第27卷第9期計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)Vol.27, No.92010年9月28日Computers and Applied ChemistrySeptember, 2010甲醇精餾系統(tǒng)模擬與優(yōu)化常虹'，王永勝”，王東巖’，張述偉”(1.大連理工大學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工藝教研室，遼寧，大連，116012;2.河南煤化集團(tuán)新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南，新鄉(xiāng)，453800;3.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))煉化公司，陜西，榆林，719000)摘要;本文應(yīng)用過(guò)程模擬軟件Aspen Plus,采用Wilson和PSRK相結(jié)合的物性方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)某廠(chǎng)甲醇四塔雙效精餾系統(tǒng)的模擬。為降低生產(chǎn)成本，本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模擬與分析，對(duì)生產(chǎn)的工藝流程進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，并提出3個(gè)優(yōu)化方案: (1) 增加加壓精餾塔側(cè)線(xiàn)采出送常壓精餾塔作為進(jìn)料; (2) 對(duì)常壓精餾塔塔底和回收塔塔底部分廢水進(jìn)行循環(huán): (3) 采用加壓精餾塔與預(yù)精餾塔雙效精餾。經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，改進(jìn)后的新工藝流程在保證甲醇產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量的前提下，共能節(jié)省公用工程熱量21 173 kW,節(jié)省公用工程冷量16 268 kW,節(jié)省工業(yè)用水10 375 kg/hr,污水處理量減少10 375 kg/hr.本文所選用的單元操作模型及物性方法對(duì)于模擬甲醇精餾系統(tǒng)是準(zhǔn)確可靠的，因此本文所提出的優(yōu)化方案能為甲醇工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能、節(jié)水以及減少?gòu)U水排放的改造和新工藝流程的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:甲醇精餾;過(guò)程模擬;系統(tǒng)優(yōu)化中圖分類(lèi)號(hào): TQ015.9; TQ028.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào): 1010109-1283-12881引言醇、醛、酮、醚、酸、烷烴等近20種有機(jī)物，如正戊醇、正庚烷、異丁醇、正丁醇等。甲醇的潛在耗用量十分巨大，尤其在當(dāng)前世界石油乙醇:某些有機(jī)產(chǎn)品對(duì)精甲醇中乙醇的含量有特殊資源日益減少，甲醇單位生產(chǎn)成本降低的背景下，使用的要求，如以甲醇和-氧化碳合成醋酸，甲醇中若含有甲醇作為新的燃料已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。 同時(shí)，甲醇是許乙醇，能與-氧化碳生成丙酸，影響醋酸的質(zhì)量。多有機(jī)產(chǎn)品的基本原料和重要溶劑，被廣泛應(yīng)用于有機(jī)水:水含量與副反應(yīng)有關(guān)，含量?jī)H次于甲醇，能與合成、燃料、醫(yī)藥、涂料和國(guó)防等工業(yè)"。通常合成的粗甲醇和有機(jī)物形成多元恒沸物，給精餾帶來(lái)困難。甲醇濃度達(dá)不到使用要求，需要進(jìn)行甲醇的精餾。甲醇表1是本文在甲醇精餾系統(tǒng)模擬中所采用的粗甲醇精餾工藝對(duì)整個(gè)甲醇生產(chǎn)流程的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、的組成，范圍涵蓋了一般工藝單位和設(shè)計(jì)單位技術(shù)評(píng)定能量消耗、原料消耗，以及環(huán)境保護(hù)都有重大影響。據(jù)的范圍。統(tǒng)計(jì)，石油和化學(xué)工業(yè)的能耗占工業(yè)總能耗的很大部分，粗甲醇含有多種有機(jī)雜質(zhì)和水，需根據(jù)用途對(duì)其質(zhì)其中約有60%就是用于精餾過(guò)程2。因此研究甲醇精餾量的要求進(jìn)行加工處理。凈化過(guò)程包括精餾和化學(xué)處理。過(guò)程中的節(jié)能減耗有著重要的實(shí)際意義?；瘜W(xué)處理主要用堿破壞在精餾過(guò)程中難以分離的雜質(zhì),2粗甲醇雜質(zhì)分析及精制原理并調(diào)節(jié)pH值;精餾主要是根據(jù)各成分沸點(diǎn)的不同，利用甲醇生產(chǎn)無(wú)論采用何種催化劑，都會(huì)因?yàn)槠湓诓煌瑮l件物理方法脫除易揮發(fā)組分如二甲醚，以及難揮發(fā)的重組下選擇性的限制，發(fā)生多種副反應(yīng)。甲醇合成工藝的不同以分如乙醇、高碳醇、水等34。及工藝復(fù)雜性造成粗甲醇組成也比較復(fù)雜，用色譜分析或色3工藝流程譜-質(zhì)譜聯(lián)合分析測(cè)定粗甲醇的組成有40多種"，包含了醇、醛、酮、醚酸、烷烴等。如有氮存在，還會(huì)產(chǎn)生易揮甲醇四塔精餾工藝流程，包括預(yù)精餾塔、加壓精餾發(fā)的胺類(lèi)。另外還含有少量生產(chǎn)系統(tǒng)中帶來(lái)的羰基鐵及微量塔(以下簡(jiǎn)稱(chēng)加壓塔)、常壓精餾塔(以下簡(jiǎn)稱(chēng)常壓塔)的催化劑等雜質(zhì)。為了便于處理精餾過(guò)程，將雜質(zhì)分為4類(lèi):以及回收塔"5]。這樣的設(shè)置在提高甲醇質(zhì)量同時(shí)，也提高輕組分:以二甲醚為代表。包含沸點(diǎn)比甲醇低的醇、了甲醇收率:此外，加壓塔與常壓塔雙效耦合也為流程醛、酮、醚、酸、烷烴等10余種有機(jī)物，如二甲醚、乙節(jié)省能量做出了重要貢獻(xiàn)。圖1為本文模擬甲醇四塔精醛、甲酸甲酯、二乙醚、醋酸甲酯、丙酮等。餾系統(tǒng)的工藝流程簡(jiǎn)圖。重組分:以異丁基油為代表。包含沸點(diǎn)比甲醇高的粗甲醇S000經(jīng)原料預(yù)熱器W1之后在1級(jí)冷凝器收稿日期: 2009-12-23; 修回日期: 2010-04-27作者簡(jiǎn)介:常虹(1984- -),女山西人，碩士研究生，Email: aniechangh@yahoo .com.cn.聯(lián)系人:張述偉(1963- -)。男，遼寧人，研究生，教授，E-mail: zswei@chem dlut.edu.cn.1284計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)2010, 27(9)表1 粗甲醇的組成Table l Components of crude methanol.含量(質(zhì)量分率)組分componentmass fraction氫氣hydrogen1.322 1e-05正戊烷n-pentane5.004 7e-05氦氣nitrogen0.000 246 42正已烷n-hexane-氧化carbon monoxide1.836 9e-05甲酸甲酯methyl formate0.000 280 00二氧化碳carbon dioxide0.016 893 47.新戊烷neopentane甲烷methane0.000 105 20正辛烷noctane空氣air0.000 144 08三甲胺secaline0.000 285 07水water0.078 604 35新戊醇neopentyl alchol0.00 285 07甲醇methanol0.897 639 81正戊醇n-pentanol乙醇ethanol0.001 602 77甲酸formic acid丙醇npropyl alcohol0.000 700 02甲乙酮methyl ethyl ktone正丁醇n-butanol0.000 348 42乙酸acetic acid異丁醇isobutanol3.991 1e-05異丙醚isopropyl ether異戊醇isoamy alcohol7.982 2-05正王烷n-nonane .0.000 269 24丙酮acetone0.000 134 93正辛烷n-octane二甲腿DME0.0000 399 10注l:如無(wú)特殊說(shuō)明，本文所涉及的組分組成均以質(zhì)量分率計(jì).S101SI1L t10Z2S102。以5sS108S0o1'S1201 W3" T S110S105OPIwi$ (002 S00S004_S100粗中W5material_ S102S112_producet 中S201S200 C.S116S4016301 |電。S203S208|C:S210S404●ethanol L S403C4 t| S400|cn S310109P4S402waste water_S302S204 .PFig.1 Process flow diagram of 4-column methanol dillatin.圖1甲醇四塔精餾工藝流程簡(jiǎn)圖W2中與預(yù)精餾塔C1塔頂蒸汽S101進(jìn)行換熱，隨后將送入加壓塔塔頂冷凝器W6與甲醇蒸汽S204換熱,隨后粗甲醇經(jīng)W4、W5加熱至近泡點(diǎn)后送入預(yù)精餾塔Cl中在W7中被加熱至接近泡點(diǎn)溫度后送入加壓精餾塔C2下上部進(jìn)行精餾操作。在此過(guò)程中加入少量氫氧化鈉溶液部，這樣可以使該塔精餾段與提餾段負(fù)荷接近。S140中和粗甲醇中酸性物質(zhì)。加壓塔C2塔頂?shù)募状颊羝徊糠?(S201 )作為加壓預(yù)精餾塔塔頂蒸汽在1級(jí)冷凝器W2中部分冷凝，塔產(chǎn)品，另一部分(S203)送入常壓塔C3再沸器充當(dāng)其冷凝溫度控制在70 C左右，冷凝后不凝氣體大部分熱源并作為C2塔回流,這就使2塔之間形成雙效精餾模(S114)進(jìn)入2級(jí)冷凝器W3被冷卻到38 C~40 C, 2式。在加壓塔進(jìn)行精餾分離后，塔底釜液S202送入常壓級(jí)冷凝器不凝氣去火炬，冷凝液同- -級(jí)冷凝 器產(chǎn)生的冷塔進(jìn)行進(jìn)一一步分離。 .凝液一起經(jīng)回流罐F3回流至塔頂。在2個(gè)冷凝回流罐常壓塔C3提餾段側(cè)線(xiàn)S310 (主要采出雜醇)引入F1、F2之間加入工藝萃取水S120,改變罐內(nèi)液相組成(降甲醇回收塔C4。塔頂分離出的精甲醇S301可以達(dá)到美低甲醇含量)，達(dá)到除去輕組分雜質(zhì)的目的并調(diào)節(jié)預(yù)精國(guó)“AA"標(biāo)準(zhǔn)。塔底釜液S302主要成分是水，這使得餾后甲醇水溶性。常壓塔底部溫度較高。由于常壓塔再沸器的熱源為加壓預(yù)精餾后甲醇S102在進(jìn)入加壓塔C2之前由泵P2塔塔項(xiàng)的甲醇蒸汽S203，為使常壓塔再沸器的熱交換能2010, 27(9)常虹，等:甲醇精餾系統(tǒng)模擬與優(yōu)化1285夠正常進(jìn)行，加壓塔必須在較高壓力下操作以維持常壓從表2和表3中可以看出，模擬值與設(shè)計(jì)值吻合較塔再沸器冷熱流體間足夠的傳熱溫差，從而使2塔形成好，特別是乙醇和丙酮含量的模擬結(jié)果準(zhǔn)確且達(dá)到了工雙效精餾。雙效精餾在節(jié)省蒸汽消耗量同時(shí)也節(jié)省了冷業(yè)甲醇美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)(O-M-232G)“AA” 級(jí)。模擬結(jié)卻水用量，從而有效地利用了能量。果表明，應(yīng)用Aspen Plus 對(duì)此甲醇四塔精餾系統(tǒng)的模擬為提高甲醇回收率，降低污水中甲醇等污染物的含是成功的，所選的物性方法及單元操作模型是準(zhǔn)確的，量，常壓塔C3的側(cè)線(xiàn)采出直接經(jīng)泵P4送入回收塔C4進(jìn)因此可以用于對(duì)該系統(tǒng)的優(yōu)化。一步回收甲醇。同時(shí)在回收塔進(jìn)料板附近設(shè)有2條側(cè)線(xiàn)表3常壓塔模擬結(jié)果S403與S404,主要采出雜醇油，確保甲醇產(chǎn)品質(zhì)量。Table 3 The simulation results of normal pressure column.常壓塔塔頂常壓塔塔底4設(shè)計(jì)工況模擬top of normalbottom of normal物流pressure column4.1 物性方法選擇stream設(shè)計(jì)值模擬值設(shè)計(jì)值模擬值designsimulation甲醇精餾過(guò)程中涉及常規(guī)精餾、加壓精餾等分離技術(shù)，valueVvalue design valuc而系統(tǒng)相平衡關(guān)系是進(jìn)行分離過(guò)程模擬的基礎(chǔ)。因此，根溫度，C71.066.6110.6temperature據(jù)相關(guān)體系的熱力學(xué)平衡數(shù)據(jù)，建立可靠的熱力學(xué)模型,壓力，kPa101446對(duì)于全過(guò)程的準(zhǔn)確模擬是十分重要的。物性方法的選擇往pressure往因系統(tǒng)的操作情況比如溫度、壓力、組成等參數(shù)而異。流量，kg/h49668 494 7118264 182 64flow甲醇精餾體系屬于極性體系，在通用化工模擬軟件水1X109 36X 10*0.994 0.989中初步選定適合甲醇精餾的物性方法有WILSON、NRTL、UNIQUAC及其變型、PSRK、PRMHV2。甲compositionmethanol1.000.999°10X 10*5x 10*(質(zhì)量分率)精餾工藝中塔是核心設(shè)備，因此物性計(jì)算方法的選擇可(mass乙醇.10X10* 34X109 295X109 95X 10°在模擬塔設(shè)備時(shí)進(jìn)行。如果模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值以及設(shè)計(jì)fraction)ethanol丙酮1X 10*3X 10*0值吻合較好，那么該方法就是適合于甲醇精餾過(guò)程模擬acctone計(jì)算的熱力學(xué)模型。對(duì)工藝模擬后10:10,將各個(gè)物性方法的計(jì)算結(jié)果與設(shè)5系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)值對(duì)比分析后，本文選擇用Wilson 物性方法對(duì)全流程本文提出①在加壓塔增加側(cè)線(xiàn)采出;②廢水循環(huán);進(jìn)行模擬，同時(shí)考慮到加壓塔壓力較高，故用PSRK物③換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化3個(gè)優(yōu)化方案,并對(duì)優(yōu)化改造的新流程性方法對(duì)加壓塔進(jìn)行模擬。進(jìn)行模擬分析1120。改造工況下甲醇精餾工藝流程簡(jiǎn)圖4.2設(shè)計(jì)工況模擬結(jié)果 與分析本文利用教學(xué)版Aspen Plus軟件，采用Wilson 方程如圖2所示。和PSRK方程相結(jié)合的方法對(duì)某廠(chǎng)甲醇精餾系統(tǒng)進(jìn)行了.1 甲醇四塔精餾加壓塔側(cè)線(xiàn)改造模擬，模擬值與設(shè)計(jì)值比較如表2,表3。本文中設(shè)計(jì)值原流程雖然實(shí)現(xiàn)了雙效耦合，但是能量的消耗量還是很大的，因此如何有效的節(jié)能就成為甲醇精餾過(guò)程中是某廠(chǎng)提供的工藝數(shù)據(jù)。的關(guān)鍵。本文通過(guò)分析加壓塔和常壓塔的負(fù)荷及流量發(fā)表2加壓塔模擬結(jié)果Table 2 The simulation results of pressurized column.現(xiàn):原流程中，加壓塔進(jìn)料中甲醇含量為93 358 kg/hr,加壓塔塔項(xiàng)加壓塔塔底而同樣為主分離塔的常壓塔結(jié)構(gòu)與加壓塔相當(dāng),其進(jìn)料top ofbottom ofpressurized column_ pressurized column中的甲醇含量卻只有49 928 kg/hr, 為加壓塔的53.5%左設(shè)計(jì)值模擬值 設(shè)計(jì)值右。對(duì)于關(guān)鍵組分甲醇來(lái)講,在較低壓力下氣化比較經(jīng)濟(jì)。design simulation design simulationvalucvalu通過(guò)以上分析，新流程提出了在加壓塔增加側(cè)線(xiàn)采盟度，C132.5127.8140.3142.3出的改造方案。從加壓塔進(jìn)料板上部采出中等濃度甲醇送入常壓塔，-方面同樣可以防止過(guò)多雜質(zhì)和堿性物質(zhì)80880920進(jìn)入常壓塔，另一方面也使這部分甲醇不必經(jīng)過(guò)加壓塔流量，kg/hr432 0869261 691 43精餾段分離就進(jìn)入常壓塔，節(jié)省了一部分能量。才2X10* 1X 10*0.269 0.270新流程增加側(cè)線(xiàn)采出后，系統(tǒng)會(huì)變得更加復(fù)雜。塔water組成甲醇0.9996 0.999 90.7240.722內(nèi)的液體和氣體的流量因?yàn)閭?cè)線(xiàn)采出而改變。增加的操composition methanol作變量-側(cè)線(xiàn)的采出量， 影響到外部的物料平衡。最(質(zhì)量分)乙醇(mass action) ethanolSX10* 7x 10*0.002重要的是，對(duì)于雙效耦合的精餾操作來(lái)講，加壓塔側(cè)線(xiàn)采出量的多少將關(guān)系到耦合能否實(shí)現(xiàn)。加壓塔側(cè)線(xiàn)采出6X.10*5X10* 1X 1062X 10acetone量如果過(guò)大，一方面常壓塔的塔內(nèi)總流量會(huì)增大，使塔1286計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)2010, 27(9)底再沸器所需負(fù)荷大大增加。另一方面，加壓塔增加側(cè)需要另加公用工程來(lái)維持常壓塔的運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然在實(shí)際生線(xiàn)采出后，塔頂?shù)募状颊羝肯鄳?yīng)減少，這樣使塔頂蒸產(chǎn)中常壓塔另備有再沸器，但是雙效的目的就在于節(jié)能，汽可以提供的熱量減小。若采出量不合理，會(huì)使加壓塔因此應(yīng)該盡量使2塔實(shí)現(xiàn)雙效耦合，以降低費(fèi)用，簡(jiǎn)化塔頂蒸汽提供熱量不足以滿(mǎn)足常壓塔再沸器所需熱量，操作。S101S104S115w 7$19間S108_S0ol. S120W3105S110(0|cwlp S002.2 S003S004aS100S000期中醇中W_SI40]wW9-ImaterialS205廠(chǎng)品Yc S112P2甲醇產(chǎn)品。S201 S200 A. S116productW6S401S301S203中S208S210SIDEethanol| S403|C47S400S00.s2025YviDSS10|S209P4廢水wastc waterS302S204Fig2 Process flow diagam of methano! dilaion of improvement project.12改造工況下甲醇精餾工藝流程簡(jiǎn)圖模擬計(jì)算結(jié)果表明:由加壓塔進(jìn)料位置之上3塊板從表5中可以看出，引入側(cè)線(xiàn)改造方案后，甲醇產(chǎn)處采出中等濃度的甲醇直接送常壓塔，當(dāng)側(cè)線(xiàn)采出量為品的總流量以及甲醇的濃度和設(shè)計(jì)工況基本一致，甲醇15 000 kg/hr的時(shí)候，加壓塔塔頂冷凝負(fù)荷為-41 865 kW,產(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量均無(wú)下降。因此在原流程中引入側(cè)線(xiàn)常壓塔塔底再沸器的負(fù)荷為41 865 kW。此時(shí)加壓塔C2改造方案來(lái)節(jié)省能量是可行的。的塔頂冷凝器的甲醇蒸汽進(jìn)口溫度為127.9 C,出口溫，5.2甲醇四塔精 餾的水循環(huán)改造度為124.0 C,常壓塔C3塔底釜液溫度為110.6C,滿(mǎn)粗甲醇在進(jìn)入預(yù)精餾塔CI前加入的工藝萃取水.足換熱要求，可以實(shí)現(xiàn)雙效耦合。增加側(cè)線(xiàn)采出后，常(S120)為10 375 kg/hr,大約為粗甲醇總量的10%。對(duì)壓塔進(jìn)料中甲醇流量達(dá)到54 195 kg/hr, 占總進(jìn)料量的全流程進(jìn)行綜合分析可知常壓塔C3和回收塔C4塔釜出58.1%。料S302、 S402 主要成分為水，含量分別達(dá)到0.989和從表4可以看出，加壓塔增加側(cè)線(xiàn)采出后，在滿(mǎn)足0.850，其流量分別為18 058 kg/hr和515 kg/hr， 總流量加壓塔和常壓塔雙效耦合的基礎(chǔ)上,加壓塔塔底再沸器的為18 573 kghr, 大于工藝水S120的加入量10 374 kg/hr.負(fù)荷由63 128 kW減少為52 888 kW，常壓塔塔頂冷凝器因此，將廢水流股分流，一部分取代 S120引入工藝流程的熱負(fù)荷由-51573kW減少為-46238kW,回收塔塔頂冷作為萃取水，另一部分送污水處理系統(tǒng)，這樣在節(jié)約工凝器和塔底再沸器負(fù)荷也有小幅的減少,系統(tǒng)總共節(jié)省公業(yè)用水的同時(shí)降低了水的處理量，從而大大降低了生產(chǎn)用工程冷量5361kW，節(jié)省公用工程熱量10266kW。成本。新流程引入側(cè)線(xiàn)采出后，各塔塔頂甲醇濃度及甲醇以下本文將對(duì)具有水循環(huán)改造的新流程進(jìn)行模擬，產(chǎn)品的流量如表5中所列。模擬結(jié)果如表6。表4甲醇精餾各塔能量(kW)消耗Table4 The energy cost of each column.預(yù)精餾塔Cl加壓塔C2常壓塔C3回收塔C4公用pre-isillatiopressurized column_normal pressure columnrecovery column工程塔底塔頂塔項(xiàng)bottomtop_top設(shè)計(jì)10953-505 40631 28-S15 73471 39-3884389 6改造109 53-418 65528 88-462 3841865-385838702010, 27(9)常虹，等:甲醇精餾系統(tǒng)模擬與優(yōu)化1287表5各塔甲醇產(chǎn) 品濃度及流量(kg/hr)Table 5 The concentration and flow(kg/hr) of the methanol product of cach column.加壓塔C2常壓塔C3回收塔C4甲醇產(chǎn)品pressurized columnnormal pressure columnrecovery columnproduct濃度流量設(shè)計(jì)工況1.000433 870.9994947147933 05改造工況391 29537 2845933 02注l:表中所列甲醇濃度為質(zhì)量分率.表6甲醇精餾水循環(huán) 下關(guān)鍵流股的模擬結(jié)果Table 6 The simulation results of key streams with the water reeycled組成(質(zhì)量分率)流股溫度T壓力compsition(mass fraction)flowstreamCP/kPakg/hr水甲醇乙醇丙酮water .methanol_ethanolacetone01127.8880393 48645X 10910X10*5X 10*66.6115350671X 10*73x 10°3X 10*11041617x 10*1x 10*3x 109)32 7141X 10*4X 10*廢水waste water108.514189 000.963603X 10*0.002從模擬結(jié)果來(lái)看在引用了水循環(huán)方案后各塔分離效果(2)提出了增加加壓塔側(cè)線(xiàn)采出送常壓塔的方案，新基本不變，可以得到滿(mǎn)足分離要求的甲醇產(chǎn)品。引入水循流程中從加壓塔進(jìn)料板之上3塊板處采出中等濃度甲醇送環(huán)后廢水中水的含量為0.963，甲醇含量?jī)H為603x10*,送入常壓塔分離，使加壓塔節(jié)約高壓蒸汽10 240kW,比原流污水處理的量?jī)H為8 525 kg/hr,約為改造前的46%。廢程節(jié)約16.2%，系統(tǒng)總共節(jié)省公用工程冷量5 361 kW,節(jié)水流股中各雜質(zhì)組分含量都略有升高，但由于數(shù)量級(jí)都省公用工程熱量10 266 kW，其能量消耗大大減少。很低，并不會(huì)給水處理帶來(lái)太大的影響。與原流程相比，(3)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出了水循環(huán)的改造方案。新流程可以節(jié)省工業(yè)用水10375 kg/hr,在很大程度上節(jié)新流程節(jié)約工業(yè)用水10 375 kg/hr,同時(shí)使廢水排放量降約了生產(chǎn)成本。低為原流程的46%，約為8 525 kg/hr,大大降低了污水5.3換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化處理負(fù)荷。在引入側(cè)線(xiàn)采出和水循環(huán)改造后,加壓塔C2塔頂冷(4)分析了加壓塔與常壓塔雙效耦合特點(diǎn)，通過(guò)換凝器W8和常壓塔C3再沸器的熱負(fù)荷接近,換熱溫差為熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，進(jìn)一步提出加壓塔與預(yù)精餾塔雙效精餾，10.4 C，滿(mǎn)足雙效耦合的要求。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，預(yù)精餾塔從而節(jié)省公用工程熱量10 907 kW，節(jié)省公用工程冷量C1再沸器負(fù)荷比常壓塔再沸器負(fù)荷要小，溫度比常壓塔10 907 kW。要低，因此考慮將預(yù)精餾塔也列入雙效精餾范圍。加壓(5)采用改造流程后，甲醇產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量均無(wú)下塔產(chǎn)品甲醇S201為127.8C,經(jīng)換熱器W9冷卻后，出降，能達(dá)到工業(yè)甲醇美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)(O-M-232G) “AA"口溫度為124.0 "C,提供熱量11750.7kW，能夠滿(mǎn)足預(yù)級(jí)要求。新流程共節(jié)省公用工程熱量21 173kW,節(jié)省公精餾塔再沸器的熱負(fù)荷10 907 kW和溫度77.6 C的要用工程冷量16 268 kW，節(jié)約工業(yè)用水10 375 kg/hr，污求。因此,用S201的部分熱量為預(yù)精餾塔再沸器提供熱水處理量減少10 375 kg/hr,達(dá)到了節(jié)能減耗目的。量(W9-1)，形成雙效精餾”。經(jīng)模擬計(jì)算，可以節(jié)省References:公用工程熱量10 907 kW,節(jié)省公用工程冷量10 907 kW。1Song Weiduan, Xiao Renjian, Fang Dingye. Industrial Study of綜上所述，在采用上述3個(gè)優(yōu)化方案后，系統(tǒng)節(jié)省公Methanol. Bejing: Chemical Industry Press, 1991.用工程熱量21173 kW,節(jié)省公用工程冷量16 268kW,節(jié)2 Li Qunsheng. New high eficiency tower equipment technology andit's aplication/2002 China International Corrosion Control Meeting約工業(yè)用水10375 kg/hr，污水處理量減少10 375 kg/hr。Theses ollction. Beijing: Chincse Chemical Society, 2002.3 Yao J Y, Lin s Y, Chien 1 L. Operation and control of batch6結(jié)論extractive ditillation for the separation of mixtures withminimum-boiling azeotrope. Journal of the Chinese Institute of本文利用過(guò)程模擬軟件對(duì)甲醇四塔雙效精餾系統(tǒng)進(jìn)Chemical Engincers, 2007, 38(5-6):371-383.4 Kotai B, Lang P, Modla G Batch exractive dstilation as a hybrid行了單元操作模擬及全流程模擬，并提出改造方案，結(jié)process: separation of minimum boiling azeotropes. Chemical論如下:Engineering Science, 2007, 62:6816-6826.(1)模擬數(shù)據(jù)表明本文所選的物性方法及操作單元5 Jiang Jihuan. 4 tower rectifcation technology of methanolproduction discussion. 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Shaan Xi Yanchang Petrochemical Refining and Chemical Company, Yuheng Chemical Industry Park, Yulin, 719000, Shaanxi, China)Abstract: By combining Wilson and PSRK equation of state model in the process simulation software Aspen Plus, the simulation of the 4-columndoubl-ffct methanol distilation system was accomplished in this paper. In order to reduce the production cost, it provided 3 optimized solutions toimprove the production process by simulating and analyzing the system has been developed: (1) increase pressurized column side stream output as thefeed for the normal pressure column, (2) recycling part of the waste water at the bottom of the normal pressure column and recovery column, and (2)utilizing double-effect distillation between pressurized column and pre distillation column. By simulating calculation, newly improved process flowcan save public project amount of heat 21173 kW, public project cooling capacity 16 268 kW, industrial water 10 375 kg/hr, and decrease waste watertreatment 10 375 kg/hr. The unit operation model and equation of state model used in this paper are accurate and reliable to simulate of the methanoldistillation system.timizecI solution in this paper can provide theoretical basis to the improvement of saving energy, water and decreasingtheditilationo system. So theoptiwaste water discharge, and to the development of the new production process.Keywords: methanol ditillation, process simulation, system optimization(Received: 2009-12-23; Revised: 2010-04-27)