ASPEN PLUS在甲醇加压精馏塔中的应用

30第34卷,第3期安徽化工Vol.34,No.32008年6月ANHUL CHEMICAL INDUSTRYJun.2008ASPEN PLUS在甲醇加压精馏塔中的应用李清元,史贤林(华东理工大学化工学院，上海200237)摘要:应用Aspen化工模拟软件对甲醇主精馏塔进行了模拟计算,算出主精馏塔的最小回流比和最小理论板数,进而做出全塔的浓度和温度分布,为生产实际提供参考。关键词:Aspen;甲醇;精馏;模拟中图分类号:TE962文献标识码:A 文章编号:1008- -53X(2008 )03-0030-03ASPEN PLUS是麻省理工大学(MIT)1970 年后受出。塔底物流botom含有浓度比较高的甲醇,作为常压美国能源部资助研制开发的一个大型稳态流程模拟软塔进料物流。件。它具有40多个单元操作模块和80多个物性和热力1.2加压塔精馏模拟学模型,有多个物性数据库。ASPEN PLUS自身拥有两加压塔采用47块理论板,塔顶冷凝器为第1块板，个通用的数据库:ASPEN CD-ASPEN TECH公司自己塔 釜为第47块理论板,进料在42块板,回流比为2.8。开发的数据库;DIPPR-美国化工协会物性数据设计院进料粗甲醇和馏出物的设计要求见表1。设计的数据库;另外还有多个专用数据库,如电解质、固表1进料粗甲醇和馏出物的设计要求( w,%)体、燃烧产品,这些数据库结合拥有的一些专用状态方程和专用单元操作模块使得ASPEN PLUS 软件可应用物流_feedprodbottom甲醇78.0499.969.75于固体加工电解质等特需领域，极大地拓宽了ASPEN乙醇0.09233PLUS的应用范围，为ASPEN PLUS的准确模拟提供了21.81依据。异丁基油0.05767甲醇精制一般采用二塔流程,对于生产规模比较流量.kg/hr146084温度心141大的则采用三塔流程。二塔流程由预精馏塔和主精馏压力1kPa980880944塔组成，三塔流程由预精馏塔和加压塔及常压塔组成，加压塔和常压塔相当于二塔流程中的主精馏塔。1.2.1 简化多组元模拟计算预精馏塔脱除轻组分杂质,主塔脱除重组分杂质。轻由现场实际测定数据可判断进料混合物中有些组分由于含有H2N2.CO .CO2、甲烷等,一般采用放空非关键组分是不分布的，它们只会出现在一股产品的处理方法。重组分杂质多含有高级醇.烷烃和有机物流中,而不出现在另一个产品物流中。最小回流比醇类,一部分作为杂醇油采出,一部分则随废水排放,是精馏过程的一种极端操作状况，在这种情况下,塔污染了环境。内的液相流率最小，此时需要无穷多个平衡级。最小.主塔塔顶精馏液控制甲醇含量9.99%，塔底液体回流比R.o的计算采用Underwood公式。全回流是精作为常压塔的进料物流送常压塔精制。为了尽可能地提馏过程的另一种极端操作条件,进料和产品的流率都高产品甲醇的浓度，应用ASPEN软件对甲醇加压塔进为0，所需要的平衡级数最少，称为最小平衡级数行了模拟计算,以寻找更合理的工艺条件。Nno最小平衡级数N采用Fenske方程计算。操作回1加压精馏塔流程图及设计要求流比和操作平衡级数由ililand经验关联图算出"。1.1加压精馏塔流程图采用ASPEN中的简化DSTTWU精馏塔进行计算,分粗甲醇进料物流feed含有十多个杂质经过加压塔别采用NRTL.UNIQUAC、UNIFAC物性模型2)进行计精馏后,塔顶物流prod含甲醇达到9.99%9 ,作为产品采算,见表 2。收稿日期:2008-01-30作者简介:李清元(1978-),男,华东理I大学在读研究生,研究方向:化工过程模拟13524591356.021 6251.1ia36050@3ia com。李清元,等:ASPEN PLUS在甲醇加压精馏塔中的应用31表2加压塔回流比和理论板级数NRTLUNIQUACUNIFACR1.38251.42631.08771.53591.62861.2234N.18.544320.845618.632147由表2可以看出,塔顶甲醇的收率达到0.3512时，. R2007A- R28:▼R30采用UNIFAC物性模型所需要的适宜操作回流比最小为1.2234。达到同样的分离要求,回流比小所需要的操作费用就小，回流比大所需要的操作费用就大。所以对0粗甲醇精馏更能接近实际情况的物性模型为UNIFAC。图2不同回流比甲醇质浓度分布1.2.2 UNIFAC 在加压精馏塔中的应用粗甲醇物系的相平衡测定数据至今还未见报道,在缺少实际相平衡数据的情况下采用UNIFAC物性模型1能更好地预测相平衡参数]。①全塔的温度分布分别取回流比1.2.2.0、2.8.3.0, 得出各板温度分布。其中R=2.8为现场值,由图1可见，回流比取2.0、.wter |3.0时与实际值基本相符,进料口之上温度变化较小。改变回流比,第35块板左右温度变化较大。图3回流比R=2.8时甲醇和水质浓度分布01110000心ETHNQ ?EIHAAL切nx 000-图1不同回流比的塔板温度分布004②全塔物料组成分布00回流比变化对塔釜甲醇浓度的影响不显著,但是对0001.塔顶甲醇浓度影响较大。由图2可见,回流比取1.2时,甲醇在塔顶几块板浓度变化大,操作稍有波动,会影响圈4回流比R=2.8时乙醇和杂醇油质浓度分布甲醇分离要求。回流比取2.0、2.8.3.0时都能在塔项几块板上达到分离要求。因此回流比取2.0~3.0比较好,实(1)对甲醇加压精馏塔进行简化模拟计算,分别采际回流比取2.8。改变回流比,第35块板左右浓度变化用NRTL.UNIQUAC、UIFAC物性模型得到最小回流比较大。和最小理论板数,可以对实际生产过程所采用的操作回回流比取2.8时，甲醇在塔顶几块板的浓度很高,流比和塔板数提供参考。含水量很低，乙醇和杂醇油在塔顶几块板很难彻底脱除(2)实践证明,采用UNIFAC模型能够更好的适用干净,其中杂醇油里主要含有异丙醇、丙酮和甲乙酮等1，于粗甲醇汽-液 液相平衡体系。见图3和图4。(3)"回流比变化，塔板温度和甲醇浓度都发生变2结论化,第35块板为灵敏板,通过控制此板的温度,使精馏第34卷,第3期安徽化工Vol.34, No.332008年6月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYJun.2008催化磺化法制备水溶性硫化蓝工艺研究蔡瑞琳,邱勇,王文龙,张良春,胡溪明(蚌埠市永艳染料化工有限责任公司,安徽蚌埠233040)摘要:水溶性硫化蓝染料具有加水即溶,溶解后的染料吸尽率高.能耗低印染废水少等特点，在印染领域具有广翼的应用前景。以亚硫酸氢钠为磺化剂，采用催化合成技术制备水溶性硫化蓝染料,优化了以亚硫酸氢钠为磺化剂的合成工艺参数,包括反应温度时间.物料配比、酸碱度等。本工艺原材料经济性好,适合工业化生产。关键词:催化;磺化;水溶性硫化蓝中图分类号:TQ610.1文献标识码:A文章编号:1008- -53X(2008 )03-.0032-031前言市科密欧化学试剂有限公司);硫氢化钠(CR,上海实验水溶性硫化蓝染料与普通硫化蓝染料相比,具有加试剂有限公司);氢氧化钠(CR,上海实验试剂有限公水即溶,溶解后的染料吸尽率高,能耗低,印染废水少等司);催化剂(自制);包裹剂P(自制)。特点。本研究采用低温催化合成技术，先制备出预聚体,Sartorious 精密电子天平(北京塞多斯天平有限公再在温和的条件下通过催化磺化反应,制成具有水溶性司);FZG低温真空干燥烘箱(南京奥坂干燥设备厂);封的硫化蓝,后经表面处理等,最终得到杂质≤0.5%的水闭式可调温电炉(杭州蓝天化验仪器厂); 四颈烧瓶。溶性硫化蓝染料。本工艺研究解决了以下问题:①对普2.2实验步骤通硫化蓝原染料采用精制去杂处理，制备出预聚体,减2.2.1普通硫化蓝原染料的精制少了产品中的杂质含量;②采用自制复合催化剂,用亚水溶性硫化蓝染料中杂质的含量直接影响到产品硫酸氢钠为磺化剂与预聚体进行亲核取代反应，实现了的溶解度。 本项目在试验研究的基础上,确定了使用化低温催化合成;③找到了对水溶性硫化蓝进行表面处理学沉淀和离心分离相结合的技术,使普通硫化蓝原染料的方法,解决了空气中贮存不稳定的难题。脱除了杂质,达到合成水溶性硫化蓝染料的要求。2实验部分在传统的生产工艺中，普通硫化蓝染料产品不需要2.1试剂及仪器进行精制提纯处理,因为普通硫化蓝染料不溶于水,它只普通硫化蓝原染料(自制);亚硫酸氢钠(CR,天津能溶解在80C以上的硫化钠溶液中,工业硫化钠中本身收稿日期:2008-01-30作者简介:蔡瑜琳(1953-).男,毕业于浙江大学,副研究员,主要从事染料、精细化I的研究与开发工作1385280503.br@sina com。塔稳定工作,在塔顶采取合格甲醇。[3]傅古全特殊体系的相平衡和精馏模拟计算[M].国石化出版参考文献社2002:90-113.川宋海华.多级分离理论M],大津大学出版社2005.77-87.[4]董新法,周枚花.改进三对角知阵法在粗甲醇精馏塔计算中的[2]郭天民多元气-液平衡和精馏M]石油工业出版社2002.86-125.应用I炼油技术与工程,2006(4):38- 42.口Application of ASPEN PLUS in the Methanol Ditillation PressedLI Qing yuan ,SHI Xian-lin(Chemical Engineering College of East China University of Science and Technology ,Shanghai 200237, China)Abstract:Simulation of ASPEN was aplied in the methanol dillation pesed. The min -efux -ratio and the min-theoretically perfeet tray were calculated. The profiles of the compositions in distilain column was constructed. So itwas reference in locale process.Key words: Aspen;methanol;distllation; simulation