甲醇双效精馏节能技术

0　引　言我公司原有两套年产1万t精甲醇生产装置,均为普通单塔(常压)精馏工艺流程,几经改造其年产量可达3万t精甲醇,但能耗仍然较高,吨甲醇消耗水蒸气约1.5t、冷却水约82t、电13kW·h。如何通过技术改造,减少甲醇精馏生产中水、电、汽的用量,达到节能降耗的目的,是一个值得讨论的问题。本文介绍一种节能技术——甲醇双效精馏工艺。1　甲醇双效精馏工艺的节能原理甲醇双效精馏是采用两个压力不同的精馏塔代替普通单塔(常压)进行精馏,即利用加压精馏塔(以下简称加压塔)塔顶的产品蒸汽作为低压主精馏塔(以下简称主塔)再沸器的热源的精馏工艺…     

双效精馏分离甲醇和醋酸甲酯工艺模拟

在聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)生产工艺中,醇解反应副产醋酸甲酯,在分离醋酸甲酯时容易形成甲醇和醋酸甲酯共沸体系,不易得到高纯度的醋酸甲酯产品。研究了甲醇和醋酸甲酯形成二元共沸物特性,提出采用双效精馏工艺分离甲醇和醋酸甲酯。利用Aspen Plus软件对分离工艺进行模拟及优化,模拟结果显示较佳的工艺条件:低压塔操作压力35 k Pa(G),塔顶采出量1 500 kg/h,理论板数23,第9块板进料,S6流股第5块板进料,回流比6;高压塔操作压力680 k Pa(G),理论板数19,第7块板进料,回流比3。双效精馏过程中塔底再沸器和塔顶冷凝器节能率分别为27.18%和28.35%。     

甲醇单效精馏与双效精馏的能耗分析与对比

结合唐山中润煤化工有限公司的实际工况,以流程模拟软件为基本分析工具,将单效精馏系统与双效精馏系统的能耗进行了计算与对比,计算数据表明,就系统的蒸汽消耗量和冷却水使用量,双效精馏系统比单效精馏系统低一半以上。并对实际工况下双效精馏系统的能量传递进行了分析,解释了实际工况下常压塔顶呈现负压的原因。     

甲醇双效精馏过程参数优化及有效能分析

利用流程模拟软件Pro Ⅱ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梢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%.     

甲醇双效精馏过程模拟和优化设计

采用PRO/II软件对甲醇双效精馏过程进行了过程模拟,通过以加压塔再沸器热负荷最低为目标函数,以混合浓度为边界条件,使加压塔和常压塔关于塔顶物料浓度的指定数值在一定范围内变动从而的到最优值。     

甲醇单效精馏与双效精馏的能耗比较研究

以某煤化工有限公司的实际工作情况为例,对单效精馏系统和双效精馏系统进行对比,以了解两种精馏的能量传递情况。     

双效精馏节能技术研究进展

精馏是化工生产中的重要操作单元,由于其能耗大,节能潜力高而备受关注。双效精馏是利用2个精馏塔的操作压力不同而设计的,通过重复利用给定数量的能量来提高精馏设备的热力效率。主要介绍了双效精馏的3种典型的工艺流程：顺流双效精馏、平流双效精馏、逆流双效精馏,并从能源利用方面分析它们的特点和适用条件。综述了近年的双效精馏的模拟优化成果以及其节能现状与发展趋势。     

甲醇双效精馏系统的优化研究

为优化焦炉气制甲醇工艺中甲醇双效精馏系统,利用流程模拟技术对系统进行模拟分析,对比分析模拟数据与实际数据,提出甲醇双效精馏系统的优化措施。结果表明:模拟数据与实际数据基本吻合,模拟状态下每天可产甲醇350.4 t,与实际产量350 t相符,说明Wilson方程可用于甲醇-水体系。甲醇双效精馏系统中所需蒸汽量为9.83 t/h,而实际工况中蒸汽使用量为12.2 t/h,实际工况中的蒸汽使用量仍偏大,应降低蒸汽使用量;加压精馏塔、常压精馏塔最佳回流比分别为1.50和0.94;加压精馏塔中第25块塔板为灵敏板,常压精馏塔中第18、38块塔板作为灵敏板,日常操作中应重点关注以上塔板温度的变化。     

甲醇双塔精馏和三塔双效精馏工艺应用比较

选用三塔双效精馏工艺流程对双塔精馏工艺装置进行升级技改，对双塔和三塔双效精馏工艺进行了评述和对比．核算了装置的投资和能耗等综合技术经济指标,从投资和能耗等角度，对双塔和三塔双效精馏工艺应用效果进行了比较和总结。结果表明,规模相同时三塔流程能耗小于双塔流程，且规模越大节能效果越显著。     

液化天然气分离的节能蒸馏工艺

采用严格模拟计算的方法,对液化天然气分离过程的现有常规蒸馏工艺与热耦蒸馏工艺、侧线提馏工艺、双效蒸馏工艺和热集成工艺进行了模拟,并比较了其能量消耗。模拟计算结果显示,复杂蒸馏工艺都比常规蒸馏工艺减少了能耗和操作成本。其中,热耦蒸馏工艺可比常规蒸馏工艺节能21.4%,侧线提馏工艺节约13.3%,双效蒸馏工艺可节约34.7%,热集成工艺节约则达37.6%左右,表明新工艺在此分离过程中都有较好的应用前景,尤以多效蒸馏和热耦蒸馏最有优势。     

带有侧线采出回流的部分透热精馏的节能优化

以正丙醇-异丙醇体系为例，研究了带有侧线采出回流的部分透热精馏操作。在该操作中，精馏段侧线采出气相，经塔外冷凝后回流至塔内采出板上方；提馏段某塔板被同轴的夹套式中间再沸器环绕，侧线采出该板处的气相回流至塔内采出板上方。通过单因素分析和响应面法对精馏段和提馏段操作的相关工艺参数分别进行了模拟优化，并对相应操作的热力学性能和分离性能的变化进行了分析。最终优化结果表明：达到规定的分离效果，带有侧线采出回流的部分透热精馏相较于绝热精馏有效能损失降低了26.5%。带有侧线采出回流的部分透热精馏操作通过合理分配能量、降低对热剂和冷剂的品位要求和提高能量利用率，最终达到节能目的。     

蒸馏过程进料状态优化

文章叙述了进料状态对蒸馏过程能耗的影响,通过案例计算介绍了优化方法并从数值上具体分析了对塔操作费用的影响。指出对于塔顶产品占主要比例的蒸馏工况,进料状态应当以露点或过热为宜;而对塔釜产品占主要比例的蒸馏工况,进料状态以泡点或过冷为佳。传统的方法不做任何具体分析,一概采用泡点进料的方式并非合理可取的做法,而是需根据具体工况进行优化计算和经济效益比较,得到操作费用最低的进料状态。     

蒸馏过程进料位置优化

文章介绍了进料位置对蒸馏塔分离能力和能耗的影响,指出进料位置优化是强化分离和节省能耗的一个有效途径。并介绍了逆向蒸馏、夹点蒸馏等重要概念。对进料位置优化分别叙述了早期手算的方法和基于计算机模拟的分离因子图法、灵敏度分析法和优化器法。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。     

具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其模拟

提出了一种新的三塔精馏工艺用于合成甲醇的精制过程.在采用差压双效精馏实现系统内的热集成方案中,新工艺从加压精馏塔进料板上部的侧线采出中等甲醇浓度的物料作为常压精馏塔的进料,有效地平衡了两塔的分离负荷,进一步降低了双效精馏的总能耗,同时,将预精馏塔产生的盐碱类物质浓缩分离到加压塔底采出,使常压塔底出料为高纯度软水,将其循环复用为预塔萃取水,实现了系统内的工艺软水集成,不但降低了新鲜工艺软水的消耗,而且还减少了系统的废水排放量.运用计算机稳态模拟方法对传统的两塔工艺、现有的三塔双效精馏工艺和本文提出的新工艺进行了对比研究,研究结果表明：新工艺可以比两塔工艺节能49.2%,节水38.0%;比现有三塔工艺节能24.7%,节水38.0%.     

基于有效能分析的复杂精馏塔优化设计

提出了以有效能消耗最小为目标的复杂精馏塔优化设计新方法。给出了精馏塔优化设计模型及最佳进料位置、适宜理论板数NT、塔内换热器简约的确定方法,并以两组分正庚烷和乙苯的混合物为例进行设计与讨论。优化后的精馏塔含有中间换热器,与传统的简单塔有本质的区别,平衡线和操作线均处于相对平均的位置,更节能。     

热集成变压精馏分离甲苯-异丙醇的模拟

甲苯-异丙醇混合物的共沸组成对压力较为敏感,为此提出了热集成变压精馏工艺分离该共沸物.利用ASPEN PLUS化工模拟软件,以修正的WILSON活度系数方程作为物性计算模型,以甲苯和异丙醇的纯度作为约束变量,以分离过程能耗最低为目标函数,对主要工艺参数进行了模拟优化,得到了热集成变压精馏分离甲苯-异丙醇体系的最佳工艺操...