Feb.2005化肥設(shè)計43卷第1期16Chemical Fertilizer Design2005年2月化學(xué)工程甲醇合成過程的建模、分析與優(yōu)化孟慶軍(上海焦化有限公司,上海200241)摘要:通過物料衡算與熱量衡算,對甲醇合成反應(yīng)過程進(jìn)行了建模,以 matlab語言為工具進(jìn)行了多元非線性方程組的求解與驗證,從而定量給出了各種工況下的工藝指標(biāo)、各股物料參數(shù),定量分析和探討了各操作參數(shù)對合成反應(yīng)過程的影響。關(guān)鍵詞:物料平衡;熱力學(xué)平衡;建模;甲醇合成;操作優(yōu)化中圖分類號:TQ223.121文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1004-8901(2005)01-0016-06Module Build-up, Analysis and Optimization for Methanol Synthesis ProcessQing-junShanghai Coking Company Ltd, Shanghai 200241 China)Abstract: Through both material balance calculation and heat balance calculation, module was established for synthetic reaction of methanol, taking matlab language as a tool, the solution and verification were made for multi-element and non-linear equation group so the process indexes under various working conditions and the material parameters of each stream were given, the effect of operating parameters on synthetic reaction was quantitatively analyzed and discussed.Key words: material balance; thermodynamically balancing; module building; methanol synthesis; operation optimization1甲醇生產(chǎn)控制因素分析如二甲醚等,以及未反應(yīng)的H2、CO、CO2和惰性氣,如CH、N2。出塔氣經(jīng)過與入塔氣和循環(huán)水換甲醇合成反應(yīng)工藝是一種較為成熟的技術(shù),最熱冷卻后,甲醇與水冷凝下來,在分離器中進(jìn)行氣常見的是魯奇工藝,采用銅基催化劑低壓法等溫合液分離。分離下來的粗甲醇入閃蒸槽,閃蒸出溶解成。其主要工藝流程見圖1氣后,送入精餾工段。分離器頂部出來的氣體,部分排放,除去原料氣中夾帶的惰性氣,以維持整個系統(tǒng)的壓力,其余的氣體循環(huán)返回,與新鮮氣加放氣壓混合后,再次入塔進(jìn)行反應(yīng)。影響合成反應(yīng)的條件較多,如原料氣的組成聯(lián)合循惰性氣含量,S、As等雜質(zhì)濃度,壓縮機(jī)的能力,合成塔反應(yīng)壓力,催化劑性能的好壞及溫度控制,弛冷卻器甲醇閃蒸放氣量的多少,換熱器與冷卻器的冷卻效果等。這系統(tǒng)粗甲醇些條件均會直接影響甲醇的產(chǎn)量、濃度、消耗與質(zhì)圖1甲醇合成系統(tǒng)流程圖量。根據(jù)甲醇合成反應(yīng)化學(xué)方程式,原料氣的氫/氫/碳摩爾比適宜的新鮮氣與循環(huán)氣經(jīng)壓縮機(jī)碳摩爾比應(yīng)該控制在20通常為了保持良好的反加壓到約50MPa,與合成塔出塔氣換熱到約215應(yīng)條件,氫氣略微過量,氫/碳摩爾比一般控制在℃后,進(jìn)入合成塔。在管殼式合成塔中裝有銅基催2.05中國煤化工源等條件限制,有時氫化劑的列管內(nèi)CO、OO2與H2反應(yīng)生成CH3OH,HCNMHG從而出現(xiàn)氫氣大反應(yīng)在約250℃的溫度下進(jìn)行。反應(yīng)熱通過管間鍋?zhàn)髡吆喗?孟慶軍(191年-),男,言林白山市人,193年畢業(yè)于爐水的蒸發(fā)帶走,以維持整個反應(yīng)器內(nèi)的恒溫。出華東理工大學(xué)煤化工專業(yè),工程師,從事化工工程的設(shè)計、開發(fā)和塔氣含有甲醇蒸氣、水蒸氣和少量的反應(yīng)副產(chǎn)物,技術(shù)管理工作第1期孟慶軍甲醇合成過程的建模、分析與優(yōu)化17量過剩,造成消耗較高的局面。原料氣中的惰性氣給出各種工況條件下的工藝指標(biāo)、入塔氣、出塔組分如果較高,則弛放氣就必須維持較高的量,以氣、循環(huán)氣、弛放氣、粗甲醇等各股物料流量及組保持平衡,從而會影響甲醇的產(chǎn)量和消耗。壓縮機(jī)成,并定量分析各個操作參數(shù)的變化對運(yùn)行工況的的能力也是決定甲醇合成生產(chǎn)負(fù)荷的一個因素,性影響,為甲醇合成的設(shè)計和操作提供依據(jù)。能較差或者進(jìn)入壽命后期的催化劑,因其合成單程2建模轉(zhuǎn)化率較低,往往需要更大的循環(huán)量才能保持生產(chǎn)負(fù)荷。甲醇合成反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng),反應(yīng)壓力甲醇合成主反應(yīng)及平衡常數(shù)如下:的提高無論是從反應(yīng)平衡角度還是從反應(yīng)速度角度CO+ 2H2=CH3OH(1)來考慮,都有利于甲醇的生成。催化劑的性能決定了甲醇的反應(yīng)速度,從而控制著生產(chǎn)能力。其他影fH響甲醇合成的條件,如冷卻溫度以及分離器的分離CO+3H2=CH3OH+H2O(2)效果,如果冷卻效果不好、溫度較高或者液體甲醇分離不下來,則循環(huán)氣中甲醇含量就較大,那么不但在一個循環(huán)中分離下來的甲醇量會下降,從而降低了甲醇產(chǎn)能,而且循環(huán)氣中高濃度的甲醇還會使因為合成反應(yīng)在相對高溫和高壓下進(jìn)行,合成入塔氣中甲醇含量提高,不利于合成反應(yīng)的進(jìn)行。塔內(nèi)的各種物料已經(jīng)偏離了理想氣體狀態(tài),所以這以上所述各種操作條件是甲醇生產(chǎn)控制因素,里的平衡常數(shù)應(yīng)該用逸度而不是用分壓來表示而在工廠生產(chǎn)操作中,實(shí)際工況是千變?nèi)f化,如負(fù)逸度∫=p×中=p總×y;×中荷的波動、原料氣組成的變化、不同時期的催化劑式中,f為某組分的逸度;1為某組分的分壓;中性能、塔壓的變化等,此時操作人員需要根據(jù)經(jīng)驗為某組分的逸度系數(shù);p總為總壓;y為某組分的判斷,對操作條件進(jìn)行調(diào)整。至于不同工況下操作摩爾分率。以上兩式以摩爾分率的形式表示如下:條件是否調(diào)到最佳,以及不同的操作參數(shù)對產(chǎn)量消耗等重要工藝指標(biāo)的影響程度,則常常無法給出定量分析,從而無法有效地指導(dǎo)操作。MOHHOHo筆者試圖從物料平衡與化學(xué)反應(yīng)平衡角度進(jìn)行k半理論半經(jīng)驗建模,并采用近年來在工程計算中廣這里,逸度系數(shù)可用以下經(jīng)驗公式計算:泛采用的 matlab語言為工具進(jìn)行求解,從而定量地=ep(-0.09326+1891563999181.527×y1400100)1.01325×7T4284569217000327402×y2374.95×y2、ps=exp(-0.343605+T1.01325×Th=s(0.110n857505141.609×20979×:1.01325×Tw=exp(-1.49696+9978510000029.09×y%:803.4×y1.01325×TH2o=exp(-1.78527+421339003648.32×y03116.5×yT1.01325×T因為公式中含有組分含量y,因此還不能根據(jù)k2=exp(1.6654+453-34-2.72613×lh溫度直接求出逸度系數(shù),必須通過解聯(lián)立方程組求得。出塔氣的物料組成受以上2個反應(yīng)的化學(xué)平衡T-1422914×102×T+1.7206×105×T2-控制,其平衡常數(shù)是反應(yīng)溫度的函數(shù),公式[1]如下:1.10"V凵中國煤化工3×10×r)CNMHG好,并且裝填量足k;=exp(13.1652+9203,26-5.92839×hn夠多,則時受及厘刃刀字丑制的合成反應(yīng)在出塔T-3.52404×10-3×T+1.02264×103×T時可以達(dá)到熱力學(xué)平衡。當(dāng)催化劑使用后期,催化7.69446×10-9×T3+2.38583×1012×m4)劑活性便會降低,出塔物料的平衡組成便可能不再18化肥設(shè)計2005年第43卷應(yīng)器容積較小、催化劑裝填量不夠時,出塔氣組成O1受熱力學(xué)平衡控制,轉(zhuǎn)而由反應(yīng)動力學(xué)控制。當(dāng)反粗,B20+FF也由反應(yīng)動力學(xué)控制。反應(yīng)生成的甲醇來自于新鮮氣中的OO和CO2本文建模計算與分析引入平衡溫距的概念,即與H2的反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)式(1)和(2),1摩爾OO和通過對合成塔內(nèi)實(shí)際溫度加上某一修正的平衡溫距CO2反應(yīng)生成等摩爾的甲醇,即新鮮氣中的CO和△t來確定熱力學(xué)平衡常數(shù)?！鱰取值的依據(jù)是:CO2減去未反應(yīng)而從弛放氣中放掉的OO和O2加上某一△z值后,再應(yīng)用本模型計算,直到能夠量,等于生成的甲醇量,即粗甲醇和弛放氣中所含與實(shí)際數(shù)據(jù)相符合。通過對出塔氣的實(shí)測數(shù)據(jù)分析的甲醇量表明,在整個催化劑的壽命期內(nèi),出塔氣的組成基F新Xy新,①一F她Xy號,①+F新×y新,①-F本能夠符合以上2個經(jīng)過平衡溫距修正的熱力學(xué)平Xy,02=F粗,M+F×y,MH衡。另一個解決的辦法是用CO和CO2與H反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)式(1)和(2)中的化學(xué)計量數(shù),1摩爾生成甲醇的2個動力學(xué)方程來代替本文前面的20參加反應(yīng)就要消耗2摩爾H2,1摩爾OO2參加個熱力學(xué)平衡方程,同樣解17元非線性方程組,便反應(yīng)就要消耗3摩爾H,參加反應(yīng)的某物料即等能夠求得相應(yīng)結(jié)果。有所不同的是動力學(xué)方程是以于新鮮氣中的某組分減去未反應(yīng)而從弛放氣中放掉微分形式表達(dá)的,所以需要用到 matlab中解多元微的某組分,從而列出方程如下分方程組的辦法來求解,本文在此不展開討論。F新×y,H2一FXy,B2=2(F新×y新,合成系統(tǒng)的各物料組成還受物料平衡控制,為F數(shù)×y.,①)+3(F斷F魏×y她此給出以下物料平衡方程:方程①一⑩個共有27個未知數(shù),即有10個自出塔氣量等于循環(huán)氣、弛放氣、粗甲醇中甲醇由度,構(gòu)成1個27元非線性方程組,而設(shè)計及操作量與粗甲醇中水量之和。可以控制的變量為新鮮氣量F新,新鮮氣組成,即F出=F+F+F⑧,H、,①、y,a、新情,循環(huán)氣量Fw(由壓對圖1中系統(tǒng)1的進(jìn)出物料列物料平衡方程:縮機(jī)能力決定),合成壓力p,冷卻后進(jìn)分離器的出塔氣中H、O、OO2的量分別等于循環(huán)氣加弛溫度,根據(jù)該溫度可知道弛放氣中的飽和甲醇蒸氣放氣中H、CO和QO2的量。這里,循環(huán)氣與弛放與水蒸氣含量ym,w和ym,o,以及合成反應(yīng)溫氣的物料組成相同。F出×y出,H2=(F+F第)×ym,再⑨度這10個變量,從而上述方程組可以變成求解具有17個未知量的17元非線性方程組問題。)×y她,①OF出×y出,2=(Fw+F她)×y①3方程組的求解與驗證出塔氣中CH3OH和HO的量分別等于循環(huán)氣解前述17元非線性方程組,用常規(guī)數(shù)學(xué)方法和弛放氣加上粗甲醇中CHOH和HO的量無法解決,因此擬釆用目前廣泛使用的maab工程F出×y出,Mx=(F幅+F魏)×y她,MOH+F粗,MH計算工具來解決。采用其中的“ fsolve"”函數(shù)工具,F曲×yo=(F+F)×y0≮通過迭代求解。為驗證模型的準(zhǔn)確性,現(xiàn)選取某月穩(wěn)定工況條件下實(shí)際控制指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(月平均3蜇:新鮮氣體積分?jǐn)?shù)H=67.8%,OO=28.9%CO2=2.98%,惰性氣=0.39%,新鮮氣量為100%對圖1系統(tǒng)2列物料平衡方程:新鮮氣中惰性組分的量等于弛放氣中情性組分的量。滿負(fù)荷;循環(huán)比=4.36;分離器溫度40℃;合成壓新×y斯憎=F她×y,=F×(1-y,H2力46.22MPa(絕);合成溫度t=251.5℃(平衡溫y熟,0-y,a2-ym,Mx二y,HO)④距取7℃)。以這些條件作為基本控制參數(shù),代入程序程席計篁結(jié)果與工廠實(shí)測值對照見反應(yīng)生成的水均來自于新鮮氣中的QO2,根據(jù)表1中國煤化工與實(shí)測值比較吻合反應(yīng)式(2),1摩爾CO2反應(yīng)生成1摩爾水,即新鮮CNMHG作過程中,只要提氣中的CO2減去未反應(yīng)而從弛放氣中放掉的CO2出變化條件,如改變原料氣的組成、循環(huán)氣量等,的量等于生成的水量,即粗甲醇加弛放氣中所含的便可詳細(xì)計算各物料組分、預(yù)測變工況條件下的甲水量。醇生產(chǎn)能力與消耗。第1期孟慶軍甲醇合成過程的建模、分析與優(yōu)化4操作參數(shù)對合成反應(yīng)過程的影響CO2和惰性氣含量,使H2與OO含量在一定范圍內(nèi)反向變化,從而改變氫碳摩爾比,以觀察其影運(yùn)用上述程序計算探討各操作參數(shù)對合成反應(yīng)響。為此對程序適當(dāng)修改,加入循環(huán)語句。程序運(yùn)的影響。討論工況以60km/凈化氣量為基準(zhǔn)。行結(jié)果見圖2和表2。從圖表中可以看出,隨著氫1氫碳摩爾比對甲醇產(chǎn)量及消耗的影響碳摩爾比的提高,甲醇產(chǎn)量近似呈線性下降趨勢,設(shè)想其他工況條件保持不變,固定原料氣中的而消耗呈近似線性上升趨勢。表1模型計算值與實(shí)測值比較計算值某月穩(wěn)定工況平均實(shí)測值新鮮氣入塔氣出塔氣循環(huán)氣弛放氣新鮮氣人塔氣出塔氣循環(huán)氣弛放氣流量(以凈化氣量為10%計)100536無計量H0.6770.71240.66860.72030.720370.7462不分析0.74820.74820.28860.10440.05770.06210.06210.28860.0837不分析0.05010.0500.02980.06520.06810.07340.07340.02980.0342不分析0.03360.0336惰性氣0.00390.11040.12520.13480.13480.00390.1359不分析0.16810.1681CH3OH00.00630.07360.00770.00770不分析不分析不分析不分析00.00130.00680.00160.00160不分析不分析不分析不分析氫/碳摩爾比2.032.03CO單程轉(zhuǎn)化率/%51.351.05甲醇單耗m3t22282264表2氫/碳摩爾比變化的影響氫/碳踐摩爾比2.022.032,032.042.052.072.082.09甲醇產(chǎn)量/th278627.7027.5527.4027,2727,1627,0126.8726.7226.58甲醇單耗/km3t2.192.212.242.282.29455降0.238to舉例來說,對于60km3/h的固定原料氣量,如果氫/碳摩爾比由2.02提高到2.06,則甲醇日產(chǎn)量將減少13.7to道理很簡單,氫氣越過量,反應(yīng)不掉的原料就越多。22.022.042.062.082.12.12循環(huán)氣量對合成反應(yīng)的影響n( H2)/n(Co)設(shè)想其他工況條件保持不變,使循環(huán)氣量從小圖2氫/碳摩爾比變化對甲醇產(chǎn)量的影響到大變化,計算并觀察其對合成的影響,并給出擬為便于指導(dǎo)操作,在程序中加入了擬合語句合經(jīng)驗公式。計算結(jié)果見表3和圖3。利用10次計算結(jié)果對單位原料氣的精甲醇產(chǎn)量相45.5對于氫碳的關(guān)系進(jìn)行擬合。圖2中,星點(diǎn)為10次44.5計算的離散點(diǎn),連續(xù)線為擬合的曲線。擬合的經(jīng)驗公式為:單位原料氣的甲醇產(chǎn)量(tkm3)=93.5543.54323.845×氫/碳摩爾比。42.5在原料氣氫/碳摩爾比>2的前提下,氫/碳摩循環(huán)氣量/(km2h爾比每提高0.01,將使每km3原料氣甲醇產(chǎn)量下圖3循環(huán)氣變化對甲醇產(chǎn)量的影響表3循環(huán)氣量變化的影響循環(huán)氣量/km3h1250.0255.0·260.0265.0270.0中國煤化工290.0295.0精甲醇產(chǎn)量thi25.9026.64270527.2527.3927.5527.55精甲醇單耗/km3t12.352.292252242.22CNMHG2.212.21當(dāng)循環(huán)氣量從低到高變化時,單位原料氣的甲過一定的循環(huán)量時產(chǎn)量增大或者說原料氣消耗下降醇產(chǎn)量增大,在低循環(huán)氣量時產(chǎn)量增加明顯,但超就變得緩慢。因此在實(shí)際操作中,不能為了片面追化肥設(shè)計2005年第43卷求增加一點(diǎn)甲醇產(chǎn)量而將循環(huán)氣量控制得過大,這甲醇產(chǎn)量(tkm3)=-25.60×106×(循環(huán)量)+是以犧牲大量循環(huán)機(jī)的動力消耗為代價卻只獲得有28.69×10-4x(循環(huán)量)3-0.1206×(循環(huán)量)2+限的甲醇增產(chǎn)回報,得不償失。特別是在催化劑的2.253×(循環(huán)量)-15.743?；钚猿跗诤椭衅?此時催化劑活性足夠好,不需要4.3反應(yīng)壓力對合成過程的影響借助于加大循環(huán)量的手段就可以獲得較高的并且較其他可控操作條件保持不變,反應(yīng)壓力從小到經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)量。當(dāng)然,具體控制多少循環(huán)量,要視合大變化,計算并觀察其對合成的影響,并給出擬合成催化劑性能、裝填量等因素而定,每套裝置的最經(jīng)驗公式。由圖4和表4可以看出,提高合成壓佳循環(huán)量都會不同,而且在催化劑的壽命周期間最力,會增產(chǎn)甲醇并降低消耗,特別是如果原來壓力佳循環(huán)量也會不同。擬合經(jīng)驗公式為:單位原料氣處于較低范圍,提高壓力對增產(chǎn)甲醇效果明顯。表4反應(yīng)壓力變化對合成的影響反應(yīng)壓力/MPa4.5504.6004.6504.7004.7504.8004.8504.9004.9505.000精甲醇產(chǎn)量/th27.5227.5227.5327.5427.5427.5427.5427.5527.5527.55精甲醇單耗/km3t2.2145,將循環(huán)氣中以液滴形式存在的甲醇完全分離下來。如果分離器的結(jié)構(gòu)簡單,那么循環(huán)氣帶液現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。特別是當(dāng)分離器長時間運(yùn)行后,由于結(jié)蠟等因素,導(dǎo)致帶液現(xiàn)象更加嚴(yán)重。循環(huán)氣帶液一方I45.19面對聯(lián)合循環(huán)壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響,甚至?xí)?54.64.65474,754.84.854.94.955.0壓力,P/MPa由于液擊而加速機(jī)器的損壞;另一方面由于已經(jīng)合圖4單位氣量的甲醇產(chǎn)量與反應(yīng)壓力的關(guān)系成生成的甲醇不能被有效地分離下來形成產(chǎn)能,將壓力對合成影響的擬合經(jīng)驗公式為:單位原料導(dǎo)致產(chǎn)能下降,能耗增加?，F(xiàn)保持其他工況條件不氣的甲醇產(chǎn)量(tkm3)=49.35×103×(反應(yīng)壓變,假定帶液量從小到大變化,計算并觀察其對合力)3+(-72.66)×103×(反應(yīng)壓力)2+3.571成的影響,并給出擬合經(jīng)驗公式。計算結(jié)果見表5(反應(yīng)壓力)-13.38。和圖5。44.81該3次方程在壓力超過4.65MPa時可近似地用1次線性方程代替:單位原料氣的甲醇產(chǎn)量44.79二44.782.56×104×(反應(yīng)壓力)+44.87。對于新鮮氣量約60km}/h的工況,如果反應(yīng)44.7644壓力提高0.3MPa,則在原料氣不變的情況下,每44.74天可增產(chǎn)0.3t甲醇。44.724.4循環(huán)氣帶液對合成過程的影響44.70.0080.0090.010.01100120.0130014前述計算均是基于循環(huán)氣中甲醇含量為相應(yīng)溫循環(huán)氣中的甲醇含量,/%度下的飽和蒸汽壓基礎(chǔ)上,但實(shí)際上分離器并不能圖5循環(huán)氣中甲醇含量對產(chǎn)量的影響表5帶液量大小對工況的影響循環(huán)氣中甲醇含量0.00820.00870.00920.00970.01020.01070.01120.01170.01220.0127甲醇產(chǎn)量/th-127.2827.27272727.2627.2627.2627.2527.2527.2427.23甲醇單耗/km3t12.232.242.24擬合經(jīng)驗公式:單位原料氣甲醇產(chǎn)量(tkm3)4.5原料氣中情性氣含量對合成的影響=-11.58×103×(循環(huán)氣中甲醇含量)3+34.87×料氣中的惰性組分·如甲烷、氮?dú)狻鍤獾?03×(循環(huán)氣中甲醇含量)2-360×循環(huán)氣中甲醇不參中國煤化工會在系統(tǒng)中積累。含量+46.04。根據(jù)計算結(jié)果,當(dāng)循環(huán)氣中除飽和因此CNMHG一部分氣體,稱為甲醇蒸氣以外,所夾帶的液體量達(dá)到0.4%時,其弛放氣。弛放氣量有一個最佳值。弛放氣量越大,對甲醇產(chǎn)量損失的影響近似為1.67td。如果帶液則弛放氣也即循環(huán)氣中的惰性組分含量就低,這量超過05%,則甲醇的損失將加快增長。樣,與新鮮氣混合后進(jìn)塔氣中的惰性氣含量也就越第1期孟慶軍甲醇合成過程的建模、分析與優(yōu)化21低,而H2、OO、和OO2等有效氣含量也就越高,合都會影響弛放氣量,從而也就帶來甲醇的產(chǎn)量和消成塔的能力也就越高。但弛放氣量大將造成甲醇消耗的變化。其中新鮮氣中的情性氣含量對甲醇的單耗的增加,因為弛放氣中也同時含有大量的有用組耗影響最明顯分。根據(jù)前述的具有10個自由度的27元非線性方運(yùn)用本模型來分析其影響。假設(shè)其他工況條件程組,當(dāng)新鮮氣量及其惰性氣含量一定時,一旦選保持不變,而使原料氣中的惰性氣含量從小到大變定某一恒定的系統(tǒng)壓力,那么弛放氣量就是一個固化(其他組分按比例降低),計算其對合成的影響見定的值。在10個可調(diào)參數(shù)中,任何一個發(fā)生變化,表6及圖6,并給出擬合經(jīng)驗公式。表6惰氣含量對甲醇產(chǎn)量的影響新鮮氣中情性氣含量0.00590.00790.00990.0190.01390.01590.01790.01990.02190.0239醇產(chǎn)量th-27.3927.2427.092626.7826.6326.4826.3326.1826.03甲醇單耗/km3t2.222.31爐制氣時高壓保護(hù)氮漏入系統(tǒng)、天然氣一段轉(zhuǎn)化所制的甲烷含量高達(dá)4%的合成氣等。當(dāng)新鮮氣中惰性氣含量分別為0.59%和1.19%時的計算結(jié)果見表7。結(jié)果顯示了為維持合成壓力和化學(xué)平衡等條件,當(dāng)新鮮氣中惰性組分增加時各股物料的量及其0.0040.0060.080.010.0120.0140.01600180.0200220.024組分的變化,如弛放氣量增加、甲醇產(chǎn)量降低,各新鮮氣中惰性氣含量,卿/%物料中H2、惰性氣含量上升,CO、CO2含量下降,圖6情氣含量對甲醇產(chǎn)量的影響出塔氣中甲醇含量下降等。擬合經(jīng)驗公式:單位原料氣甲醇產(chǎn)量(tkm3)當(dāng)原料氣中的惰性氣含量由0.59%上升到=45.712-124.609×新鮮氣中惰性氣含量。1.19%時,弛放氣量也大為增加,精甲醇的原料氣根據(jù)計算結(jié)果,新鮮氣中的惰性氣含量每增加消耗由2223m/t上升到2261m2/t,即使扣除惰0.1%,單位新鮮氣甲醇產(chǎn)量將降低0.12tkm3。性氣含量折算成有效氣(H、QO和QO2)消耗,甲例如,60km3/h的固定新鮮氣量,如果其中的惰性醇純有效氣消耗也由2210m3/t上升到2234m3/t,氣含量上升0.6%,則每天甲醇產(chǎn)量損失將達(dá)到消耗上升的部分就是弛放氣多帶走的有效氣。10.78t。這種情況是經(jīng)常存在的,例如釆用德士古表7情性組分增加時各股物料的量及其組分的變化中惰性氣含量0項目原料氣中惰性氣含量1.19%新鮮氣出塔氣新鮮氣人塔氣出塔氣循環(huán)氣弛放氣流量/m3h16000028769332622728831526532661.9666.7766.7767,23185458.5728.809.705.3128.6310.836.276,756.752.97惰性氣0.5918.0820.5022.0922.091.1922.2425.1727.0727.07CH3OH0.000.637.380.770.000.637.260.770.130.700.160.135結(jié)語matlab的強(qiáng)大數(shù)學(xué)能力來解決問題,希望能夠用于指導(dǎo)生產(chǎn)。在此需指出的是,本文的論述均忽略了高產(chǎn)與降耗是化工生產(chǎn)所追求的重要目標(biāo),而合成反應(yīng)中雜質(zhì)的生成。因為這些副反應(yīng)的機(jī)理更在實(shí)際生產(chǎn)中,根據(jù)定性判斷來指導(dǎo)操作,可能不加復(fù)雜,并且可以獲得的數(shù)據(jù)不多,鑒于生成的雜會使工況控制在最佳狀態(tài)?；どa(chǎn)過程由于流程質(zhì)量相對較少,不足以明顯影響甲醇合成主反應(yīng)的長、反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜,所以很多時候我們都面臨大量進(jìn)行中國煤化工得出的甲醇生成量無法通過手工計算加以解決的問題,從而難于從理中簡CNMHG得最后的結(jié)果論上獲得用于指導(dǎo)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。但是目前不斷推出參考文獻(xiàn)的用于工程計算的實(shí)用工具,如 Aspen、PoⅡ等為1汪壽建,劉亦武,天然氣綜合技術(shù)M].北京:化學(xué)工業(yè)出版我們提供了解決問題的有效手段。筆者試圖借用收稿日期:2004-09-10