甲醇双效精馏过程参数优化和有效能分析.pdf

第 40卷 第 7期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．40 No．7 2011年7月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Ju1．201l 甲醇双效精馏过程参数优化及有效能分析 刘启魁 ．王正权 z (1．大庆市南垣股份公司，黑龙江 大庆 163517；2．大连理工大学化T学院，辽宁 大连 116024) 摘 要 ：利用流程模拟软件 ProlI对甲醇双效精馏过程进行 了参数优化 ，结果表 明，适合的操作压力为 800kPa，加压塔塔底与塔顶质量流量适合 比为 1．66。在优化参数的基础上对过程进行 了模拟 ，并对传统两塔 流程及双效精馏流程进行 了热力学分析 ，结果表明，双效精馏过程热力学效率为 15．95％．与传统两塔流程相 比，效率提高了7．72％。 关键词 ：甲醇 ；双效精馏；优化 ；流程模拟 ；热力学效率 中图分类号．TQ223．121 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2011)07．0041．04 甲醇作为重要的有机化工原料及重要 的替 代能源，在化工、轻工、纺织及运输等行业都发挥 着重要的作用 [1]。随着工业化进程的加快及应用 领域的扩大，甲醇的需求量也随之增加 [z-。甲醇精 馏过程是 甲醇生产中不可缺少的环节，同时也是 一 个高能耗的单元操作 。因此，在保证产品质量 的情况下 ，对 甲醇精馏过程进行节能改造和参数 优化具有重要的现实意义。目前 ，甲醇精馏操作 工艺主要有传统二塔精馏工艺及三塔双效精馏 工艺 ．而三塔双效流程 由于其节能等特点，应用 越来越广泛 ]。本文以节能为 目的，利用化工流 图 1 传统两塔精馏流程 程模拟软件 Pro11对甲醇三塔双效精馏过程进行 了模拟，对加压塔压力 、采出量进行了优化，同时 对过程的用能情况做 了分析并与传统 的二塔流 程进行了对比。 1 流程概述 传统的两塔精馏工艺主要包括预精馏塔 、精 馏塔 ，工艺流程如图 1所示。粗 甲醇通过预精馏 塔除去轻组分 ，再 由输送泵送至精馏塔 ，在精馏 塔 内除去大部分的水及重组分得到高纯度的甲 醇。三塔双效精馏流程主要包括预精馏塔、加压 精馏塔 、常压精馏塔，其流程如图2所示。与传统 图 2 双效三塔精馏流程 两塔流程相 比，三塔流程增加了加压精馏塔单 元。粗甲醇经预精馏塔出来后由输送泵送至加压 耦合操作 ，实现双效节能的 目的。 塔 ，再 由加压塔塔底采出液体作为常压塔进料 ， 本文以年产 20万 t(按8000h计算)精甲醇为 塔顶蒸汽作为常压塔再沸器热源 ，从而达到两塔 例 ，按图2流程对双效精馏过程参数进行优化并 作者简介 ：刘启魁 (1979一)，本科 ，助理工程师 ，E—Mail：lqk．dg@163．tom 收稿 日期 ：2011-03．29 42 化 工 技 术 与 开 发 第 4O卷 进行热力学分析。原料组成见表 1。分离要求 ：常 物料的换热量 ，操作压力取 800kPa较合适 ，此时 压塔采出产品 甲醇浓度199．99％wt，总收率 ≥ 换热温差为 25．7℃。 99．96％；加压精馏塔采用 53块理论板 ．45块板进 料 ；常压精馏塔采用45块理论板 ，38块板进料。 模拟过程中采用NRTL热力学模型 [6]。 表 1 粗 甲醇组成 Component Composition／wt％ H2 N2 C0 5∞5∞㈣5叭 5吣5∞靴5^l捕㈣5m㈣5㈣5叭㈣m5 CO2 H20 METHANE