甲乙酮装置尾氢加压-分离工艺模拟研究.pdf

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1、甲乙酮装置尾氢加压一分离工艺模拟研究马军田贽(中国石油兰州石化公司助剂厂，甘肃兰州730060)摘要：本文利用AspenPlus软件模拟甲乙酮装置尾氢吸附法提纯工艺的加压一分离单元发现，仲丁醇脱氢制甲乙酮工艺副产的尾氢，经压缩、冷却和气液分离后，气体中大部分重组分被脱除，氢气提纯至0．9928(v／v)以上，C。酮几乎完全分离(<0．0001v／v)，取得良好的分离效果。关键词：尾氢；甲乙酮；仲丁醇；AspenPlus；兰州石化公司拥有两套30000t／a甲乙酮装置，均采用正丁烯水合法生产仲丁醇，仲丁醇脱氢制甲乙酮

2、”1。仲丁醇脱氢制甲乙酮生产工艺过程中副产大量尾氢，其尾氢中含有大量的氢气和少量的甲乙酮、仲丁醇、C。烯烃和Cs酮等。目前本装置的尾氢直接送往热煤炉燃烧，造成氢气资源的极大浪费。若采取工艺技术脱除尾氢中的甲乙酮和仲丁醇，提高氢气的纯度并加以利用具有较大的经济意义o“1。本文通过AspenPlus(7．3)软件模拟甲乙酮装置尾氢吸附法提纯工艺的加压一分离单元过程，主要对吸附法提纯工艺过程中尾氢经压缩至不同压力，冷却和气液分离后，对其软件模拟结果进行对比分析，为实际生产操作提供参考。1工艺流程模拟1．1进料组成以中国石

3、油兰州石化公司助剂厂两套30000t／a甲乙酮生产装置为例，进料各组分质量分数为：Hz：76．5l％MEK：3．03％SBA：3．53％C8酮：2．4l％C。烯烃：14．52％。1_2进料条件来自兰州石化公司助剂厂甲乙酮装置脱氢反应器(R一201A／B)的尾氢进入MEK吸收器(C-201)经来自MEK塔的SBA洗涤后在MEK冷凝器(E一205)中用冷冻液(乙二醇)冷凝，分液罐(V一205)分离后自罐顶送往界外。其质量流量为270．0kg·h一广压画匝L0v'005由L_1，温度5℃，压力0．03MPa，1．3工艺流

4、程本论文采用AspenPlus(7．3)软件，模拟尾气提纯装置的加压、冷却及分离工艺过程，其工艺流程如图1所示。1．4工艺流程模拟压缩机C-001-C一004均采用PressureChangerslCom．prllCONl模块；中间冷却器E一00卜E一004及后冷器E-005均采用HeatExchangerslHeaterlHEATER模块；分离罐V-001一V一005均采用SeparatorslFlash21V-DRUMl模块的；物系的物性方法采用PENG—ROB物性方法描述同。2工艺原理尾氢经压缩机逐级压缩、中

5、间冷却器冷却后，进入气液分离罐。当物料中组分温度低于其临界温度时，在气液分离罐中冷凝，气相组分从分离罐顶部进入下一级压缩，而液相组分从分离罐底部流入回收罐中，送往解吸工艺回收其中的甲乙酮、仲丁醇。3软件模拟结果及分析3．1通过指定压缩机各级出口压力将尾氢压缩，由0．03MPaG分别加压至2．50MPaG、2．75MPaG、3．0MPaG。各不同压力条件下压缩机总功率、中间冷却器热负荷及压缩机出口温度如表1所示：表1压缩机总功率、中间冷却器热负荷及出口温度压力／总功率／kw中间冷却器热负出口温度／℃MPa荷／kw2．

6、50401．3324．295．O2．75411．1333．995．O3．O420．6343．495．OC～00卜C一004一压缩机E-001-E-004-中间冷却器V一001一V一004一分离罐E-005-后冷器E0U0164teat虿群2015年4月图1加压、冷却及分离工艺流程图表2不同压力条件下V一005分离罐顶气相组分体积分数压力／MPaH2MEKSBAC。酮C。烯烃原料0．99040．001l0．00120．00050．00682．500．99280．00050．O002<0．00010．00652．750

7、．99290．00050．0002<0．00010．00643．00．99300．00040．0002<0．00010．0064表3不同压力条件下V一005分离罐底液相组分质量流量压力／MPaH2／／kg·hr1MEK／kg·hr-1SBA／kg·hr一1C8酮／kg·hrlCt烯烃／kg·hr‘1原料206．5778．1819．53l6．50739．2042．500．00374．45137．94046．34201．79362．750．00424．69148．08976．35942．01723．00．00474．9

8、0298．21326．37332．2407表4不同压力条件下每年回收的各组分质量压力，&曙aMEK／tSBA／tC。酮／tC。烯烃／t2．535．663．550．714．32．7537．564．750．916．13．039．265．751．017．9由数据可知：尾氢经压缩至2．50MPaG、2．75MPaG、3．0MPaG，冷却至同一出13温度条件下，压缩机