30第34卷,第3期安徽化工Vol.34,No.32008年6月ANHUL CHEMICAL INDUSTRYJun.2008ASPEN 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- -53X(2008 )03-0030-03ASPEN PLUS是麻省理工大學(xué)(MIT)1970 年后受出。塔底物流botom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1.2加壓塔精餾模擬學(xué)模型,有多個(gè)物性數(shù)據(jù)庫。ASPEN PLUS自身擁有兩加壓塔采用47塊理論板,塔頂冷凝器為第1塊板，個(gè)通用的數(shù)據(jù)庫: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;DIPPR-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;另外還有多個(gè)專用數(shù)據(jù)庫,如電解質(zhì)、固表1進(jìn)料粗甲醇和餾出物的設(shè)計(jì)要求( w,%)體、燃燒產(chǎn)品,這些數(shù)據(jù)庫結(jié)合擁有的一些專用狀態(tài)方程和專用單元操作模塊使得ASPEN PLUS 軟件可應(yīng)用物流_feedprodbottom甲醇78.0499.969.75于固體加工電解質(zhì)等特需領(lǐng)域，極大地拓寬了ASPEN乙醇0.09233PLUS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0.05767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.kg/hr146084溫度心141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1kPa980880944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H2N2.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9.99%，塔底液體回流比R.o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。Nno最小平衡級(jí)數(shù)N采用Fenske方程計(jì)算。操作回1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ililand經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖算出"。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feed含有十多個(gè)雜質(zhì)經(jīng)過加壓塔別采用NRTL.UNIQUAC、UNIFAC物性模型2)進(jìn)行計(jì)精餾后,塔頂物流prod含甲醇達(dá)到9.99%9 ,作為產(chǎn)品采算,見表 2。收稿日期:2008-01-30作者簡(jiǎn)介:李清元(1978-),男,華東理I大學(xué)在讀研究生,研究方向:化工過程模擬13524591356.021 6251.1ia36050@3ia com。李清元,等:ASPEN PLUS在甲醇加壓精餾塔中的應(yīng)用31表2加壓塔回流比和理論板級(jí)數(shù)NRTLUNIQUACUNIFACR1.38251.42631.08771.53591.62861.2234N.18.544320.845618.632147由表2可以看出,塔頂甲醇的收率達(dá)到0.3512時(shí)，. R2007A- R28:▼R30采用UNIFAC物性模型所需要的適宜操作回流比最小為1.2234。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)0粗甲醇精餾更能接近實(shí)際情況的物性模型為UNIFAC。圖2不同回流比甲醇質(zhì)濃度分布1.2.2 UNIFAC 在加壓精餾塔中的應(yīng)用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1能更好地預(yù)測(cè)相平衡參數(shù)]。①全塔的溫度分布分別取回流比1.2.2.0、2.8.3.0, 得出各板溫度分布。其中R=2.8為現(xiàn)場(chǎng)值,由圖1可見，回流比取2.0、.wter |3.0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=2.8時(shí)甲醇和水質(zhì)濃度分布01110000心ETHNQ ?EIHAAL切nx 000-圖1不同回流比的塔板溫度分布004②全塔物料組成分布00回流比變化對(duì)塔釜甲醇濃度的影響不顯著,但是對(duì)0001.塔頂甲醇濃度影響較大。由圖2可見,回流比取1.2時(shí),甲醇在塔頂幾塊板濃度變化大,操作稍有波動(dòng),會(huì)影響圈4回流比R=2.8時(shí)乙醇和雜醇油質(zhì)濃度分布甲醇分離要求?；亓鞅热?.0、2.8.3.0時(shí)都能在塔項(xiàng)幾塊板上達(dá)到分離要求。因此回流比取2.0~3.0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2.8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(2)實(shí)踐證明,采用UNIFAC模型能夠更好的適用干凈,其中雜醇油里主要含有異丙醇、丙酮和甲乙酮等1，于粗甲醇汽-液 液相平衡體系。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,使精餾第34卷,第3期安徽化工Vol.34, No.332008年6月ANHUI CHEMICAL INDUSTRYJun.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)域具有廣翼的應(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):TQ610.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008- -53X(2008 )03-.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2.2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)品硫酸氫鈉為磺化劑與預(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2.1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80C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:蔡瑜琳(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I的研究與開發(fā)工作1385280503.br@sina com。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].國(guó)石化出版參考文獻(xiàn)社2002:90-113.川宋海華.多級(jí)分離理論M],大津大學(xué)出版社2005.77-87.[4]董新法,周枚花.改進(jìn)三對(duì)角知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2002.86-125.應(yīng)用I煉油技術(shù)與工程,2006(4):38- 42.口Application of ASPEN PLUS in the Methanol Ditillation PressedLI Qing yuan ,SHI Xian-lin(Chemical Engineering College of East China University of Science and Technology ,Shanghai 200237, China)Abstract:Simulation of ASPEN was aplied in the methanol dillation pesed. The min -efux -ratio and the min-theoretically perfeet tray were calculated. The profiles of the compositions in distilain column was constructed. So itwas reference in locale process.Key words: Aspen;methanol;distllation; simulation