节能环保型甲醇精馏装置的流程模拟与优化

以某厂100万t/a双效节能型甲醇精馏装置为研究对象,采用流程模拟软件Aspen Plus进行流程模拟,模拟结果与实际值吻合良好。在此基础上,分别对预精馏塔、加压塔、常压塔和回收塔的工艺参数进行优化,优化后的工艺参数为预精馏塔萃取水流量为9200kg/h(占粗甲醇进料的7.3%),加压塔操作压力为800kPa,常压塔侧线采出位置为第61块板(从塔顶往下数),回收塔质量回流比为6.9。此外,对流程进行了适当优化,增加预精馏塔尾气水洗装置,进一步回收尾气中残余甲醇,达到节能环保要求。通过工艺参数优化和流程优化,产品中甲醇质量分数达到99.9%,乙醇质量分数低于10×10~(-6),甲醇回收率提高1.0%,甲醇精馏装置总能耗降低11.1%。     

二甲醚合成和精馏系统工艺优化设计

对典型的甲醇脱水合成二甲醚工艺进行了系统分析,发现了其工艺设计和用能的不合理性,对合成和精馏工艺分别提出了优化设计。流程模拟计算使用PR-NRTL模型,并对实际运行装置进行了标定计算,证明了该模型的准确性和进行流程优化的可靠性。优化流程计算结果与原流程进行对比发现,在满足二甲醚产品质量要求下,蒸汽和冷却水消耗明显减少,冷却水节省了约12.4%,达到了节能优化的目的。     

煤气化装置低温甲醇洗系统流程模拟及优化

利用工艺流程模拟软件Aspen Plus对中国石化齐鲁分公司煤气化装置低温甲醇洗系统流程进行模拟,利用严格的机理模型,通过相关参数模拟值与实际值对比,建立了稳态模型,能够较好地模拟工艺过程,量化了装置操作条件与产率和产品属性的关系,能够指导装置操作条件优化,为提高装置产品质量、扩大装置规模、增加装置效益提供了参考资料。     

斜孔塔板在榆林气田含醇污水处理中的应用

榆林气田有两套单塔甲醇回收装置,运行以来,由于原料含甲醇污水发泡,塔板效率降低;塔底甲醇含量超标,甲醇产品质量、装置处理量达不到设计要求。为此,2006年进行技术改造,采用斜孔塔板替换现有筛孔塔板,提高甲醇回收塔的效率。改造后,甲醇回收塔处理量提高20～40m~3/d,产品甲醇的质量分数提高4%～7%,塔底水甲醇含量降低0.01%～0.05%,产品质量提高,处理量增加,有效缓解了冬季污水憋罐的矛盾。     

甲醇回收装置工艺运行优化研究

为了解决靖边气田甲醇回收装置塔底和塔顶产品甲醇浓度偏离设计值的问题,需要从源头出发,分析影响塔底和塔顶产品甲醇浓度的主要因素。随着气田不断开发,原料含醇污水水质变化较大,但装置参数依然按照原设计参数运行,因此结合原料含醇污水甲醇浓度波动大、成分复杂、矿化度高的现状,首先调整预处理单元加药制度,其次对部分流程进行优化,最后根据实际情况制定试验方案,优化运行参数。通过流程调整、参数优化等,得出不同含醇污水浓度下装置运行的最佳操作参数。同时针对目前甲醇回收装置运行中设备结垢等问题提出了改进建议。     

气田含醇采出水处理系统工艺优化及效果评价

针对榆林天然气处理厂目前气田含醇采出水处理系统存在的沉降除油罐沉降时间不足、收油及转水效率低、油分机杂含量高等问题,导致甲醇精馏塔塔盘堵塞频繁、塔底废液及甲醇产品达标率不稳定以及回注水温度高造成的机泵异常磨损、管线易腐蚀等现场实际问题,进行系统性分析,找准要因,制定了优化沉降除油罐、增加高效旋流分离器、优化甲醇回收装置...     

含醇污水甲醇回收精馏塔运行参数模拟优化

针对某天然气处理厂设计负荷为150 m~3/d的甲醇回收装置运行不稳定、操作难度大等问题,通过现场采集精馏塔的运行数据和Pro/Ⅱ化工软件模拟相结合的方法,找出装置运行中存在的主要问题在于甲醇回收精馏塔长期在低负荷、低醇含量下操作时操作点接近漏液线造成装置运行不稳定,难以达到处理要求。根据处理厂甲醇污水水质及甲醇回收精馏塔的实际情况,利用软件模拟不同操作工况下塔的运行情况,优化了精馏塔的运行参数并提出了稳定运行的对策,保证了精馏塔的高效、平稳运行。     

甲醇回收装置运行参数模拟优化

针对苏里格第三天然气处理厂甲醇回收装置运行不稳定、操作难度大、能耗大等问题,通过理论分析,并根据现场采集精馏塔的运行数据和Aspen Plus化工软件模拟相结合的方法,找出装置运行中存在的主要问题在于塔顶温度控制参数设置不合理、塔底出料余热未充分利用,造成装置运行不稳定,能耗高,难以达到处理要求。根据处理厂甲醇污水水质及甲醇精馏塔的实际情况,利用软件模拟、优化,确定并优化了典型操作工况下精馏塔的运行参数并提出了稳定运行的对策,保证了精馏塔的高效、平稳运行,降低了能耗。     

甲醇制烯烃节能工艺的开发与应用

针对甲醇制烯烃工艺中存在的有机酸露点腐蚀问题,开发了新型甲醇制烯烃产品气高温脱酸催化剂,并优化了催化剂脱酸工艺条件。在反应温度480℃、压力0.1 MPa、重时空速不大于2.3 h~(-1)时,可实现MTO产品气中有机酸组分的高效脱除,催化剂可长周期稳定运行1 600 h,产物中有机酸含量小于5.0×10~(-6)(w),且对产物分布无影响。基于脱酸催化剂的效果,提出了甲醇制烯烃高温脱酸节能新工艺,设计了高温产物的能量回收流程。采用Aspen Plus过程模拟软件对新工艺进行模拟计算。模拟结果表明,引入高温脱酸反应单元并优化产品气高温热回收网络后,与传统工艺相比,新工艺的全流程总能耗降低24.5%。     

大型煤化工项目低温甲醇装置工艺技术优化分析

以某大型煤化工厂的低温甲醇装置工艺技术优化改造项目为例,从甲醇消耗过高、冷量消耗过大、热再生系统多项指标偏离设计值、甲醇水塔运行稳定性偏低这几方面入手,详细说明了低温甲醇装置工艺问题与处理思路。在此基础上,对改造的经济效果进行了分析与计算,结果证实本文所述改造策略有效,且取得的效果理想。     

甲醇合成碳酸二甲酯产物的分离

对甲醇气相氧化羰基化法合成碳酸二甲酯(DMC)产物的分离进行了研究。根据甲醇气相氧化羰基化产物的特性提出了预分离-全变压精馏工艺和预分离-倾析工艺。以NRTL方程作为活度系数方程,使用A spen P lus模拟软件优化了分离工艺中的主要参数并对工艺流程进行了模拟。模拟结果表明,两种分离工艺均能得到合格的DMC、甲醇和缩甲醛产品,得到各精馏塔的主要操作参数,预分离-倾析工艺比预分离-全变压精馏工艺的能耗约低35%。提出的工艺方案可为工业装置设计提供参考。     

脱油脱水装置注醇工艺的简化与优化——以中国石油长庆油田公司榆林气田天然气处理厂为例

研究如何降低天然气处理厂注醇量、提高甲醇利用率以及降低甲醇回收装置的能耗,对于中国石油长庆油田公司榆林气田实现节能环保、科学开发有着重要的现实意义。为此,针对榆林气田天然气处理厂低温脱油脱水及注醇工艺存在的甲醇污水处理及高能耗问题,提出了对现有注醇工艺技术的改进方案:将直接注醇改进为循环注醇。在增设的接触塔内天然气与含甲醇污水充分接触并携带出甲醇,经三相分离器分离出的甲醇污水回流进入接触塔,形成甲醇的闭路循环。软件模拟计算结果表明,接触塔塔底污水含醇量仅为0.004 3%,已达到气田污水回注标准,而不再需要甲醇回收处理。采用HYSYS软件分别对现有、改进后注醇工艺进行流程模拟,对比结果表明:在基础数据相同的情况下,相比现有注醇工艺,改进后工艺能耗降低25%、注醇量减少28%,经济与环境效益显著。     

加氢裂化尾气脱硫与溶剂再生装置流程模拟与优化研究

以某石化公司加氢裂化尾气脱硫与溶剂再生装置为研究对象,以设计数据为基础,使用Aspen Plus流程模拟软件对其进行了流程模拟,建立了流程模型,包括吸收系统和分离系统。将模拟结果与设计数据进行对比,误差在合理范围内,表明所建立的模型可以较好反映装置的实际生产状况,可以用于后续的分析优化工作中。以建立的装置模型为工具,分析了温度、压力、甲基二乙醇胺浓度、蒸汽负荷等因素对装置产品分布、产品质量等的影响,在此基础上对装置进行优化调整,可实现挖潜增效、节能降耗目标,对实际装置的操作具有指导意义。     

三乙胺、乙醇和水混合物分离工艺模拟与优化

以化工流程模拟软件Aspen Plus为工具,通过模拟数据与文献数据对比,确定选用SR-POLAR热力学方程模拟研究体系。利用残余曲线、蒸馏边界理论对三乙胺、乙醇和水混合液模拟分析,确定采用变压精馏技术分离共沸混合物设计方案,利用灵敏度分析对流程进行优化设计。结果表明:低压精馏塔理论塔板数为25、回流比为5,原料进料位置在第21块塔板;加压精馏塔理论塔板数为20、回流比为2,进料位置在第11块塔板。在此条件下,塔底产品三乙胺的质量纯度在99.9%以上,达到了预期的分离效果。     

延长油田长2储层采出水回注结垢研究

以延长油田长2储层采油厂的采出水为研究对象,采用Scalechem软件对采出水及其与地表水、地层水的配伍进行了结垢预测。结果表明,在地面管线中,ρ(BaSO_4垢)为176mg/L,ρ(CaCO_3垢)为540mg/L;在井筒水平段,ρ(BaSO_4垢)为168mg/L,ρ(CaCO_3垢)为526mg/L,不符合油田回注水要求。需进行絮凝复配工艺处理,ρ(PAC)为60mg/L,ρ(CPAM)为1.2mg/L,最佳加药间隔为30s,搅拌时间为5min,处理后采出水透光率为88.1%,配伍性较好。采用Scalechem软件进行结垢预测,BaSO_4结垢率降低超过75%,CaCO_3结垢率降低甚至达到99%,降低了采水负荷,符合油田回注水要求。     

常压精馏分离环氧丙烷-甲醇的工艺模拟

利用计算机对环氧丙烷-甲醇混合物进行了常压精馏过程模拟,体系的逸度系数和活度系数分别采用位力方程和 NRTL 热力学模型。分析了理论塔板数、进料位置、回流比、塔顶采出量等操作参数对过程的影响,并得出了最佳工艺参数为:采用45块理论塔板,第37块板进料,回流比为5,可以得到99.5%(质量分数)的环氧丙烷,同时塔釜得到98.2%(质量分数)的甲醇。模拟结果对工业过程的设计和设备改造具有一定指导意义。     

甲醇制烯烃装置脱甲烷和丙烯回收控制的模拟优化

针对某公司180万t/a（以甲醇进料计）甲醇制烯烃（MTO）装置运行中能耗高的问题,用Aspen Plus软件对该装置的脱甲烷塔（T 202）和丙烯回收单元进行了模拟和灵敏度分析,确定了简单可行的优化改造方案。结果表明:T 202、丙烯回收单元精馏塔（T 205）的灵敏板分别为第9,第85块塔板,其灵敏板的运行参数与相应产品控制组分变化呈现一一对应关系,均可反映并指导相应塔釜及其产品质量的操控;用流经冷却器（E 201）的碳四洗液加热T 202的进料至0 ℃,不仅可使其乙烯产品满足质量分数不小于99.95%的质量控制要求,而且可降低再沸器和冷凝器的能耗,节省丙烯冷却剂费用402.6万元/a;当T 205和T 206丙烯回收单元两精馏塔的操控压力分别降至1.674,1.600 MPa时,不仅T 206的回流比可降为12.3,并可将T 205塔底丙烷产品中含丙烯质量分数降至0.2%,减少丙烯损失量约为70 kg/h,同时相应减少冷凝器循环水、再沸器急冷水的消耗量分别为62.9,18.9 t/h。     

新型煤气化制甲醇实训仿真工厂设计

为了满足煤化工企业及职业院校培养学员的实践能力及职业能力需求,在全数字仿真系统的基础上设计了基于半实物仿真技术的600kt/a新型煤气化制甲醇实训仿真工厂。该仿真工厂由新型煤气化制甲醇流程工艺实训系统、仿真培训（OTS）软件系统和DCS中控室系统三大部分组成,每个部分又可分为若干子系统,在功能上能进行开停车、正常工况等操作。该仿真工厂对现代煤化工工艺过程、动态操作、自动化检测传感执行装置及DCS进行仿真模拟,具有节能、环保和本质安全的优点,已成功用于石化企业及院校操作技能培训与技能考核。     

丙烯精馏塔过程模拟

利用Aspen Plus软件对丙烯精馏塔进行了模拟计算,选取其中的SK-SOAVE模型模拟丙烯精馏塔。模拟计算结果及对操作灵敏度的分析表明:塔顶产出量对丙烯精馏塔分离精度的影响最明显,其次是塔板效率和回流比;原设计加工量偏高,实际生产应保持16000kg/h的加工量;稳定塔顶产出操作可有效提高分离精度,并可使塔顶产出量提高近7.5%。     

ProMax软件在硫磺回收联合装置的应用

使用ProMax软件对酸性水汽提、溶剂再生和硫磺回收等单元进行了模拟计算,通过不同模拟软件模拟结果之间以及模拟结果与标定数据之间的对比结果表明,ProMax软件在硫磺回收联合装置中可以代替目前使用的Pro/II、ASPEN、Amsim和Sulsim等软件。使用ProMax可以将酸性水汽提、溶剂再生和硫磺回收等单元组合计算,实现全流程的模拟与优化,提高收敛速度及计算的准确性。