甲醇制甲醛过程的模拟及能效优化.pdf

《甲醇制甲醛过程的模拟及能效优化.pdf》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、第34趱魏13鲷现代化工鼬-2fjl420l4年3月《)《“《_={n“{liiij{}·143·甲醇制甲醛过程的模拟及能效优化齐少宁，李士雨(天津大学化工学院，天津300072)摘要：以4万t／a聚甲醛工艺为工业背景，采用AspenPlus软件在考虑甲醛和水、甲醇间化学作用的情况下选用UNIFAC物性方程模拟了尾气循环银法甲醇制甲醛工艺流程，模型计算结果与工厂现场数据吻合良好；在此基础上，利用夹点技术法对现有换热网络进行了节能潜力分析及换热网络优化，给出了相应的能量优化方案，该优化方案节约冷公用工程18．7％热

2、公用工程10．4％。关键词：甲醛；尾气循环银法；计算机模拟；能效优化中图分类号：TQ215文献标志码：A文章编号：0253-4320(2014)03—0143—04SimulationandenergyeficiencyoptimizationofmethanoltoformaldehydeprocessQIShao-ning，LIShi—yu(SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstra

3、ct：Basedona40kt／apolyformaldehydesynthesisdevice，theoff-gasrecyclingsilvercatalystprocessformethanoltoformaldehydeissimulatedwithconsiderationofreactionsofformaldehydewithwaterandmethano1．ThemissingbinaryinteractionparametersareestimatedwithUNIFACequation．The

4、simulationresultsagreewellwiththesitedatafromplant．Afterdataextracting．theenergy—savingpotentialofcurrentheatexchangernetwork(HEN)isanalyzedwithpinchtechnology．AretrofitHENidevelopedwithenergysaving18．7％ofcoldutilityand10．4％ofhotutility．Keywords：formaldehyde；

5、of-gasrecyclingsilvercatalystprocess；processsimulation；energyeficiency甲醛是重要的碳一化学品之一，广泛应用于木力进行了分析及换热网络优化，获得了一套新的能材加工、热固性树脂生产、涂料、医药等行业。量回收方案，节能效果显著。对甲醛制备工艺进行计算机模拟及能效优化可以优1背景工艺简介化操作条件，优化能量回收方案，提高产品质量，降低能耗。以某厂4万t／a尾气循环银法甲醛制备工艺为崔国星等研究了尾气循环银法甲醛工艺的背景，工艺流程如图1所示。计算机模拟

6、问题，采用NRTL方程描述了组分的热加热气化的甲醇与空气、水蒸汽、循环尾气混合力学特性，给出了计算机模拟结果；江文书等4采均匀后进人反应器，在银催化剂作用下生成甲醛，主用NRTL模型，利用ProI1模拟了低甲醇含量甲醛水反应方程式如下：溶液的精馏过程；唐宏青利用ProI1模拟了CH3OH+1／202一HCHO+H2O(1)Topsq~e公司过量空气氧化法甲醛工艺全流程。上CH3OH—}HCHO+H2(2)述研究均忽略甲醛和水、甲醇之间的化学反应。本系统总反应为强放热反应。工艺中以水蒸汽为文中研究了考虑甲醛和水、甲

7、醇问化学反应的计算载热体，控制反应器的温度；为了减少水蒸汽的用量，部分尾气循环使用J。出反应器的含甲醛机模拟模型，新模型的模拟结果与工业数据吻合良好。10％～17％(质量分数，下同)反应产物经过甲醛吸此外，有别于前人研究中采用的炯分析方法收塔、脱甲醇塔、真空甲醛浓缩器得到含甲醛及经验方法I9j，采用夹点技术对该过程的节能潜60．5％的产品。收稿日期：2013—10—29作者简介：齐少宁(1987一)，女，硕士生；李士雨(1964一)，男，博士，教授，研究方向为化工过程模拟优化、化工能量系统分析与集成，通讯联系人，

8、022—27402554，shyli126@126．com。·144·明代化工第4卷笼3期R01一甲醛合成塔；M01一混合器；1101一甲醛吸收塔；1D2一脱甲醇塔；cO1～甲醛浓缩器图1尾气循环银法甲醛制备工艺流程图表2各官能团的体积参数和表面积参数Q2计算机模拟模型的建立考虑甲醛与水、甲醇之间的反应，采用AspenPlus建立了甲醇制甲醛过程的计算机模拟模型。2．1甲