基于Aspen plus对甲醇精制工段的模拟与优化

１ ． １ 模 拟流 程概 述
２ 模 拟结 果及 讨论
来 自甲醇合成工段 的粗 甲醇 首先 进入 粗 甲醇换 热器 （ Ｅ一 ２ ． １ 模 拟参 数输 入 １ ０ ０ １ ） ， 换热至 ７ ２ ￣ Ｃ 后 进入预精馏塔 （ Ｔ一１ ０ ０ １ ） ， 预精馏塔 中设 甲醇精馏模拟 系统 的设 计是 以神 华 宁煤 集 团的工 艺 数据 置的冷凝器将塔 内上升气中的 甲醇 大部分冷 凝下来 后 到塔 底 ， 为基础 。模拟 的初始参数如表 １ ， ２所示 。 未被冷凝 的甲醇蒸 汽 、 不凝气及 轻组分 再次 被继续 冷却 。预精 表 １ 原 料 初 始 数 据 馏塔底 的甲醇 水溶液经加 压泵送 至加 压塔 （ Ｔ一１ ０ ０ ２ ） ， 和预 精 馏塔精馏 过程 相似 ， 塔顶 甲醇 蒸汽进 入冷凝 器／ 再 沸器 ， 作为 常 压热 源。被冷 凝的 甲醇蒸汽进入加 压塔 回流槽被 冷却 ， 一部 分 由加压 回流泵升压送 至塔顶作 回流 ， 其余 经冷 却器 （ Ｅ一１ ０ ０ ４ ） 冷却 至 ４ ０ ￣ Ｃ以下作 为 Ａ Ａ级精 甲醇送 至 甲醇槽 。 由加 压塔 底 排 出的 甲醇液降温进入 常压塔 （ Ｔ一１ ０ ０ ３ ） ， 由常 压塔 顶 甲醇蒸 汽经冷凝器 （ Ｅ一１ ０ ０ ３ ） 冷凝 至 ４ ０ ￣ Ｃ以下 进入 常压塔 回流槽 ， 后 经 回流泵加压 ， 一部 分 送至 常压 回流 ， 其余 作 为 Ｇ Ｂ级 产 品送 出。常压塔产 品 一 含有 乙醇 及其他杂 质 的甲醇水溶 液 ， 从 下部 塔板上 出来经换热 器进 入 回收塔 （ Ｔ一１ ０ ０ ４ ） ， 并经 过 回收塔进 表 ２ 设备操作 参数
供模拟和预测 。 关键词 ： 甲醇精馏 ； 流程模拟 ； Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ ； 系统优化 中图分类号 ： Ｔ Ｑ ２ ２ ３ ． １ ２ １ 文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ２ ２— ０ １ ｔ ４Leabharlann Baidu０ ５
从２ ０世 纪 ７ ０年代美 国麻省理 工研 发 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 流程模 拟 料泵加压作为 回收塔 原料 。回收塔 塔顶 蒸 汽经冷 却 器冷 却 至 软件并后续 将其推入市场投其化工 生产 中到现 在为止 ， 在这 期 ４ ０ ℃， 进入 回流槽 ， 一部分送 至汽提塔 顶回流 ， 其余部 分作为产 间， 甲醇精馏 在化 工生产 中的发展需求 随着 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 模 拟的 品送至精 甲醇槽 。 发 展而更加的迅速 ， 准确… 。从第一 次将 Ａ ｓ ｅｎ ｐ ｐ ｌ ｕ ｓ 模拟 应用 １ ． ２ 模 块 及 物性 方法 的选择 于精馏工艺 中到 近年 来 ， 人 类锲 而 不舍 的改 良软 件 的 功能 特 在Ａ ｓ ｅｎ ｐ ｐ ｌ ｕ ｓ 中有 很 多 种精 馏 模 块 ： 例如 Ｄ Ｓ Ｔ ＷＵ、 Ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｌ 、 性， 对精馏 的模拟 方法进行深入 的研究 。 Ｒ ａ ｄ Ｆ ｒ ａ ｃ等等。Ｒ ａ ｄ Ｆ ｒ ａ ｃ是严格精馏计算模 型 ， 用于模 拟多 种类 现如今 ， 利用 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 模拟精馏工段早 已出现 ， 但是 国外 型的多级汽液精馏操作 ， 主要包括 ： 吸收 、 精馏 、 萃取等。 凭借 已有多年 的开发 与应用 经验 ， 在 此基础 上又 推出 了更 多 的 物性 方法的选择与模拟 的准 确性在 很大程 度上相 关 ， 也就 化工流程模拟并且迅速 的应 用于实 际生产 中 ， 然而 ， 近几年 来 ， 是说它 的选 择 是 流程 模 拟 能 否 准 确 的 关 键 决定 部分 。所 以 国内才开始重视并 且将 其应 用 ， 尚未普遍 、 广泛 的应 用 于各 大 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 也 提供 了适合很 多体 系 的方 法 ， 通 过应 用不 同的物 企业 Ｊ 。 本 文采用神华宁煤集 团 甲醇 精制 四塔精馏 工艺 ， 通 过 性方法模拟结果对 比 ， 选出最适合 的物性 方法 。在本文 的模拟 实际生产 和流程模 拟进行相互结 合 ， 包 括预塔 、 加 压塔 、 常压 塔 中， 粗 甲醇体 系成分 中， 甲醇 和 水 以高 含量 占据 主 要部 分 ， 所 及 回收塔 ， 预 塔 的 目的除 去粗 甲醇 中 的溶解 气 体 及低 沸 点 组 以， 首先考虑 甲醇和水之间 的二 元汽 液平衡数 据 。鉴 于 甲醇 与 分； 加压塔和常压塔 主要 的 目的是除去 水及高 沸点杂 质获得 纯 水体系存在较强 的分 子间相互作用 ， 形成 的是 非理想 的极性 物 度较 高的甲醇 ； 回收塔 的 目的为了减少 废水排 放进一 步 回收 甲 系， 而且在精馏工段 中所有流程 中的操 作压力 都在 ｌ Ｏ ｂ ａ ｒ以下 。 醇， 同时也减少 了废水 中甲醇的含量 。 综合 以上综 述内容 ， 确定 在本 论文 的所 有模 拟塔 中， 其 物性 方 法选用 Ｎ Ｒ Ｔ Ｌ— Ｒ Ｋ进行 操作 。 １ 模 拟计 算
摘要 ： 以神话宁煤集团甲醇精致 装置 为研究对 象 ， 利用先进 的 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ 工程设计软件对 甲醇精致工段 进行全流程模 拟 ， 分析 了模拟结 果， 并通过软件中” Ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ” 功能对精馏塔 的回流 比、 进料位置等操作条件进行优化 ， 从而指导实际生产 ， 为工艺方 案 比对 ， 优化 设计提
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山 东 化 工 Ｓ Ｈ Ａ Ｎ Ｄ Ｏ Ｎ Ｇ Ｃ ＨＥ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ
２ ０ １ ７年第 ４ ６卷
基于 Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 对 甲醇 精 制 工 段 的模 拟 与优 化
周 凯 ， 侯 国安 ， 马 少宁
（ 银川能 源学 院 ， 宁夏 银川 ７ ５ ０ １ ０ ０ ）