甲醇精馏系统的模拟研究

第30卷增刊(1)现代化工.May 20102010年5月Voterm Chrmical Indu-lny●85.甲醇精馏系统的模拟研究宋昭峥,徐焱明,蒋庆哲(中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京102249)摘要:应用ASPEN PLUS化T模拟系统中的RADFRAC塔精馏模块对甲醇精馏过程进行模拟。分别讨论了操作回流比.进料位置塔顶馏出M等参数对甲醇精馏过程的影响，获得了对商纯度甲醇精馏具有指导意义的相关工艺数据。模拟结果表明.该流程生产出的精甲醇产品纯度高.水含t和C醉含材低,并且该模型能耗低,操作稳定、灵活。关键词:甲酶:;SPFEN PILS;精馏;模拟分析中圈分类号:T0028. 13文献标识码:A文章编号:0253 -4320(2010)S1 -0085 -05Studies on simulation of methanol distillation systemSONG Zhao-zheng, XU Yan-ming, JIANG Qing-zhe(Suate Key Laboratory of Heavy Oil, China Univernsity of Petroleum, Bejjing 102249, China)Abstract: The methanol dsllaion process was simulaled by uwsing the RADFRAC reificatioini modules of ASPENPLUS chemical industry simulation system. The influencing factors of reflux ratio, feed location , tower disilation capacityand other pauramelers on the methanol disilalian process were studied, the process dala related were oblained forproducing high purity of methanol. The resuls show that the process for high refined methanol producion has the featuresof high purity . low water content and alcohol content , and low energy consumption ,stable and flexible operation.Key words: methanol; ASPEN PLUS; disilation; simulation and analysis在合成甲醇工业生产过程中,粗甲醇的精制不关系[间。仅是决定甲醇产品质量的重要T序,而且精制工序对全塔和其中某块塔板列物料衡算式可得:的能耗也是影响甲醇生产成本的关键因素之一。因F =D+W+S(1)此,在保证甲醇产品质量的条件下,甲醇精制工序的Fxp =D,D,+Wxw+ ZSxs(2)节能降耗具有十分重要的意义[1-3]。F,+V;n +4,-v,-(4+SL) =0(3)本文采用ASPEN PLUS化工流程模拟计算软式中:F为人塔物流质量流量;D为塔顶出料质量流件,对甲醇精馏流程进行了模拟计算与分析,确定了量;W为塔底出料质最流量;S为侧线出料质最流工艺优化控制的有效措施和适宜的操作条件，同时量;V为板上气相质量流量;L为板.上液相质量流还降低装置的能耗,对扩大甲醇的应用领域、提高甲量;下标i代表i组分。醇行业经济效益有着重要作用(4-5)。在计算过程中,若所选的轻重组分是2个相邻组分,而这2个关键组分的挥发度相差较大,分离要1精馏塔数学模型的建 立求也比较高,即两者分别在塔底和塔顶产品中的含在工程应用中,在压强低于0.5 MPa的情况下，量均控制得较低时,则可认为比轻关键组分还轻的气体可以当作理想气体来处理;对于压强高于1. 0组分全部从塔顶产品中取出,而比重关键组分还重MPa的气体,则应选择适宜于高压气体计算的状态的组分全部从塔底产品中取出,这种分离情况称为方程。压强介于0.5~1.0 MPa的气体视情况而定,清晰分割。若关键组分之间还夹有其他组分时,或一般以理想气体状态方程进行计算，也可以选用适非关键组分的挥发度十分接近时,比轻关键组分还宜于高压气体计算的状态方程,宜根据物系特征及轻的组分在塔底产品中仍将存在,而比重关键组分前后流程的特点选取06-7]。本文研究的体系乐强低还重的组分在塔顶产品中也将存在,这种分离情况于0.5MPa,因此选用理想气体状态方程进行计算。称为非清晰分割。计算机仿真过程中为了提高计算1.1 物料平衡方程的精度,采用非清晰分割。对于多组分的精馏物料平衡,馏出液、侧线出料1.2 相平衡方程和釜液的全部组成必须满足全塔的物料衡算在前面的假设中把能够起- - 个平衡级蒸馏的塔收稿日期:2010-04 -25作者简介:宋昭峥( 1972 - ) .男,副教授,研究方向为工艺优化, song@ cup. edu. cn。●86现代化工.第30)卷增刊(1)板称为一层理论板,在一层理论板上,不管进人该板2.2 甲醇合成流程的模拟计算气液组成偏离平衡的程度如何,离开气液两相的组2.2.1模拟参数的设定和原始数据的输入成- -定达到平衡。用方程表示就等同于下式:在建立ASPEN PLUS模拟流程后,设定相应设y=Kpx(1≤i≤m,1≤j≤N)(4备的结构参数和T艺操作参数,以及各塔的反应特式中:K为相平衡常数;y、x分别为气相和液相质量性,便可开始甲醇合成流程的模拟计算。粗甲醇各分率。组分含量如表1所示。同时对于塔板上的各种组分必须满足质量分数表1粗甲醇各组分含量相加为1的条件,以便在计算过程中对上式进行不组分名称组分质量流量/kg.h-1质 趾分数(龊基)/%断修正。这个条件可以表示如下:CO2608. 2831.617,=1.之=1(1