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《乙醇_水体系双效精馏过程模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、化工进展CHEM】CAL环IDUSTRYANDENGINEER][NGPROGRESS2009年第28卷增刊一乙醇水体系双效精馏过程模拟,,,以‘22李鑫钢李学刚李燕李洪,,(’天津大学化工学院天津300072;2精馏技术国家工程研究中心天津30(X)72摘要:ASPEN.PS乙一,、、.利用LU模拟醉水体系分离过程考察并流型平流型逆流型三种双效精馏流程在相同的设计基础和要求,。,下从设备投资和节能效果两方面对三种双效精馏流程和单塔流程进行比较结果显示并流型双效精馏流程更具优势。:乙一;;;关键词醉水流程模拟双效精馏节能(l)并流型(
2、:1精馏过程节能方法大体上可以分为热回收型和FS型)并流型分离流程如图。热节减型两类[l]热回收,,型是指回收系统的热量并作所示高压塔I和低压塔n同时进料从塔I塔顶,,为其它耗能用户的热源加以利用这类方法包括热出来的物料经冷凝器把热量传给塔n一部分返回、。。;泵精馏多效精馏等热节减型是指减少精馏过程塔I作为回流另一部分作为产品流出;(:本身所消耗的热量这类方法包括采用新型塔板或2)平流型(HS型)平流型分离流程如图2、。,,填料来优化塔内结构设置中间再沸和中间冷凝等所示只有高压塔I单独进料从塔I塔顶出来的、,Qua由l[2]在比较多效
3、精馏热泵精馏和常规精物料经冷凝器把热量传给低压塔n冷凝后的物料,。:馏方案各项经济指标后指出¹无废热可利用时全部进入塔n,;(:3所示,年总费用热泵低于多效多效低于常规º有足够3)逆流型逆流型分离流程如图只:,,,废热可利用时对于大规模生产的年总费用常规有低压塔I单独进料塔I塔顶物料全部进入塔n,;低于热泵热泵低于多效对于小规模生产的年总从高压塔n塔顶出来的物料经冷凝器把热量传给低。,,,压塔I一部分返回塔n作为回流;另费用常规低于多效多效低于热泵一部分作为一,。作者对乙醇水体系双效精馏方法进行研究产品流出(如图3)一、、,。利用商业
4、软件ASPENPLUS对并流型平流型以如图4所示的单塔流程为基准塔顶为常压,逆流型三种双效精馏方案进行模拟优化并在统2流程模拟一的基准上对三种方案的设备投资和节能效果进,2.1设计依据行评价以期为工业设计及生产控制等提供依据。:.;和借鉴(l)模拟条件¹用AsPENPLUS软件模拟.;º用NRTLRK模型计算汽液平衡[6]»按理论板1乙一醇水体系双效精馏,。;%计算¼换热器热损失为10其它热损失不计,:,:(2)设计任务s料双效精馏按照压力的组合划分可以分为¹¹料液处理能力10kg/一一一-,;加压常压;减压;减压;液质量组成为乙醇8
5、%水92%º进料温度为º加压»常压¼减压,..。、、50℃satnl=lol3xl05Pa;减压[3]等几种形式平流型并流型逆流型双效压力为3atm(1)»每。0.0atm;精馏流程的区别如下块理论版压降02¼最终产品乙醇质量分数图l并流型分离流程图2平流型分离流程图3逆流型分离流程图4单塔流程:一增刊李鑫钢等乙醇水体系双效精馏过程模拟为93%,塔釜液乙醇质量分数不高于0.1%;½并流型进料分配比定义为塔I进料流量与塔H进塔,,底热;源为水蒸气时采用直接蒸汽加热所用蒸汽料流量之比平流型和逆流型进料分配比定义为塔,a;℃。压力均为4tm
6、¾循环水上水温度为25回水I的进料流量与塔I上升蒸汽流量之比。,温度45℃对并流型和平流型双效精馏流程来说进料分,;2.2模拟方法配比过大会造成加压塔热源过剩进料分配比过,,为了实现双塔之间的有效换热需合理设定双塔小则加压塔塔顶余热不满足减压塔塔底的热量需。一。,。压力不同组成不同压力下乙醇水体系泡点温度见求对逆流型来说情况正好相反因此每种流程。,、,。表1从表中可以看出压力为0.4atm塔底组成为都存在一最佳进料分配比使该流程能耗最低..oro。,,DSTWU(%时温度可降至76℃因此降低热用户塔压力估算出塔压和进料分配比以后利用简
7、,。可降低对热源的品位要求避免加压塔压力太高捷法精馏设计)模型和Distl(简捷法精馏核算)模型估算各塔最小理论板数、进料位置、最小回流比等参1不一表同组成不同压力下乙醇水体系泡点温度。,数然后利用RadF(严格法精馏)模型输入各rac泡点温度/℃,项参数同时规定DesignSpes(设计规定)为塔顶乙醇质量分数%.以4atmloatnl,、2刃atm3刀atm和塔底组成规定物仃(设计变量)为蒸出率回流。76刀999名9120石1133名9比或塔底蒸汽进料量然后利用模型分析工具中的灵.....、45006045821710090113
8、14,敏度分析优化及工况分析等功能对各流程进行优93‘0056.70782096.82108名3化,完成模拟。优化后各流程稳态操作特性见表2。3模拟结果比较合理设定并流型双效精馏塔I和塔H之间的进料分配以及平流型和逆流型
