分为粗洗、主洗和精洗三段，加上下塔H2S吸收段共四段，进入甲醇洗涤塔T01的气体经过四段洗涤后，出塔气中CO2<20PPm、H2S+COS<0.1PPm、温度-54℃、压力 2.87MPa、含H288%、N210%、CO0.56%、Ar0.23%、气量62879Nm3/h的净化气经E03复热到-36.7℃、压力2.80MPa，并经挠管式换热器E01进一步回收冷量后，气体温度升到30℃、压力2.80MPa送甲烷化。

煤制气低温甲醇洗酸性气体吸收模拟与优化

煤制气低温甲醇洗酸性气体吸收模拟与优化季冬;叶枫;王成【摘要】采用Aspen Plus软件，在非平衡级模型的前提下，分别使用不同的物性方法对两酸性气吸收塔进行模拟计算，建立能够较好反映实际状况的酸性气吸收的过程模拟，并在此基础上对酸性气吸收过程进行分析和甲醇流量优化，得到更合理的工艺参数。

%With the aid of software Aspen Plus, the rectisol acidic gas absorption column was simulated and analyzed under the non-equilibrium stage model,the simulation result could fit the design value. On this basis, the absorption process was analyzed, and the methanol flow was optimized, more reasonable operation parameters were obtained.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P756-758)【关键词】低温甲醇洗;物性方法;过程模拟;优化【作者】季冬;叶枫;王成【作者单位】新疆大学，新疆乌鲁木齐 830046;新疆大学，新疆乌鲁木齐830046;新疆大学，新疆乌鲁木齐 830046【正文语种】中文【中图分类】TQ018低温甲醇洗采用的吸收剂为低温的甲醇，利用低温的甲醇对酸性气体具有较大溶解度物理特性，脱除粗煤气中的酸性气体(H2S、CO2),具有吸收能力强、选择性好、再生能耗低和气体净化度高等特点[1]。

为了更准确地模拟煤制气酸性气的吸收，更为准确地估计温度、流量和浓度沿塔的分布，本文以速率控制的非平衡级模型为前提，并没有没有引入级效率、等板高度等量[2]。

低温甲醇洗吸收塔工艺模拟与过程参数优化

0.177
0.174
0.002
0.00115
0.812
0.817
0.004
0.00411
塔顶贫甲醇
实际值
模拟值
2671.662
2678.446
- 49.7
- 46.411
0.733
0.733
0.244
0.245
0.004
0.00427
0.018
0.0173
0
1.34e- 07
0
4.58e- 20
0
5.17e- 05
图 4 甲醇流量对塔顶 H2S 摩尔分率的影响
4 优化模拟结果
在保证塔的分离要求的情况下，以降低能耗为目标，推荐的甲醇流量范围为 4639~5139kmol/hr，换算成液气摩尔比为 1.20~1.33，甲醇温度范围为 - 46~- 41℃。将以上优化方案应用到吸收塔的模拟计算中，最终得到优化工况的模拟计算结果。
参考文献
[1] 张诩人.低温甲醇洗及其改进型工艺[J].煤化工，1992（3）：3843.
[2] Ferell J.K，Rousseau R.W，Matange J.N. Solubilities of acid gases and nitrogen in methanol ,1980，PB80-212236.
表 2 吸收塔模拟结果与设计值的比较
项目
摩尔流率（kmol/hr）温度（℃） H2 N2 CO AR CO2 H2S CH4O H2O
塔底出口气
实际值
模拟值
3306.743 3302.517
- 22.2
- 21.3
0.003
0.00280
0.001

低温甲醇洗工艺流程模拟——甲醇洗涤塔的模拟

低温甲醇洗工艺流程模拟——甲醇洗涤塔的模拟
孙津生;李燕
【期刊名称】《甘肃科学学报》
【年(卷),期】2007(19)2
【摘要】利用Aspen Plus软件对低温甲醇洗系统的甲醇洗塔进行了模拟计算.通过应用该软件提供的不同模型进行模拟计算对比,可以确定RKSWS模型较为接近,对二元交互作用参数进行修改 ,修改后的模型是一种适用于模拟甲醇洗涤塔工艺过程计算的模型.模拟计算分析结果表明 :温度和流量的误差都很小,各组分含量的误差也很小,均在1%之内.由此可知,修改后的模型可以较好的应用于甲醇洗涤塔工艺流程中.
【总页数】4页(P50-53)
【作者】孙津生;李燕
【作者单位】天津大学,化工学院,天津,300072;天津大学,精馏技术国家工程,研究中心,天津,300072;天津大学,化工学院,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TQ018
【相关文献】
1.低温甲醇洗工艺流程模拟与优化研究 [J], 曹威
2.低温甲醇洗工艺流程模拟 [J], 蒋晓伟;汪旭;刘莎;潘海敏;付强;孙恺
3.低温甲醇洗H2 S吸收塔和CO2吸收塔流程模拟 [J], 刘华群;李春刚;张东亚;陈
若方;唐祁匀
4.低温甲醇洗吸收塔产出液再生过程模拟研究 [J], 贾欣;赵文星;王建成;鲍卫仁;常丽萍;王辉
5.低温甲醇洗吸收塔的模拟及研究 [J], 李刚
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低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统研究的开题报告

低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统研究的开题报告【题目】低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统研究【背景与意义】甲醇洗是一种重要的尾气净化技术，能够有效地去除燃烧产生的有害气体。

低温甲醇洗是一种新型的甲醇洗工艺，它利用低温降低了甲醇的沸点，从而实现更高效的净化效果。

然而，低温甲醇洗工艺中的流程及塔内结构设计复杂，需要进行精确的模拟和设计。

因此，开发一种低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统具有实际意义。

【研究内容和目标】本次研究旨在开发一种低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统，具体研究内容包括：1.低温甲醇洗流程模拟：建立低温甲醇洗流程模拟模型，采用数值模拟方法进行模拟，预测洗涤塔内流场、物料传递及反应情况等。

2.塔内结构设计：根据模拟结果，设计合理的洗涤塔内结构，包括填料形态和搭配、塔底进料管路和喷淋器等。

3.三维可视化设计：利用计算机辅助设计软件（CAD）进行三维可视化设计，直观展示低温甲醇洗流程及塔内结构。

本研究的主要目标是开发出一个低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统，为低温甲醇洗工艺的优化设计提供技术支持和指导。

【研究方法】本研究利用数值模拟方法建立低温甲醇洗流程模拟模型，采用计算流体力学（CFD）软件进行模拟，得出洗涤塔内流态、物料传递和反应情况等关键参数。

基于模拟结果，设计洗涤塔内结构，包括填料形态和搭配、塔底进料管路和喷淋器等。

使用计算机辅助设计软件（CAD）进行三维可视化设计，直观展示低温甲醇洗流程及塔内结构。

【预期结果】通过本次研究，将开发出一个低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统，具体实现如下：1.洗涤塔内流态、物料传递和反应情况等关键参数通过数值模拟得出，并为洗涤塔内结构设计提供依据。

2.针对低温甲醇洗特点，设计合理的洗涤塔内结构，包括填料形态和搭配、塔底进料管路和喷淋器等，提高低温甲醇洗净化效率和经济性。

3.利用CAD软件进行三维可视化设计，将低温甲醇洗流程及塔内结构直观呈现，方便工程设计和实际运营。

低温甲醇洗流程仿真及热力学优化研究的开题报告

低温甲醇洗流程仿真及热力学优化研究的开题报告一、研究背景随着环境污染问题的日益加剧，低碳环保成为了世界各国共同的挑战。

在此背景下，低碳清洁能源备受关注。

甲醇作为一种重要的可再生清洁能源，已经被广泛应用于许多领域，如燃料电池、涂料、溶剂和化工等。

而低温甲醇洗技术作为一种先进的甲醇制造技术，在降低能耗、提高产率、减少废气排放等方面具有独特的优势。

因此，对低温甲醇洗技术的研究和优化具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

二、研究目的本研究旨在通过数值仿真的方法，对低温甲醇洗流程进行优化，提高甲醇的制备效率和产品质量，并通过热力学分析方法对甲醇制备过程进行优化。

三、研究内容和技术路线(1) 建立低温甲醇洗工艺的数学模型：通过对低温甲醇洗工艺过程的分析和实验结果，建立低温甲醇洗工艺的数学模型，包括反应动力学模型、传质模型和热力学模型等。

(2) 仿真模拟低温甲醇洗流程：基于建立的数学模型，使用Matlab等数值计算软件对低温甲醇洗流程进行仿真模拟，优化洗涤过程，提高甲醇的制备效率和产品质量。

(3) 进行热力学分析：通过热力学分析方法对甲醇制备过程进行优化，降低洗涤系统能耗，提高能源利用率，最大限度地减少废气排放并保障制备安全。

(4) 对仿真和分析结果进行验证和实验：通过实验验证和分析模拟结果之间的一致性和差异性，并找出其原因，进一步完善仿真模型。

四、预期结果(1) 建立低温甲醇洗工艺的数学模型，为低温甲醇洗工艺的优化提供基础和理论依据。

(2) 优化低温甲醇洗流程，提高甲醇的制备效率和产品质量。

(3) 通过热力学分析方法对甲醇制备过程进行优化，降低洗涤系统能耗，提高能源利用率。

(4) 对仿真和分析结果进行验证和实验，进一步完善仿真模型。

五、研究意义(1) 对低温甲醇洗技术的优化和发展起到积极的推动作用，提升低碳清洁能源的利用效率和环保效益。

(2) 为工业界的甲醇制备提供了具有实际应用价值的参考方法。

(3) 对实现清洁可持续发展具有现实意义。