资源描述：
《多效精馏分离甲醇_水体系的工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、石油与天然气化工14CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS2010多效精馏分离甲醇水体系的工艺研究杨德明孙磊(江苏工业学院化学化工学院)摘要针对传统甲醇回收工艺的高能耗问题,本文提出了分离甲醇水体系的双效、三效和四效精馏工艺流程。利用ASPENPLUS化工模拟软件中的RADFRAC模块和WILSON热力学计算模型,系统模拟了多效顺流、多效逆流分离不同甲醇浓度的工艺。以能耗最低为目标函数、各塔顶甲醇蒸出量为决策变量,确定了各种回收工艺的最佳条件(包括塔压分布)。利用ASPENPLUS软件中的流体力
2、学计算模块,计算出各塔的设备参数,包括附属冷换设备的面积。并以多效精馏与单塔精馏总费用的相对值最低为目标函数,确定分离甲醇水体系的最佳方案为三效顺流精馏工艺。研究结果表明,该工艺与单塔工艺相比,处理浓度分别为70%、80%和85%的甲醇物料时,节能分别为57.8%、57.5%和58.0%。关键词甲醇水多效顺流精馏多效逆流精馏能耗DOI:10.3969/.jissn.1007-3426.2010.01.005[1~3]多效精馏是利用高压塔的塔顶蒸汽冷凝潜研究中,笔者提出了双效、三效和四效分离流热,来加热相邻低压塔的塔底物料,两塔共用一个热程,但由于四效以上的流程设备投资加大,工业
3、化价[4]交换器,以达到节约能量和投资的目的。杨兆娟值不大,因此四效不作研究。以顺流和逆流三效分分析了乙醇水物系多效精馏的技术路线和节能方离流程为例,工艺流程见图1和图2。[5]案。HlmeierJ等设计了一套通用的双效精馏工艺流程,并制定出了双效精馏在具体实施时采用的[6~7]控制方案。MyungwanHan等人研究了含水物[8]系双效精馏的控制与优化。王葳等提出了计算[9]多效精馏的数学模型与优化计算方法。张鹏等就进料组成对双效精馏节能效果的影响作了研究,结果表明,轻组分含量越高,其节能效果越好。笔[10]者也曾对DMF水物系的多效精馏工艺进行过模拟研究,结果表明节能效果是非常明显的。
4、本文利用ASPENPLUS化工模拟软件的优化计算功能,系统模拟了多效精馏用于分离不同浓度甲醇水体系工况,并通过优化计算确定各效的最佳工艺参数,由此算出各种回收方案的操作费用和设备投资,从中筛选出最佳的工艺回收路线,为多效精馏分离甲醇水生产工艺的设计提供基础数据。1多效精馏分离甲醇水工艺方案与模拟规定第39卷第1期多效精馏分离甲醇水体系的工艺研究15多效精馏分离甲醇水工艺的主要任务是通过双效工艺三效工艺四效工艺项目单塔优化计算,以确定各塔压力分布以及各塔塔顶甲醇1塔2塔1塔2塔3塔1塔2塔3塔4塔甲醇进料浓度为80%的工况的蒸出量,保证相邻两塔塔顶和塔底的传热温差及P
5、,kPa(A)100045010065045010065035010030热量匹配。因此利用ASPENPLUS软件模拟计算D,kg/h40003000100016001300110013501100850700时,对数据输入作出以下两点规定:L,kg/h7400635020002850250022001925168514501350NT141213881188910(1)高压塔塔顶蒸汽所释放的潜热应等于相邻,mm14201210117011801150102011501070910750低压塔塔底物料汽化所需的热量,考虑各效热损失TD,64.3108.564.3121.2108.564.31
6、21.298.564.336.5TW,98.8124.698.8161.5110.797.3147.5108.780.350.5为2%,则有0.98Qc,i=Qr,i+1。2510.6626.7738.5938.7A,m(2)高、低压塔塔顶和塔底物流的传热温差应Qc,kcal/h3.09E+61.79E+61.38E+61.29E+6满足:tD,j-tw,j+1tm(tm取10以上)。Qr,kcal/h3.08E+61.81E+61.31E+61.26E+6甲醇进料浓度为85%的工况由规定(1)计算出各效塔顶甲醇的蒸出量;由P,kPa(A)100450100650450100650350
7、10030规定(2)确定各塔的操作压力。D,kg/h42503150110017501350115014001200900750L,kg/h63756350180025502340198518501580135014002模拟计算NT141212881088910,mm138011801120117011301070115010709107502.1基础数据TD,64.3108.564.3121
