甲醇精馏系统的模拟计算及优化

甲醇精馏系统的模拟计算及优化前言求，局部上甲醇工程要求甲醇质量符合美国联邦AA级〔O-M-232E〕标准。其中对乙醇的〔10pp甲醇品质成为各厂家关心的主要话题。现有甲醇精馏系统简介两塔流程轻馏分的甲醇再送入重馏分塔-主塔，进一步把高沸点的重馏分杂质分别，从而可得到高纯3~7较为困难。在一般双塔流程中，依据粗甲醇质量不同，精甲醇中乙醇含量约为400~600mg/kg。远远达不到美国AA三塔流程泵升压后，进入加压塔，加压塔的操作压力约为0.57〔G〕MPa，塔顶操作温度约为121℃。加压塔承受低压蒸汽加热的热虹吸式再沸器向塔内供给热量。塔顶甲醇蒸汽进入冷凝/再沸塔釜废水泵送至污水处理装置。甲醇精馏系统指标甲醇蒸汽消耗一般双塔精馏蒸汽消耗为1.8吨蒸汽/吨精甲醇，但其设备投资少，流程简洁。目前上甲醇精馏流程承受较少。一般三塔甲醇精馏系统〔预塔、加压塔、常压塔〕+回收塔流程蒸汽耗量约1.2吨蒸汽/吨精甲醇。甲醇质量肯定的状况下影响甲醇蒸汽耗量的主要因素是精馏塔操作的回流比。精甲醇的品质目前，出口精甲醇要求乙醇含量不超过50ppm，这对甲醇精馏塔提出了更高的要求，采用型高效塔板可以在不增加塔高的根底上，通过板效率的提高来到达分别乙醇的目的。甲醇的回收率甲醇的回收率同样是甲醇精馏系统一个很重要的指标。甲醇产量的凹凸和工厂效益直接联系，而废水中醇含量太高，不仅影响后续的污水处理，同时也损失了未回收的甲醇。甲醇精馏系统的模拟与优化甲醇精馏系统模拟计算大型甲醇精馏装置具有以下特点：ppm量消耗提出了更苛刻的要求。的抱负性极差。③加压塔和常压塔塔釜存在着热耦合，两塔的分别效果和处理力量相互制约。的误差高达几十倍。我们认真分析了各塔的操作工况和组成状况以及有可能产生的共沸现法，利用了醇包数据和一些共沸数据库，力求各塔的工艺模拟计算真实而准确。对各塔的进料位置进展优化在自上而下逐板计算中存在一个加料位置确实定问题。合理的进料位置可以减小回流比和力量子图法得出了甲醇精馏系统最正确的进料位置。分别因子图表示如下：339SEPARATIONPARAMETERPROFILE(SEMI-LOG)|||||L|||||L|S||||I|S||||G|S||||H1E-3+--S------------+---------------+---------------+ +T||||||||||K|||||E|||||Y5.0+|||+|||||/||||||||||X|||||2.0+|||+H|||||E|||||A|||||V|S||||Y1E-4+--------S------+---------------+---------------+ +|SS ||||K|SSSSS|||E||SSSS|||Y||SSSSSS|||5.0+|SSSSSS|+||| SSS||SSSSSSSSSSSSS| | | SS | || | | SS| || | | S |2.0+ | | |S +| | | |S || | | | S || | | | S || | | | 1E-5+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+0 5 10 15 20 25 30 35 40TRAYNUMBER5349SEPARATIONPARAMETERPROFILE(SEMI-LOG)1E8+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+||||||||S | | | | |1E6+-S-------+---------+---------+---------+---------+ X |S | | | | | || S ||||||L| SS ||||||I| SS||||||G3.0+ SS||||+H||SS|||||T||SS ||||||| SSS|||||K1E4+---------+-------SS+---------+---------+---------+ +E | | SS | | | |Y|||SSS ||||||| SS ||||/||| SS||||3.0+|| SS||+X||||SSS||||||| SS |||H|||| SS|||E1E2+---------+---------+---------+-------SSS---------+ +A | | | | |SS | |V|||||SS ||Y||||| SS ||||||| SS| |K3.0+|||| SSS +E||||||S|Y||||||S||||||||1E0+---------+---------+---------+---------+---------+ +| | | | | | 1E-2+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+0 10 20 30 40 50 60TRAYNUMBER6035SEPARATIONPARAMETERPROFILE(SEMI-LOG)1E7+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+ +| | | | | | || | | | | | |3.0+S | | | | | +|SS | | | | | || SSSS| | | | | || SSSSSSS | | | |1E4+---------+----SSS--+---------+---------+---------+ ||||SS||||L|||S||||I|||SS||||G3.0+|| S|||+H||| ||||T|||SS|||||||S|||K1E1+---------+---------+---------+SS-------+---------+ +E | | | |SSSS | | |Y|||| SSSS | ||||| | SS | |/|||| | SS |3.0+|||||S+X||||||S|||||||S|HE1E-2| | | | | | S |+---------+---------+---------+---------+---------+---S +A|||||| S |V|||||| S |Y|||||| S ||||||| S |K3.0+||||| S +E|||||| S |Y|||||| S||||||| S|1E-5+---------+---------+---------+---------+---------+ S-+| | | | | | S|| | | | | | SS| | | | | | S|| | | | | | |3.0+ | | | | | +1E-8+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+ +0 10 20 30 40 50 60TRAYNUMBER对工艺流程进展总体优化，到达蒸汽耗量的最低化。在甲醇精馏工艺流程的设计时，首先要考虑的是热网络交换，如何充分回收利用热量，案：方案1：增加原料甲醇预热器。粗甲醇经原料预热器与加压塔精甲醇换热，温度到达70℃以上进预塔中上部。这样可节约预塔的蒸汽消耗，并节约了局部精甲醇冷却水。方案2：50℃后，被加热到120℃以上进入加压塔。该热量的交换利用经过现场实践是可行的，节能的。3：预塔增设一台再沸器，回收加压塔和回收塔的蒸汽冷凝水的余热，削减了预精20万吨/年可不设此再沸器。节能估算〔以50/年甲醇生产力量计算：工程节约热量，MKJ/H节约蒸汽，吨/年蒸汽单价，元/吨15.7977221818017728.5192325948026036.28022402780192工程节约热量，MKJ/H/年/吨1-5.797711078051110.78节约的总投资679.78以上费用不含因流量减小节约的设备运行费用。承受型塔内件，保证足够的板效率以满足精甲醇品质的要求。甲醇精馏系统塔内件的选择直接影响甲醇的品质和设备投资，常规设计的板式甲醇精馏85层以上，随着能源本钱的增加和对精甲醇品质要求的提高，有的甲醇主精馏塔塔板层数已到95层。对于型径向侧导喷射塔板CJST塔板质更猛烈，外表更速度更快，所以和一般板式塔相比其传质效率较高。CJST加压塔和常压塔安装70层塔板即可满足精甲醇的分别要求。这在河北建滔焦化和滕州盛隆焦化已经证明，河北建滔甲醇精