甲醇精馏塔控制参数优化

1、甲醇精馏塔控制参数优化一、甲醇回收工艺流程甲醇回收系统中最为核心的装置为精馏塔。 精馏塔的稳定运 行保证产品甲醇合格(浓度 95%，塔底水浓度小于0.1%的指标。要想保证精馏塔满足设计及运行要求， 其运行参数需根据 需要根据实际情况来调整， 来提高产品甲醇浓度，降低塔底水含 醇量。二、甲醇回收精馏塔装置概况(一) 精馏塔设计参数第二净化厂的 1 #、2#精馏塔均采用 37层斜孔塔盘，板间距 为450mm斜孔为K型，大小为20X15精馏段为“填料”结构， 规整填料为 1 段，高度为 4.5 米，分为 6层，每层厚度为 15cm。 填料采用孔板波纹350Y，设有填料支撑和填料压板，填料支撑 采用格

2、栅式。精馏塔顶部设置有回流管和高效液体分布器。表 1精馏塔设计参数表名称设计处理量 进料量进料温度进料含醇浓度精馏塔 100m3/d 4.5m3/h 80 90C 10%-30% (wt%产品甲醇浓度 塔底水含醇浓度 塔顶温度塔底温度回流 温度 95% ( m% w 0.1% ( m% 66- 67C 102 110C 67C 塔底压力塔顶压力产品甲醇温度 塔底水外输温度 产品甲醇温度120 150KPa（绝） 常压 w 40C w 40C w 45C三、精馏塔计算机模型的建立（一）模型的建立 建立模型，需要确定以下数据 选择合适的热力学方程 计算提留段的塔板效率和理论板数 计算精馏段的塔板效

3、率和理论板数 通过模拟，得到精馏塔的模型：热力学方程选用“ AlcoholPackage”，其精馏段为4层理论塔板，提馏段为16块理论塔板。取进料塔板为第 5和第 7层塔板处。塔顶带有冷凝器并有回流， 塔底带有重沸器，并有二次蒸汽进塔。（二）精馏塔模型验证 应用模型运行结果与现场三组工艺参数进行比较， 模拟计算 结果如下表 11。表 2操作参数与模拟值比较项目工艺参数操作值模拟值操作值模拟值操作值模拟值塔顶温度，C 62 64 61 63 64 64进料温度，C 80 80 80 80 70 70塔底温度，C 105 106 104 106 103 106塔底压力， kPa 136.21 13

4、6 132.3 132 134 134回流量， m3/h 0.91 0.90 1.68 1.75 2.0 2.12原料量， m3/h 2.2 2.2 3.5 3.5 4.0 4.0产品量， m3/h 0.24 0.22 0.65 0.68 1.11 1.14 进料甲醇含量， % 10.1 10 19.86 20 25 25 塔顶甲醇含量， % 95.01 95 96 96 96.355 96.4 塔底甲醇含量， % 0.091 0.09 0.002 0.002 0.012 0.01 通过比较可以看出： 模拟计算结果与操作参数基本一致。 说 明建立的模型和当初第二净化厂精馏塔设计建造时所建立的计

5、 算机模型是一致的，得出的理论数值有一定的指导意义。四、精馏塔主要运行参数优化 根据建立的计算机模型和现实生产相结合的思路对精馏塔 主要运行参数优化。 目前，装置参数的设计值只能够指导地层水 符合正常浓度（10汇30%勺生产），而对于浓度大于 30%勺地层 水浓度， 却不适用。 因此需要得到优化参数对高浓度地层水的精 馏操作作为指导依据。（一）精馏塔进料位置勺选择 第二净化厂两套甲醇回收装置勺精馏塔均设有两个进料口， 分别位于 35 层和 27 层塔板处。不同浓度勺含醇地层水在精馏塔 都有其最佳进料口， 应该根据不同勺原料水情况选择合适勺进料 口位置。利用 PRO II 软件模拟出勺计算机得到

6、精馏塔各塔盘液相中 物料组分浓度， 由精馏特性可知， 当进料浓度接近塔内某一块塔板组分时，精馏塔容易控制，且精馏效果最好。由模拟数据，可 知当含醇地层水中甲醇质量分数接近在12.14%左右时，第 27 层的塔板与其对应，所以应选择第 27 层的塔板进料口，而当含醇 地层水中甲醇质量分数接近在 26.74%左右时，应选择第 35 层塔 板进料口。所以冬季高峰期，特别是原料水浓度大的时候（大于 30%），应选择第 35 层塔板进料口。（二）地层水进料温度的参数优化 当混合液温度达到泡点温度时， 混合液中轻组分的挥发程度 能达到最大，精馏效果最好。利用 Pro/ H模拟软件可得到各浓 度甲醇水混合液

7、的泡点温度含醇地层水浓度较高时， 其泡点温度是可以达到的 （工艺条 件进料温度可达到90C）。所以在地层水浓度高时（大于30%）, 进料温度应接近泡点温度。（三）装置处理量超过设计值时的控制参数优化 装置存在有一定的操作弹性， 操作时可以达到最大处理量为 5 m3/h ，因此也需要针对此情况进行参数优化。 （处理量为 5 m3/h， 回流温度为30C时）。在超负荷时，通过调整运行参数的值， 也可以使产品甲醇浓度与塔底水含醇量达到指标， 但调整时间较 长。因此得到相应的优化参数表，以此作为参数调整的参考依据。五、认识与结论装置优化参数的合理优化分析给装置的平稳运行、 塔顶和塔底产品达标提供了参考依据O甲醇精憎塔可采用调节