甲醇水溶液101与甲醇精馏塔塔底工艺水103换热,换热后甲醇水溶液101A从中下部进入甲醇精馏塔C101;塔顶采出甲醇产品102送出;塔底采出工艺水103,与甲醇水溶液101换热,换热后工艺水103A送出。
分别用PRO/II和ASPEN建立上述工艺打算流程见图1和图2。
图1、甲醇水溶液精馏PRO/II工艺打算流程简图
图2、甲醇水溶液精馏ASPEN工艺打算流程简图
2、工艺条件
l 甲醇水溶液组成和性子见表1。
表1、进塔质料组成和性子表
序号
组分
质量流量,kg/h
质量分率,wt%
1
甲醇,METHANOL
6000
60
2
水,H2O
4000
40
合计,kg/h
10000
温度,℃
30
压力,KPa
200
l 回流罐压力:105KPa;塔顶压力:120KPa;塔底压力:145KPa;
l 精馏塔理论板数26(含冷凝器和再沸器)进料板16;
l RPO/II打算物性方法采取醇包和NRTL;ASPEN打算物性方法采取NRTL;
l 打算约束值:塔顶甲醇含量99%(wt%);塔底甲醇含量0.001%(wt%);
3、工艺参数打算结果比拟
l ASPEN和PRO/II甲醇精馏塔工艺参数打算结果比拟见表2。
表2、甲醇精馏塔工艺参数打算结果比拟表
序号
工艺参数
工艺参数打算结果
ASPEN
PRO/II-醇包
PRO/II-NRTL
1
回流温度,℃
40
40
40
2
回流量,kg/h
4871.9
4877.8
4850.6
3
塔顶甲醇流量,kg/h
6060.55
6060.6
6060.6
4
塔顶冷凝热负荷,KW
3393.2
3673.8
3585.1
5
塔顶过冷热负荷,KW
257.0
6
塔顶温度,℃
69.55
69.5
69.5
7
进料板温度,℃
81.39
81.4
81.4
8
塔底温度,℃
110.17
110.2
110.2
9
塔底加热热负荷,KW
3865.2
3809.2
3720.5
10
塔底工艺水流量,kg/h
3939.45
3939.4
3939.4
l 表2可以看出,ASPEN和PRO/II甲醇精馏塔工艺参数打算结果基本同等,所打算的结果可以用于工程设计、生产赞助决策、工艺或设备故障诊断剖析等。
4、甲醇精馏塔气相负荷打算结果比拟
l ASPEN和PRO/II甲醇精馏塔塔内气相负荷打算结果比拟见表3。
表3、甲醇精馏塔塔内气相负荷打算结果比拟表
理论
板号
ASPEN
PRO/II-醇包
PRO/II-NRTL
流量
Kg/h
密度
Kg/m3
流量
Kg/h
密度
Kg/m3
流量
Kg/h
密度
Kg/m3
1
10932.60
1.33900
2
11266.28
1.34114
10938
1.36662
10911
1.33924
3
11167.56
1.34216
11201
1.36888
11183
1.34149
4
11059.55
1.34206
11111
1.37012
11096
1.34277
5
10942.79
1.34084
11014
1.37029
11002
1.34305
6
10818.30
1.33858
10910
1.36943
10901
1.34234
7
10687.63
1.33539
10798
1.36755
10793
1.34066
8
10553.00
1.33147
10681
1.36473
10678
1.33807
9
10417.27
1.32709
10559
1.36109
10559
1.33470
10
10283.88
1.32261
10435
1.35683
10436
1.33070
11
10156.61
1.31844
10310
1.35220
10313
1.32633
12
10039.15
1.31503
10187
1.34756
10191
1.32192
13
9934.59
1.31277
10070
1.34332
10075
1.31786
14
9844.95
1.31195
9963
1.33993
9967
1.31459
15
9770.90
1.31272
9867
1.33780
9872
1.31250
16
10353.99
1.30864
9785
1.33722
9790
1.31189
17
10018.69
1.27918
10197
1.33017
10211
1.30463
18
9166.60
1.18749
9808
1.29085
9806
1.26545
19
7712.01
1.01265
8837
1.17651
8796
1.15281
20
6633.44
0.86599
7353
0.98849
7267
0.97071
21
6305.29
0.81495
6420
0.85995
6323
0.84833
22
6240.35
0.80662
6150
0.82042
6050
0.81099
23
6230.08
0.80909
6092
0.81493
5991
0.80591
24
6230.73
0.81390
6082
0.81800
5980
0.80897
25
6233.60
0.81920
6082
0.82300
5981
0.81387
26
0
1.33902
6084
0.82842
5983
0.81918
l 表3结果表明,ASPEN物性方法NRTL和PRO/II物性方法醇包的塔内气相负荷打算结果基本同等。
5、甲醇精馏塔液相负荷打算结果比拟
l ASPEN和PRO/II甲醇精馏塔塔内液相负荷打算结果比拟见表4。
表4、甲醇精馏塔塔内液相负荷打算结果比拟表
理论
板号
ASPEN
PRO/II-醇包
PRO/II-NRTL
流量
Kg/h
密度
Kg/m3
流量
Kg/h
密度
Kg/m3
流量
Kg/h
密度
Kg/m3
1
10932.60
776.132
4878
776.625
4851
776.625
2
5205.73
740.923
5140
748.766
5122
748.766
3
5107.00
742.441
5051
750.976
5036
750.972
4
4999.00
744.283
4953
753.538
4942
753.524
5
4882.24
746.494
4849
756.488
4840
756.460
6
4757.75
749.119
4738
759.863
4732
759.817
7
4627.08
752.191
4621
763.694
4618
763.628
8
4492.45
755.728
4499
768.002
4498
767.914
9
4356.72
759.716
4374
772.786
4376
772.678
10
4223.33
764.093
4249
778.010
4252
777.888
11
4096.06
768.744
4127
783.588
4131
783.460
12
3978.60
773.491
4010
789.370
4014
789.248
13
3874.04
778.123
3902
795.145
3907
795.044
14
3784.39
782.419
3806
800.664
3811
800.599
15
3710.34
786.203
3725
805.686
3729
805.667
16
14293.44
789.367
14136
810.027
14150
810.061
17
13958.14
794.497
13747
817.245
13745
817.540
18
13106.05
809.961
12777
838.606
12735
839.553
19
11651.45
846.492
11292
884.349
11206
885.803
20
10572.89
886.970
10360
927.915
10263
928.636
21
10244.74
903.410
10089
945.317
9989
945.490
22
10179.80
907.101
10031
949.682
9930
949.713
23
10169.53
907.686
10021
950.547
9920
950.552
24
10170.18
907.622
10021
950.616
9920
950.617
25
10173.04
907.424
10024
950.510
9923
950.510
26
3939.45
907.200
3939
950.367
3939
950.367
l 表4结果表明,ASPEN物性方法NRTL和PRO/II物性方法醇包/NRTL的塔内液相流量附近,但进料以下液相密度打算结果存在较大差异,根据逐板液相组成和温度判断,PRO/II醇包的打算结果与实际更符合。
6、结论
l 运用ASPEN和PRO/II两种软件打算甲醇水溶液精馏过程时,须要把稳ASPEN采取NRTL打算须要对所打算的进料以下的液相密度进行改动;
l 甲醇水溶液精馏尽可能PRO/II的胺包物性方法;