第34卷第3期安徽化工Vol34. No. 3008年6月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYASPEN PLUS在甲醇加壓精餾塔中的應(yīng)用李清元,史賢林(華東理工大學(xué)化工學(xué)院上海200237)摘要:應(yīng)用 Aspen化工模擬軟件對(duì)甲醇主精餾塔進(jìn)行了模擬計(jì)算算出主精餾塔的最小回流比和最小理論板數(shù)進(jìn)而做出全塔的濃度和溫度分布,為生產(chǎn)實(shí)際提供參考關(guān)鍵詞: Aspen;甲醇;精餾;模擬中圖分類號(hào):TE962文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-553X(2008)03-003003ASPEN PLUS是麻省理工大學(xué)(MT)1970年后受出。塔底物流btom含有濃度比較高的甲醇,作為常壓美國(guó)能源部資助研制開發(fā)的一個(gè)大型穩(wěn)態(tài)流程模擬軟塔進(jìn)料物流。件。它具有40多個(gè)單元操作模塊和80多個(gè)物性和熱力12加壓塔精餾模擬學(xué)模型,有多個(gè)物性數(shù)據(jù)庫(kù)。 ASPEN PLUS自身?yè)碛袃杉訅核捎?7塊理論板塔頂冷凝器為第1塊板,個(gè)通用的數(shù)據(jù)庫(kù): ASPEN CD- ASPEN TECH公司自己塔釜為第47塊理論板,進(jìn)料在42塊板,回流比為2.8。開發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù);DPR-美國(guó)化工協(xié)會(huì)物性數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)院進(jìn)料粗甲醇和餾出物的設(shè)計(jì)要求見表1。設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù);另外還有多個(gè)專用數(shù)據(jù)庫(kù),如電解質(zhì)、固體燃燒產(chǎn)品,這些數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合擁有的一些專用狀態(tài)方1進(jìn)料粗甲醇和餾出物的設(shè)計(jì)要求(w,%程和專用單元操作模塊使得 ASPEN PLUS軟件可應(yīng)用于固體加工電解質(zhì)等特需領(lǐng)域,極大地拓寬了 ASPEN甲醇78.0499990.09233PLUS的應(yīng)用范圍,為 ASPEN PLUS的準(zhǔn)確模擬提供了21.81依據(jù)。異丁基油005767甲醇精制一般采用二塔流程,對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模比較流量kghr46084大的則采用三塔流程。二塔流程由預(yù)精餾塔和主精餾壓力八Pa980塔組成,三塔流程由預(yù)精餾塔和加壓塔及常壓塔組成,加壓塔和常壓塔相當(dāng)于二塔流程中的主精餾塔。1.2.1簡(jiǎn)化多組元模擬計(jì)算預(yù)精餾塔脫除輕組分雜質(zhì),主塔脫除重組分雜質(zhì)。輕由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定數(shù)據(jù)可判斷進(jìn)料混合物中有些組分由于含有H2、N2、CO、CO2、甲烷等,一般采用放空非關(guān)鍵組分是不分布的,它們只會(huì)出現(xiàn)在一股產(chǎn)品的處理方法。重組分雜質(zhì)多含有高級(jí)醇、烷烴和有機(jī)物流中,而不出現(xiàn)在另一個(gè)產(chǎn)品物流中。最小回流比醇類,一部分作為雜醇油采出,一部分則隨廢水排放,是精餾過程的一種極端操作狀況,在這種情況下,塔污染了環(huán)境。內(nèi)的液相流率最小,此時(shí)需要無窮多個(gè)平衡級(jí)。最小主塔塔頂精餾液控制甲醇含量999%,塔底液體回流比R。的計(jì)算采用 Underwood公式。全回流是精作為常壓塔的進(jìn)料物流送常壓塔精制。為了盡可能地提餾過程的另一種極端操作條件,進(jìn)料和產(chǎn)品的流率都高產(chǎn)品甲醇的濃度,應(yīng)用 ASPEN軟件對(duì)甲醇加壓塔進(jìn)為0,所需要的平衡級(jí)數(shù)最少,稱為最小平衡級(jí)數(shù)行了模擬計(jì)算,以尋找更合理的工藝條件Nm。最小平衡級(jí)數(shù)N采用 Fenske方程計(jì)算。操作回加壓精餾塔流程圖及設(shè)計(jì)要求流比和操作平衡級(jí)數(shù)由 Gilliland經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖算出叫。1.1加壓精餾塔流程圖采用 ASPEN中的簡(jiǎn)化 DSTTWU精餾塔進(jìn)行計(jì)算,分粗甲醇進(jìn)料物流fed含有十多個(gè)雜質(zhì)經(jīng)過加壓塔別采精餾后塔頂物流prod含甲醇達(dá)到999%9,作為產(chǎn)品采算,見中國(guó)煤化工物性模型進(jìn)行計(jì)NMHG收稿日期:2008-01-30作者簡(jiǎn)介:李清元(1978-),男華東理工大學(xué)在讀研究生研究方向:化工過程模擬,13524591356,021-642536571,ishm36 sinacom李清元,等: ASPEN PLUS在甲醇加壓精餾塔中的應(yīng)用表2加壓塔回流比和理論板級(jí)數(shù)NRTLUNIQUAC. UNIFAC142630877R153591223418.544320.8456186321由表2可以看出,塔頂甲醇的收率達(dá)到03512時(shí)采用 UNIFAC物性模型所需要的適宜操作回流比最小為12234。達(dá)到同樣的分離要求,回流比小所需要的操作費(fèi)用就小,回流比大所需要的操作費(fèi)用就大。所以對(duì)粗甲醇精餾更能接近實(shí)際情況的物性模型為 UNIFAC。122 UNIFAC在加壓精餾塔中的應(yīng)用圖2不同回流比甲醇質(zhì)量濃度分布粗甲醇物系的相平衡測(cè)定數(shù)據(jù)至今還未見報(bào)道,在缺少實(shí)際相平衡數(shù)據(jù)的情況下采用 UNIFAC物性模型能更好地預(yù)測(cè)相平衡參數(shù)吲。①全塔的溫度分布分別取回流比12、20、2.8、30,得出各板溫度分布。其中R=28為現(xiàn)場(chǎng)值,由圖1可見,回流比取20、30時(shí)與實(shí)際值基本相符,進(jìn)料口之上溫度變化較小。改變回流比第35塊板左右溫度變化較大。圖3回流比R=28時(shí)甲醇和水質(zhì)量濃度分布一R=1圖1不同回流比的塔板溫度分布②全塔物料組成分布回流比變化對(duì)塔釜甲醇濃度的影響不顯著,但是對(duì)塔頂甲醇濃度影響較大。由圖2可見,回流比取12時(shí),甲醇在塔頂幾塊板濃度變化大操作稍有波動(dòng),會(huì)影響圖4回流比R=28時(shí)乙醇和雜醇油質(zhì)量濃度分布甲醇分離要求。回流比取20、28、30時(shí)都能在塔頂幾塊板上達(dá)到分離要求。因此回流比取20-30比較好,實(shí)(1)對(duì)甲醇加壓精餾塔進(jìn)行簡(jiǎn)化模擬計(jì)算,分別采際回流比取2.8。改變回流比第35塊板左右濃度變化用 NRTL, UNIQUAC, UIFAC物性模型得到最小回流比較大。和最小理論板數(shù),可以對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程所采用的操作回回流比取28時(shí),甲醇在塔頂幾塊板的濃度很高,流比和塔板數(shù)提供參考。含水量很低,乙醇和雜醇油在塔頂幾塊板很難徹底脫除中國(guó)煤化工模型能夠更好的適用千凈其中雜醇油里主要含有異丙醇丙酮和甲乙酮等,于粗CNMHG見圖3和圖4(3)回流比變化,塔板溫度和甲醇濃度都發(fā)生變2結(jié)論化,第35塊板為靈敏板,通過控制此板的溫度,使精餾32第34卷第3期安徽化工Vol 34, No. 32008年6月NHUI CHEMICAL INDUSTRYun.2008催化磺化法制備水溶性硫化藍(lán)工藝研究蔡瑞琳,邱勇,王文龍,張良春,胡溪明(蚌埠市永艷染料化工有限責(zé)任公司,安徽蚌埠233040)摘要:水溶性硫化藍(lán)染料具有加水即溶,溶解后的染料吸盡率高能耗低印染廢水少等特點(diǎn)在印染領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。以亞硫酸氫鈉為磺化劑,采用催化合成技術(shù)制備水溶性硫化藍(lán)染料,優(yōu)化了以亞硫酸氫鈉為磺化劑的合成工藝參數(shù),包括反應(yīng)溫度、時(shí)間物料配比、酸堿度等。本工藝原材料經(jīng)濟(jì)性好適合工業(yè)化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:催化;磺化;水溶性硫化藍(lán)中圖分類號(hào):TQ610文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-55X(200803-0032-031前言市科密歐化學(xué)試劑有限公司);硫氫化鈉(CR,上海實(shí)驗(yàn)水溶性硫化藍(lán)染料與普通硫化藍(lán)染料相比,具有加試劑有限公司);氫氧化鈉(CR,上海實(shí)驗(yàn)試劑有限公水即溶溶解后的染料吸盡率高,能耗低,印染廢水少等司);催化劑(自制);包裹劑P(自制)特點(diǎn)。本研究采用低溫催化合成技術(shù),先制備出預(yù)聚體Sartorious精密電子天平(北京塞多斯天平有限公再在溫和的條件下通過催化磺化反應(yīng),制成具有水溶性司);FZG低溫真空干燥烘箱(南京奧坂干燥設(shè)備廠);封的硫化藍(lán),后經(jīng)表面處理等最終得到雜質(zhì)≤0.5%的水閉式可調(diào)溫電爐(杭州藍(lán)天化驗(yàn)儀器廠);四頸燒瓶。溶性硫化藍(lán)染料。本工藝研究解決了以下問題:①對(duì)普22實(shí)驗(yàn)步驟通硫化藍(lán)原染料采用精制去雜處理,制備出預(yù)聚體,減2.2.1普通硫化藍(lán)原染料的精制少了產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量;②采用自制復(fù)合催化劑,用亞水溶性硫化藍(lán)染料中雜質(zhì)的含量直接影響到產(chǎn)品硫酸氡鈉為磺化劑與預(yù)聚體進(jìn)行親核取代反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了的溶解度。本項(xiàng)目在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,確定了使用化低溫催化合成;③找到了對(duì)水溶性硫化藍(lán)進(jìn)行表面處理學(xué)沉淀和離心分離相結(jié)合的技術(shù),使普通硫化藍(lán)原染料的方法,解決了空氣中貯存不穩(wěn)定的難題。脫除了雜質(zhì)達(dá)到合成水溶性硫化藍(lán)染料的要求。2實(shí)驗(yàn)部分在傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中,普通硫化藍(lán)染料產(chǎn)品不需要21試劑及儀器進(jìn)行精制提純處理,因?yàn)槠胀蚧{(lán)染料不溶于水,它只普通硫化藍(lán)原染料(自制);亞硫酸氫鈉(CR,天津能溶解在80℃以上的硫化鈉溶液中,工業(yè)硫化鈉中本身收稿日期:2008-01-30作者簡(jiǎn)介:蔡瑞琳(1953-)男畢業(yè)于浙江大學(xué)副研究員主要從事染料精細(xì)化工的研究與開發(fā)工作,1385508053,.bcr@ sinacom中““一“““““+““m塔穩(wěn)定工作,在塔頂采取合格甲醇。3]傅古全特殊體系的相平衡和精餾模擬計(jì)算M中國(guó)石化出版參考文獻(xiàn)社,2002:90-113!宋海華多級(jí)分離理論M大津大學(xué)出版社,2005:77[4]董新法,周枚花改進(jìn)三對(duì)角矩陣法在粗甲醇精餾塔計(jì)算中的2]郭天民多元?dú)?液平衡和精餾M石油工業(yè)出版社,200286125應(yīng)用J煉油技術(shù)與工程,20064):3842口Application of ASPEN PLUS in the Methanol Distillation PressedLI Qing-yuan, SHI XiChemical Engineering College of East China University ar e.Lan-lin中國(guó)煤化工2003,cia)Abstract: Simulation of ASPEN was applied in the methanol distiltheoretically perfect tray were calculated. The profiles of the comCNMHGvaunt was constructed. So itwas reference in locale processKey words: Aspen; methanol; distillation; simulation