低温甲醇洗吸收塔的计算机模拟

合集下载

低温甲醇洗工艺流程模拟中AspenPlus软件的应用

低温甲醇洗工艺流程模拟中AspenPlus软件的应用

低温甲醇洗工艺流程模拟中Aspen Plus软件的应用摘要:在对低温甲醇洗工艺流程进行模拟的过程中,Aspen Plus软件最为常用。

为实现该软件的良好应用,本文特对其在低温甲醇洗工艺模拟中的具体应用进行分析,包括基本的软件概述及其在具体模拟中的应用分析。

希望通过本次的分析,可以为Aspen Plus软件的应用与低温甲醇洗工艺研究提供一定参考。

关键词:低温甲醇洗工艺;Aspen Plus软件;工艺流程;模拟前言:低温甲醇洗主要用来对高浓度酸性气体进行净化处理,此种工艺诞生于上世纪50年代,其操作温度是-75-0℃,压力是2.4-8.0MPa。

在通过该工艺进行净化处理之后,高浓度酸性气体中的硫体积分数将降至0.00001%以下,二氧化碳体积分数将降至0.001%以下。

目前,此项工艺已经在化工领域中得到了广泛应用,而基于Aspen Plus软件的工艺流程模拟也成为了化工行业与相关研究人员的关注重点。

尤其是基于Aspen Plus软件的低温甲醇洗净化处理工艺流程,更是受到了相关企业、研究者和工作人员的高度重视。

一、Aspen Plus软件概述Aspen Plus软件是一种通用形式的工艺模拟软件,该软件的研发单位是美国Aspen Tech公司,借助于该软件,可对炼油以及化工等多种工艺流程进行模拟计算。

在经历了几十年的应用和发展之后,Aspen Plus软件自身的功能得到了不断完善。

就目前的Aspen Plus软件来看,其主要功能包括多种物性参数、大量热力学模型、表征方法以及混合物数据等。

凭借着这些强大的计算与模拟功能,该软件已经成为了当今世界流程模拟中的标准软件,在炼油与化工等领域的工艺流程模拟中得到了广泛应用。

二、Aspen Plus软件在低温甲醇洗工艺流程模拟中的具体应用本次模拟研究中,主要通过四种方法对低温甲醇洗流程模拟过程中的Aspen Plus软件应用进行研究,第一是物性方法选择,第二是低温甲醇洗工艺流程模拟,第三是吸收塔塔板数量确定,第四是吸收剂用量确定。

低温甲醇洗工艺计算

低温甲醇洗工艺计算

Tg2 , K
-7531.077227 -203058.5195 -1020940.69
⑺全塔气体的溶解热QS , KJ/h,塔内操作条件:-50℃,3.4MPa
CO2的溶解
热 qco2,KJ/Kmo
16945
l
H2S的溶解 热 qH2S,KJ/Kmo l
19264
QSCO2=GCO2*q
co2
7913861.965
H2 34.00
0.00 0.01
26.00
0.01 0.16 -23219.16
对上塔进 行热量衡 算
由上塔热平衡式:Q下+Q3+QCO2溶+Q换=Q2+Q4+Q损上
取Q换=7417890.4 9取Q损=5%*Q出
得Q4
-2008331.79
对全塔进 行热量衡 算
由全塔热平衡式:Q1+Q3+Q5+Q7+Q换=Q2+Q4+Q6+Q损
7913861.965
⑼进入上塔原料气体带入的热Qg上 , KJ/h,条件:-54℃,3.4MPa
Tg1
219.15
T0
CP1=∑ CPi1*yi1
0.32
CO2
CO
CPi1 KJ/(Kmol*
43.20
k)
yi1 mol/mol
0.00
0.15 进入上塔原料气带出热量Q9=G9*CP9*(Tg9-T0)
取Q损
-95750.19

检验热量 守衡
-2008109.73
T0
-18922.46 -6687.47 -25609.93 -1583336.01

低温甲醇洗吸收塔模拟及内件优化设计

低温甲醇洗吸收塔模拟及内件优化设计

醇 中的溶解 度 与无水 甲醇 相 比约降 低 1 2 %。 因低 温 甲醇 洗 技 术 应 用 广 泛 , 目前 对 该 技 术 的研究 也 在 广 泛 开 展 ,其 方 向 主要 是 针 对 流 程 模 拟E 3 , 4 ] 、原料气适应性 _ 5 和操作过程中遇到具体 问 题 的整 改 措 施 等 方 面 J 。通 过 工 艺 模 拟 和 内件 水
一 — 设技一 ^ , 术一 y
蒋 燕等 低 温 甲 醇 洗 吸 收塔 模 拟 及 内件优 化 设 计
ห้องสมุดไป่ตู้
低 温 甲醇 洗 吸 收 塔 模 拟 及 内件优 化设 计
蒋 燕 马 炯 中石 化南京 工 程有 限公 司 南京 2 1 1 1 0 0
摘 要 本文采用规整填料替代以往设计中四溢流塔盘、降低塔径和塔高的优化设计。用 A s p e n P l u s 和D R P
化工设计 2 0 1 5 , 2 5 ( 5 )
力 学计 算 ,分 析 采 用 规 整 填 料 后 的优 势 和设 计 中 需 注 意 的问题 ,为 吸收塔 内件 工 程设计 提 供依 据 。
准确度没 有 明显影 响 。本文 中采用 A s p e n P l u s 软件 中 的严格 精馏 模 块 R a d F r a c 对 低 温 甲醇洗 吸 收塔 进

燕 :工程师 。2 0 0 7年毕业于华侨大学无机化学专业 。从事化学工程与工艺设计。联系电话 :( 0 2 5 )8 7 1 1 8 0 8 4 ,E ・ m a i l
j i a n g y a n . s n e i @s i n o p e r . c o m。
1 2
CH E MI C AL E N GI N E E R I NG D E S I GN

低温甲醇洗CO_2吸收塔过程模拟

低温甲醇洗CO_2吸收塔过程模拟

·工艺与设备·收稿日期:2015-07-14低温甲醇洗CO 2吸收塔过程模拟袁明1,张存泉2(1.山东电力建设第一工程公司,济南250131;2.武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063)摘要:CO 2吸收塔是低温甲醇洗系统的核心装置之一,其性能对整个系统性能具有重要影响。

本文对CO 2吸收塔的精吸段、主吸段、粗吸段和脱硫段以及吸收塔整体分别进行建模,针对计算比较为各段选取了合适的计算模型,并对吸收塔各组分流体分离效果进行了仿真,为整个低温甲醇洗系统设计与性能提升提供技术支撑。

关键词:低温甲醇洗,CO 2吸收塔,精馏吸收,模拟中图分类号:TQ116文献标志码:A文章编号:1007-7804(2015)04-0001-06doi :10.3969/j.issn.1007-7804.2015.04.001Simulation on Absorption Column Processes in Rectisol SystemYUAN Ming 1,ZHANG Cunquan 2(1.SEPCO1Electric Power Construction Corporation ,Jinan 250131,China ;2.Energy and Power Engineering School ,Wuhan University of Technology ,Wuhan 430063,China )Abstract :A carbon dioxide absorption column is one of core devices in a rectisol system ,whose performances are dominant to the performances of the entire rectisol system.ASPEN PLUS software is utilized to establish models for the fine absorp-tion section ,the main absorption section ,the coarse absorption section and the desulfurization section as well as the entire carbon dioxide absorption column based on comparisons of calculation results from various calculation models ,respectively ;and the simulation analysis is carried out to the separation effects of various components in the carbon dioxide absorption column.Such simulation results may used as the technical support for improvement of design and performances of the entire rectisol system.Key words :rectisol process ;carbon dioxide absorption column ;distillation &absorption ;simulation analysisLinde 公司和Lurgi 公司在20世纪50年代共同开发了低温甲醇洗系统,以冷甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性,脱除原料气中的酸性气体,用于净化多组分气体,低温甲醇洗具有良好的吸收选择性、超强的吸收能力以及超低的投入和操作费用,因此广泛应用于合成氨、合成甲醇、合成羟基、城市煤气、天然气净化等大型工业化装置中[1-2]。

低温甲醇洗吸收塔热力学模型和过程模拟研究

低温甲醇洗吸收塔热力学模型和过程模拟研究

低温甲醇洗吸收塔热力学模型和过程模拟研究赵文星;王建成;王辉;常丽萍;鲍卫仁【摘要】Rectisol absorption tower was simulatively analyzed by using Aspen Plus. PSRK thermodynamic model based on the Soave-Redlich-Kwong (SRK) equation of state and the Holdbaum-Gmehling mixing rule is applicable to the multi-component system of non-polar or strong polarity with large variation range of temperature and pressure. The accuracy of the PSRK thermodynamic model was verified by fitting the vapor-liquid equilibrium data of the main components. Simulation studies have been made to the profiles of whole tower temperature and CO2, H2S mole fractions. The tower design and tray rating were carried out, and the rationality of the design of the tray was verified by hydraulic calculation. On the basis of accurate simulation, the effects of methanol temperature and flux on the mole fractions of CO2 and H2S in the purified syngas were discussed. When the methanol temperature was -50℃and the methanol flux was 21000 kmol/h, the contents of CO2 and H2S in the purified syngas could meet the requirements for the synthesis of methanol.%通过Aspen Plus软件对低温甲醇洗吸收塔进行模拟研究.PSRK热力学模型建立在Soave-Redlich-Kwong(SRK)状态方程基础之上并且采用Holdbaum-Gmehling混合规则,适用于温度、压力变化范围较大的非极性或强极性的多组分体系.对关键组分的气液平衡实验值与软件计算值进行拟合,验证了该热力学模型的准确性.模拟研究得到了全塔温度剖面图,CO2和H2S在全塔的物质的量分数剖面图.对全塔进行塔板设计以及塔板核算,通过水力学计算验证了塔板设计的合理性.在准确模拟的基础上考察了贫甲醇温度、贫甲醇流量对塔顶净化气CO2和H2S含量的影响,当甲醇温度为-50℃,甲醇流量为21000 kmol/h时,塔顶净化合成气中CO2和H2S的含量满足合成甲醇的要求.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2017(042)003【总页数】7页(P86-92)【关键词】低温甲醇洗;AspenPlus;PSRK;塔板核算;模拟【作者】赵文星;王建成;王辉;常丽萍;鲍卫仁【作者单位】太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024;太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室, 山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TQ018;TQ546.5新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如甲醇、汽油、柴油、航空煤油、二甲醚等。

低温甲醇洗H2S吸收塔和CO2吸收塔流程模拟

低温甲醇洗H2S吸收塔和CO2吸收塔流程模拟
低温甲醇洗工艺包含 H2S吸收塔、CO2 吸收塔、CO2 解吸 / 气提塔、甲醇热再生塔、甲醇精馏塔和尾气洗涤塔,其中 H2S吸 收塔和 CO2吸收塔的操作温度范围为 -51.5~-18.0℃,操作 压力范围为 2.8 ~3.4MPa,操作工况苛刻。而在酸性气体原 料气中,涉及到 CO2 -H2S-H2 -N2 -CO-Ar-CH4 -H2O- CH3OH在操作工况下气液平衡过程的准确描述,需要选择合适 的热力学方程,最难模拟计算。
收稿日期:2019-02-20 作者简介:刘华群(1991—),河南濮阳人,硕士研究生,主要从事化工传质与分离研究;通信作者:唐祁匀(1983—),湖南祁阳 人,工程师,主要从事化学原料药工艺开发及过程放大。
Abstract:Therectisolprocessisoneoftheimportantprocessesforthepurificationofacidicfeedstockgas.Theoperating temperaturerangeofH2SabsorptiontowerandCO2 absorptiontoweris-51.5°Cto -18.0°Cand2.8to3.4MPa,andan accuratethermodynamicequationthatdescribesthisprocessisstrictlyrequired.ThispaperfindsthatthePSRK equationcan betterdescribetheprocess,andcompletestheconvergencecalculationofthefour-columnseriesbysettingthetearstreams.This paperhasimportanteffectontheproductionoptimizationofexistingprocesses,thedesignoftowerinternalsandheatexchangersof newprocess. Keywords:rectisol;PSRKequation;tearstreams

低温甲醇洗工艺酸性气体吸收流程的模拟计算

低温甲醇洗工艺酸性气体吸收流程的模拟计算

12 61 6 65E 03 7 18 7 22 5 54E 03
28 51 3 51E 03 8 29 8 20 1 10E 02
21 79 9 64E 03 5 91 5 96 8 39E 03
1685 03 2 08E 03 531 55 530 65 1 69E 03
6 7 6 54 5 20E 03
8
CH EM ICAL ENG INEER ING DESIGN
化工设计 2010, 20( 5)
在工艺模拟过程中, 吸收塔的模拟计算难度 最大, 同时也是最重要的。为表述及分析方便并 使模拟过程易于收敛, 将吸收塔分为脱硫段、粗 吸段和主吸段 ( 精吸段 ) 分别进行模拟计算。
2 热力学方法的选择及修正
图 1 两台吸收塔酸性气体吸收流程
塔 1用来净化合成甲醇的原料气。来自变换 工段的原料气经冷却后进入分离罐 V1进行气液 分离。分离出液体 后的原料气进 入脱硫段 的底 部, 用低温贫甲醇洗涤。分离罐 V1底部的甲醇 和水的混合物送甲醇水分离塔分离。
原料气在吸收塔与低温贫甲醇逆流接触, 利 用 CO 2、H 2 S等酸性气体在低温甲醇中溶解度大 的特性达到净 化原料气 的目的。为了移 走 CO 2 在甲醇中的溶解热, 在吸收塔的段间要设置冷却 器, 将甲醇吸 收剂冷却到 最佳吸收 温度, 保证 CO2 的充分吸收。
求取气体在甲醇中溶解度是低温甲醇洗工艺 计算的关键, 然而这些数据在通用的手册中却很 难查到, 该体系的气液平衡数据作为林德和鲁奇 公司的专有技术未曾公开发表。高压低温下气体 在甲醇中溶解的亨 利系数和溶解度 系数报道更 少, 就目前公开发表的文献而言 [ 1 ~ 8 ] , 不能完全 满足低温甲醇洗工艺计算的需要。

基于数据分析与流程模拟的低温甲醇洗操作优化

基于数据分析与流程模拟的低温甲醇洗操作优化

基于数据分析与流程模拟的低温甲醇洗操作优化摘要:现如今,我国经济发展十分迅速,低温甲醇洗(Rectisol)是20世纪50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。

国内外大型煤制合成氨、合成甲醇、合成油等项目酸性气体脱除工段广泛采用低温甲醇洗工艺。

目前,世界上有一百多套工业化装置,低温甲醇洗工艺适合处理以煤等为原料气化生成的气体中CO2和硫化物的脱除。

该工艺为典型物理吸收法,以低温甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性,脱除原料气中酸性气体。

随着国内煤气化、煤化工行业的快速发展,低温甲醇洗工艺因其选择性强、吸收效果好、气体净化度高、能耗低的优势应用越来越广泛。

关键词:数据分析;流程模拟;低温甲醇;洗操作优化引言低温甲醇洗装置是化工工艺装置中利用低温甲醇对H2S、CO2的超强吸收能力,脱除原料气体中酸性气体成分的一种高效的物理吸收工艺方法。

低温甲醇洗工艺在化工企业生产中,能耗低,运转费用低,生产运行稳定、可靠。

甲醇装置在开车接气过程和系统运行操作过程中经常出现总硫超标问题,严重影响了后系统催化剂的使用寿命,为企业的生产造成了巨大的消耗,增加了生产成本。

因此,对林德低温甲醇洗装置在开车接气过程中的总硫控制方法及系统正常运行过程中的操作控制进行了总结分析。

1装置开车与调整装置安装结束,完成了气密试验、水联动试验,装置置换合格具备了开车条件。

各设备充压至操作压力,充压完成后开始建立甲醇循环。

甲醇循环建立各设备液位、压力稳定后投用再生蒸汽、氨冷却器和水冷却器。

系统开始降温,当贫甲醇温度降低至-34℃时,降温完成具备接气条件。

原料气进入吸收塔时,吸收塔内液体流动状态发生变化,甲醇吸收CO2后体积增大。

吸收塔内液位波动较大,需严格控制液位,以防液位过低,从而触发连锁反应,甚至高压串低压。

在调节过程中,要注意贫甲醇循环量的控制。

循环量过大,会导致氨冷却器进口温度低、氨冷器负荷低、贫甲醇降温速度慢。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
解析.
析塔顶 部 , 确 保 离 开 塔 的 产 品 中 总 硫 含 量 ≤ 5× 1 0 . 上 塔 又分 为 三段 : 顶段 为精 吸 段 , 用 低 温 甲醇
( 流股 2 4 ) 吸收 气体 中尚存 的 C O 和 H S , 确保 下 游
低温 甲醇 洗 酸性气 体 吸收 塔流 程见 图 1 .
第 3 6卷 第 1期 2 0 1 3 年 1 月
煤 炭 转 化
C OAL CONVERS 1 0N
V0 1 . 3 6 No . 1
J a n . 2 0 1 3
低温 甲醇洗吸收塔的计算机模拟
郭 欣 ” 李金 来 ’ 李 士 雨。 韩艳 霞
摘 要 应 用 P RO / I I 工程 模 拟软件 对 某 6 O万 t / a煤 气化制 甲醇项 目低 温 甲醇 洗酸 性 气体吸
9 0

炭ห้องสมุดไป่ตู้


数d 0 . 1 x1 0 ; 中间两段 为 C O 主 吸段 和 粗 吸段 ,
性 和非 极性混 合 物 以及 轻 气 体. 图 2为低 温 甲醇洗 酸性气 体 吸收塔 模拟 流程 .
甲醇吸 收 C O 需要 放 出大量 的热 , 为 了移 除这 部 分 溶解热 , 在 上 塔 中部 抽 出 甲 醇 富 液 ( 流股 3 O , 流 股 3 1 ) , 经 过 甲醇激冷 器 E I O 0和循 环 甲醇冷 却器 E l 0 8 进 行换 热 和氨冷 , 使 甲醇维 持较 大 的吸收 能力 .
收塔 进 行 了模 拟 , 通 过对 比 不 同热 力 学模 型 的模 拟 结果 , 明确 了 H ~ C O 。 一 C H。 OH 三 元体 系偏 离高
压 和低 温条 件 下的 气液 平衡是 模拟 误 差较 大的 原 因. 将修 正后 的 S R K— S I MS C I 热 力学模 型 用 于吸
图 1 酸 性 气 体 吸 收 塔 流 程
F i g . 1 Fl o ws h e e t o f a c i d i c g a s a b s o r p t i o n c o l u mn
低温 甲醇 洗是 一 种 典 型 的 物理 吸 收过 程 , 分 子
低温 甲醇洗 ( r e c t i s o 1 ) 是 一 种 典 型 的 酸 性 气 体
净 化 工艺 , 利用 甲醇在 低温 下对 C O 和H S有 很 大
溶 解度 的特 性 , 可 以脱 除系统 中的酸性 气体 , 具 有选 择 性好 、 溶 剂 消耗少 和 能耗低 等显 著特 点 . _ 1 但 由于
彻底 干燥 ; 所 损 耗 的 有 用 组 分 可 以在 甲醇 再 生 过
塔 仅 需 上 塔 已经 吸 收 了部 分 C O 的 甲醇 液 总 量 的
4 8 ( 流股 2 8 ) . 不 含硫 的甲醇 富液 ( 流股 2 5 ) 去往 解
程 中 回收 ; 净化程度 高, 净 化 气 中 总 硫 含 量 可 以脱 至0 . 1 ×1 0 以下 ; H S和 C 0 。 可 以在 同一 个 设 备 的不 同部 位 分 别 吸 收 , 在 不 同设 备 和 不 同 条 件 下
的净化 气 中 C O 的 摩 尔分 数 ≤ 3 , 总 硫 的摩 尔 分
1 )硕 士生 ; 2 )教 授 级 高 级 工 程 师 、 硕士生导师 , 河北工业大学 , 3 0 0 1 3 0 天津 ; 新奥科技发展有限公司 , 0 6 5 0 0 1 河北廊坊 ; 3 )教 授 、 硕 士 生 导师 , 天津大学化工学院 , 3 0 0 0 7 2 天津 ; 4 )工程 师 , 新 奥 科 技 发展 有 限公 司 , 0 6 5 0 0 1 河 北 廊 坊 收 稿 日期 : 2 0 1 2 - 0 6 — 0 6 ; 修 回 日期 : 2 0 1 2 — 0 9 — 0 7
该 体 系各组 分 沸点差 距 较大 , 压力 变化 较 大 , 又 同 时 含 有非 极 性 和 极 性 缔 合 组 分 和 量 子 气 体 氢 , 一 般 工 程 模 拟 软 件 内置 热 力 学 模 型 如 果 不 加 修 正 , 都 不能得到令人 满意 的模拟 结果. 本 研 究 以 国 内 某 6 O万 t / a 煤 气 化 制 甲 醇 项 目为 背 景 , 采 用 修 正 后 的S R K— S I MS C I 热力 学模 型 , 建 立 了 低 温 甲 醇 洗 吸收塔的过程模 型 , 模 拟 结 果 与 工 艺 包 数 据 吻 合 较好 , 可 以为 低 温 甲醇 洗 的扩 产 、 改 造 和 节 能 潜 力
间 的作 用 力 为 范德 华 力. 在 吸 收过 程 中气 液 平衡 开 始 时符合 亨利定律 , 溶 液中被吸收 组分 的含量 与其气 相 分压成 正 比. 酸性气体 在 甲醇 中的吸收 与有用气 体 的解析都 是 以各种气 体在 甲醇 中的溶解度 为基 础.
来 自变换 工 段 的变 换 气 , 经过冷却 、 干 燥 之 后 ( 流股 3 ) 进 入 吸 收塔 T1 0 0 . 吸 收塔 分 为上 、 下 两 部 分, 下塔 主要用 于脱硫 , 上 塔主要 用于脱碳. 由 于 C O 在 甲醇 中 的溶 解度 远小 于 H s的溶解 度 , 故 下
分 析 提供 数 据 支 持 .
1 低 温 甲醇 洗 流 程
低 温 甲醇 洗 体 系 可 以 同 时 脱 除 原 料 气 中 的
H2 S , C OS , R S H, C o2 , HC N, NH3 和 N0 以及 石 蜡
烃、 芳 香 烃 和粗 汽油 等组 分 , 并且 可 以 脱 水 使 气 体
收塔 的计 算 , 结 果表 明 , 该 模 型能 够较好 地反 映 该工 艺装 置 的 实际操 作 状况 . 关 键词 煤 气净 化 , 低 温 甲醇 洗 , 过 程模 拟
中图分 类号 TQ5 4 6 . 5 , TQ2 2 3 . 1 2 ’ 。 1 , TQO 1 8
0 引 言
相关文档
最新文档