用AspenPlus优化甲醇水分离塔操作

2011年4月.，Apr:2011第34卷第2期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.34 No.2用Aspen Plus优化甲醇水分离塔操作姬加良(神华煤制油有限公司包头煤化工分公司,内蒙古包头014010)摘要:应用AspenPlus工程软件对低温甲醇洗装置的甲醇水分离塔进行模拟,并与设计工艺包进行对比。对塔项回流甲醇在不同含水量下的工况进行优化,将优化数据与该塔实际运行结果进行比较,为生产操作提供数据指导。关键词:模拟回流优化1流程简介T105选择Aspen Plus 软件提供的Clumns/Rad-该甲醇水分离塔为低温甲醇洗装置降低系统frac/STRTP2模块。热力学模型选用PRWSI"。塔的水含量及降低外排废水中的甲醇含量所设计。甲进料条件如表1、表2所示。醇水分离塔的流程简图见图1。表2甲醇水分离塔进料组成摩尔分数 ,%0一一流股CH,OHH2OCO2HtS99.460.540板式甲醇水分离塔F249.3541.05 8.750.290.210.35F399.870.040.092.2模拟结果 与设计值的比较表3甲醇水分离塔模拟结果 摩尔分数,%w-图1甲醇水分离塔流程示意模拟值工艺包 模拟值 工艺包板式甲醇水分离塔(T105)共54块塔板,塔底CHOH97.1697.150.030.01采用再沸器加热，塔顶甲醇蒸气直接送往甲醇再生塔。而水作为废水排出,送往污水处理系统。3股HO0.22 99.97 99.992.41.4进料中F1进料为甲醇水分离塔的塔顶回流甲醇,0.08由系统再生后的贫甲醇直接提供。F2进料为低温H20.050.06甲醇洗的喷淋甲醇,内含少量水及工艺气体。进料H2S位置设在第24块塔板.上。F3进料来自尾气洗涤塔温度/心97.09 97.2136.8 139.9的废水，进料位置设在第9块塔板上。摩尔流量/kmol.h"373.75 374.2709.57 709.6采用PRWS热力学方法对甲醇水分离塔的模2甲醇水分离塔模拟及结果分析拟结果如表3所示。2.1模 型的建立通过表3结果可以看出，用PRWS计算得到表1甲醇水分离塔进料条件的结果与工艺包数据吻合较好,各组分的组成、温温度/C压力/MPa流量/kmol.hr'收稿8期:2010- 08-22;收到修改稿日期:2011-02-14.F175.840.33317.4作者简介:姬加良,男, 1982年出生,助理工程师,2006年延安96大学化学工程与工艺专业毕业，现在神华媒制油有限公间包头煤3114.80.36669.9化工分公司甲醇中心工作。联系电话:15848227288;E- mal:i-在甲醇水分离塔的模拟工艺流程中，模块hero@163.com。第2期姬加良.用AspenPlus优化甲醇水分离塔操作85度、流量和工艺包的误差都符合要求。并且塔底废别大于等于305.6,297.6, 289.5kmol/h时，废水中的水中的甲醇含量能够满足分离要求:CH,0H摩尔甲醇含量就出现超标现象。即CHzOH摩尔分数大分数不大于0.5%。于0.5%。从而以该模拟结果为指导，当系统甲醇中的.3甲醇水分离塔不同回流情况及参数优化水摩尔含量为5%左右时,保持甲醇水分离塔的温3.1问题提 出度梯度稳定并温度正常的前提下，逐渐改变塔顶低温甲醇洗装置在原始开车或大检修后的开回流量,对塔底废水中甲醇含量进行手动分析。当车中，常常会出现系统甲醇中的水含量过高而影回流量为297.6kmol/h时,塔底废水中的甲醇摩尔响净化效果的情况。这时,甲醇水分离塔必须在较含量的分析结果为0.45%左右,与模拟结果的差别高塔顶回流的负荷下运行才能较快的降低系统中较小。并且对几种不同水含量的情况进行核对,实的水含量。但在加大回流的同时,塔底废水中的甲际运行结果与模拟结果基本吻合，说明该模拟结醇含量很容易超标。这对于甲醇水分离塔来说是果对实际生产操作具有指导意义。个很大的操作难题。因此，既要较快的降低系统中的水含量，而且要保证废水中的甲醇不超标是个4结论有待解决的问题。1)用AspenPlus软件的PRWS热力学模型对3.2操作 参数优化甲醇水分离塔的原始设计工况进行模拟，模拟结在低温甲醇洗原始设计工艺包中，要求系统果与原始设计数据非常接近，验证了所选模型的甲醇中的水摩尔含量小于1%。如果水含量过高,可靠性。就对甲醇脱除酸性气的经济性有一定的影响。现2)应用Aspen Plus软件的灵敏度分析工具对基于以上建立的模型，应用Aspen Plus中的灵敏甲醇水分离塔塔顶回流甲醇的含水量选择3种不度分析工具(2),选择系统甲醇3种不同的摩尔含水同的工况进行分析，总结出各个工况下使得塔底量,即1%,5%,8%。在甲醇水分离塔其他进料条件废水中甲醇超标的最大回流量,并通过实际生产不变的前提下，确定出使废水中的甲醇不超标的证明了其可靠性。最大塔顶回流量。3种不同的模拟结果见图2。3)该模拟方法对甲醇水分离塔的模拟与实际0.010生产操作非常吻合。因此,可以通过该模型对低温). .0098%含水量/ 5%含水量) 1%含水量/0.00F甲醇洗系统不同含水量的工况进行模拟，从而对0.007咖0.006甲醇水分离塔的操作进行优化，使其最快的达到0000加0.005最佳经济运行效果。解决了甲醇水分离塔在改变工0.0040.003进料条件下的“盲”操作弊端,对整个化工生产的0.0020.001节能降耗具有较大的指导意义。288 290 292 294 296 298 300 302 304 306 308 310参考文献塔顶回流量/kmol. hr"[1] 赵黎明.低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系图2不同甲醇含水量下 ,塔顶回流量与废水中甲醇含量关系统研究[D].天津:天津大学学位论文.2008.通过以上3个模拟结果可以看出，当系统水2] 徐亦方(编译). Aspen Plus操作实验教程[M].北京:石油工摩尔含量分别为1% ,5% ,8%，塔项回流甲醇量分业出版社,998:48 -60.OPTIMIZATION OF METHANOL/WATER SPLITTERWITH ASPEN PLUSJi Jialiang(Baotou Coal-based Chemical Branch of Shenhua Coal-to- -Oil Co. , Ltd. , Baotou 014010)Abstract :To simulate the methanol/ water spliter in Rectisol Plant with Aspen Plus engineering soft-(下转第94页)94大氛职2011年第34卷NH2/CO2。停车前系统NH/CO2控制正常,此时,封塔时间可3.2停车期间系统H20/CO2控制以不超过24h为宜;③如果计划停车，停车前2~3从设备腐蚀的影响因素知道，系统H20/CO2h内,已逐渐将系统NHy/CO2控制在3.7~4.0、加空愈高,介质对设备腐蚀性愈强。因此,停车期间应气量控制在指标上限3.5%,将H20/CO2控制在指尽量减少系统水量,以降低系统H0/CO2。在操作标下限运行，停车封塔时再保持向系统多送一定中注意两个方面:①如果是计划停车,可以适当减时间氨，这种情况下系统封塔一般可保持48 h左少系统的加水量,从而达到降低系统H20/CO2目右;④因断钝化空气停车,- -般不宜封塔,应立即的;②设备和管道冲洗时停车,应尽量减少冲洗时作排塔处理，查明原因后重新升温钝化开车;⑤运间和冲洗频率,以减少封塔期间系统外加水量。行中设备已出现不明原因的严重腐蚀，这种情况3.3封塔 时间的确定下停车时高压系统不宜封塔。每次停车时系统所处的状况不同，停车后最长封塔时间应不尽相同。每次停车后最长封塔时4结束语间要根据停车时的具体情况确定比较科学，一般高压设备是尿素生产的关键设备，只有充分从12~48h不等。具体情况如下:①系统因断氨而认识和掌握尿素合成塔的腐蚀规律和影响因素，出现紧急停车，若停车前系统NH/CO2一直控制才能减缓或避免一些不必要的腐蚀情况发生。工在指标下限3.2左右运行，停车时又不能向系统多.艺操作人员也只有在充分认识影响尿素合成塔的加氨,这种状况下封塔时间- -般不宜超过12 h;②腐蚀因素之后，在正常生产和停车处理中才能避紧急停车,若封塔时可以向系统加人- -定量氨,且免盲目操作,杜绝设备严重腐蚀现象的发生。CORROSION AND PROTECTION OF HP EQUIPMENT IN UREAPLANT WITH AMMONIA STRIPPING :Wang Bin, Li Changxi,Han Yan(Fertilizer Dept. of Zhongyuan Dahua Co. of Henan Coal and Chemical Group, Puyang 457000)Abstract :The structural feature of HP equipment in urea plant with ammonia stripping is introduced ,the cause for equipment corrosion and corrosion characteristics , the factors affecting the corrosion are analyzedand corresponding preventive measures and precautions proposed.Key words : urea; HP equipment ;corrosion;prevention(上接第85 页)ware for comparison with PDP;to optimize the working condition for the top methanol reflux under differentwater content and to compare the optimized data with the actual running outcome in the tower for proving dataguidance to production operation.Key words : simulation ;reflux ;optimization(上接第91页)(Ximjiang Fukang Hongji Coking Co., Ltd. , Fukang 831300)Abstract :The retrofit of Rectisol system in ammonia plant is introduced ; some comments are raisedaiming at the problems appeared in production and better effect obtained with corresponding measures taken.Key words : Rectisol system;retroft ;temperature difference at cold end ;ulra -filter ;pre -wash tower;de-foam tray