甲醇精馏过程的模拟及优化
(完整版)Aspenplus模拟甲醇、水精馏塔设计详细说明书
Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：24500吨精甲醇/年；原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品组成：塔顶甲醇质量分率≥94%w；塔底甲醇质量分率 1 %w；进料温度：350.5K；塔顶压力常压；进料状态饱和液体。
二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并绘制塔设备图，并写出设计说明。
(1).进料、塔顶产物、塔底产物；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；(3).回流比R；(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷；(5).塔内构件塔板或填料的设计。
三、分析及模拟流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。
内容:(1)生产能力:一年按300天计算，进料流量为24500/（300*24）=3.40278 t/hr。
(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品:塔顶甲醇≥94%w；塔底甲醇《1% w。
(3).温度及压降：进料温度：77.35摄氏度=350.5K；2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。
3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。
方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线（N T-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。
4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。
方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。
5. 塔板设计目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。
甲醇精馏工艺三塔双效向三塔三效升级的研究与应用
128 |常压塔回流槽。
在常压塔下部设有侧线采出口，所采次甲醇溶液经次甲醇冷却器冷却后，进入次甲醇贮槽，经次甲醇泵送入罐区。
常压塔回流槽内的甲醇液，经常压塔回流泵加压。
一部分送至常压塔顶作为回流，一部分经精甲醇冷却器作为采出送罐区。
回流槽中气相送至排放槽洗涤后放空，洗涤下来的甲醇水去地下槽。
常压塔塔底废水通过残液泵经残液冷却器送至生化处理。
甲醇精馏三塔双效工艺流程简图如图1所示。
图1 甲醇精馏三塔双效工艺流程简图1.2 三塔双效向三塔三效工艺转变的方法甲醇精馏的工艺流程的优化控制对节能降耗、提高经济效益有着至关重要的作用。
为了高效利用加压塔的塔顶甲醇蒸汽，在原三塔双效基础上将工艺流程升级为三塔三效工艺。
三塔三效是指加压塔与常压塔热量耦合称为二效精馏，加压塔与预精馏塔热量耦合称之为三效精馏，因而形成三塔三效的工艺。
甲醇精馏三塔三效工艺流程较三塔双塔工艺流程相比，其区别在于加压塔向常压塔供热的基础上同时向预塔供热，达到节约蒸汽又节约冷却水的目的。
通过三塔三效的热耦合工艺，充分利用加压塔塔顶甲醇气相焓值，分配给预精馏塔和常压精馏塔再沸器提供热量，达到进一步节能降耗目的。
将加压塔顶甲醇蒸汽的能量分成两部分，一部分给常压塔再沸器加热，满足常压塔精馏所需能量，剩0 引言甲醇[1]是一种重要的有机化工基础原料，应用广泛。
2016年甲醇世界需求量达到9500万吨，其中我国占比80%[2]，国内需求量大，产品质量要求较高。
而在甲醇化工生产过程中，分离单元直接决定最终产品的质量和收率。
其中占据分离方法主导地位的就是精馏，精馏操作是一个高耗能过程[3-5]。
据不完全统计化工过程中40%～70%的能耗用于分离，而其中95%的为精馏能耗[6]。
我国是能耗大国，随着能源的日益短缺，精馏过程如何能够更节能一直是挖潜降耗的热点。
本文就从精馏塔节能改造这一主题展开了简单的研究，以甲醇精馏三塔工艺作为研究对象，重点阐明介绍一种三塔双效工艺[7]向三塔三效工艺升级转变的方法。
甲醇精馏工艺设计
~30kt/a甲醇精馏工艺设计The Design Of 30kt/a Methanol Distillation Process{目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第1章概述 (2)第2章甲醇工艺流程 (4)精馏反应设计方案的选择 (4)精馏原理以及塔设备的选择 (5)精馏原理 (5)《进行精馏反应的塔设备的选择 (7)塔板的类型与选择 (9)工艺流程简介 (11)第3章精馏塔设备的主要计算 (13)设计任务和基本的物性数据 (13),设计方案的确定及流程说明 (13)精馏塔的物料衡算 (13)塔板数的确定 (14)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)操作压力的计算 (18)<操作温度计算 (18)平均摩尔质量计算 (18)平均密度计算 (19)液体平均表面张力的计算 (19)液体平均粘度 (20).精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (20)塔径的计算 (20)精馏塔有效高度的计算 (21)塔板主要工艺尺寸的计算 (21)溢流装置计算 (21)"塔板布置 (23)塔板的流体力学验算 (24)塔板压降 (24)液面落差 (25)液沫夹带 (25)—漏液 (25)液泛 (25)塔板负荷性能图 (26)漏液线 (26)液沫夹带线 (27)&液相负荷下限线 (27)液相负荷上限线 (28)液泛线 (28)筛板塔设计计算结果 (30)精馏塔接管尺寸计算 (31)）塔顶蒸气出口管的直径 (31)回流管的直径 (31)进料管的直径 (32)塔底出料管的直径 (32)结论 (33)!致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)30kt/a甲醇精馏工艺设计摘要：甲醇作为极其重要的有机化工原料，是碳一会化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要的地位。
在化工生产中，甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺等。
在世界范围内的所有化工产品中，其产量仅次于乙烯、丙烯、苯，居第四位。
甲醇精馏
甲醇精馏：1.什么是精馏?精馏的原理是什么?答：精馏：是指将由挥发度不同的组分组成的混合液,在精馏塔内同时而多次进行部分汽化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组分的过程。
精馏的基本原理：是利用混合物各组分挥发度不同,从塔底加热物料,产生上升蒸汽与塔顶冷凝下来的回流液在塔盘或填料上充分地进行逆流接触,发生传热和传质过程,易挥发组分汽化进入气相,难挥发组分冷凝进入液相,如此反复多次,使混合物各组分得到分离。
2. 什么叫萃取精馏？答：利用溶剂从水溶液中抽出有用物质，在精馏过程中因有共沸物的存在,用水来提高甲醇的沸点而将其低沸点的杂质分离出来的过程称为萃取精馏。
3. 精馏段和提馏段是如何划分的？其作用是什么？答：入料口以上为精馏段，入料口以下为提馏。
精馏段的作应是自下而上逐步增浓气相中的易挥发组分，即浓缩轻组分。
提馏段的作应是自上而下逐步增浓液相中的难挥发组分，即浓缩重组分。
4. 什么叫回流比、全回流？其最佳回流比是如何确定的？答：回流比：精馏塔内回流量与塔顶产品量之比值叫回流比。
全回流：在精馏操作中，当塔顶蒸汽全部冷凝后，不采出产品，全部流回塔内，这种情况称为全回流。
操作中的最佳回流量是根据当时的系统入料量、塔底温度的高低、产品的质量来调节的，使其达到即经济又保证产品质量的最佳状态时的回流比。
5. 蒸汽管线发生水击，应如何处理？开车时蒸汽管为什么要排放冷凝水？答：打开工段蒸汽导淋，将蒸汽管线内存积的冷凝液排净；稍开蒸汽阀待水排净后再将阀位恢复。
因为系统停车后，蒸汽管里积存了一部分冷凝水，如果开车时不排放管里的冷凝水，待开蒸汽阀门时蒸汽进入管道和管内的冷凝水产生液击，损坏管道和阀门。
6. 液泛是怎样发生的？应如何处理？答：是因塔内上升蒸汽阻止液体涌至下一层塔板，破坏塔的正常操作，若发现仪表各点温度混乱，塔内压力增高则说明液泛。
处理方法是减小蒸汽，减少系统入料，若液泛现象严重应停入料与采出，等塔底压力降低消除液泛现象后再开车。
甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书
甲醇装置预精馏塔Aspen模拟任务书一、模拟计算依据：1、原料处理量：学号后三位XXX × 100 kg/h；2、粗甲醇液进料组成如表1所示(质量分数)；进料条件为：液相进料温度60℃，进料压力140kPa，塔顶（分凝器气相出料）冷凝器压力130kPa，再沸器压力150kPa；3、分离要求：塔顶甲酸甲酯摩尔回收率为99.99%，塔顶甲醇摩尔回收率为0.7%。
4、物性方法：BWRS表1 进料组成表二、任务1、按计算依据，用简捷法（DSTWU模块）模拟计算预精馏塔以分离粗甲醇中的轻组分（建议实际回流比取最小回流比的1.5倍）。
2、在简捷模拟计算中，通过回流比随理论板数变化曲线，确定适宜回流比、理论板数。
及相应的进料位置、塔顶产品与进料的摩尔流量比（D/F)、最小回流比、最小理论板数、实际理论板数、进料位置以及塔顶温度。
3、根据简捷计算的结果，利用严格法（RadFrac模块）对预精馏塔进行严格计算，进料条件、冷凝器形式、冷凝器压力、再沸器压力、再沸器采用釜式再沸器、产品纯度要求以及物性方法与简捷法相同，用严格法核算任务2中的结果（简捷计算结果）是否达到回收率要求。
4、通过严格法（RadFrac模块）设计规定功能，调整回流比、馏出与进料量比以达到分离要求；5、通过Aspen灵敏度分析功能，在严格法中求取回流比随理论板数据的变化曲线，重新确定适宜回流比、理论板数。
6、绘制塔内温度分布曲线、塔内液相质量组成分布曲线、塔内的气相组成分布曲线。
7、书写模拟报告。
以下为选做部分（评优学生必做）6-1、通过Aspen灵敏度分析功能，在严格法中求取进料板位置与再沸器热负荷的关系曲线，重新确定进料板位置。
6-2、设实际塔板的塔板默弗里效率为60%，在严格法中重新设定塔板数、进料板位置；然后在严格法中初步设定塔板类型为浮阀，查看塔板的水力学性质；6-3、对塔进行校核计算，确定塔的结构尺寸、水力学性能、负荷性能。
甲醇精馏五塔精馏流程描述
甲醇精馏五塔精馏流程描述下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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基于ChemsepL的甲醇预精馏塔模拟与分析
的轻 组 分 主 要 是 二 甲 醚 （ 点 一２ ． ℃ ） 塔 顶 沸 ３６ ， ６ ． ℃ 的温度 可 以完 全 汽化蒸 出 。因此 以脱 除轻 组 ７４ 分 为首要 任务 的预塔 完 全可 以达到 设计 要求 。 乙醇 和异 丁醇是 甲醇精馏 过程 最难 脱除 的组 分 。通 过精 馏 模 拟 预 精 馏 后 甲 醇 中 含 乙 醇 ２ ２ ５ Ｅ 一０ ． ４０ ４
Ｃ ｅ ｅ Ｌ是 Ｈａｒ Ｋｏ ｉ ｎ和 Ｒ ｓ ａ ｌｒ 发 ｈ ｍｓｐ ｒ ｏｊ ｙ ｍａ ｏ ｓｔｙｏ 开
为第 ８块板 （ 塔顶数 ） 气 液平 衡 物 性计 算 模 型采 从 ，
用 Ｗｉｏ ｌ ｎ方 法 ， 焓 采 用 过 度 自 由焓 。 ｓ 热
的多组 分混 合物 多级 分 离 的模 拟 计 算 软 件 ， 文 本 的 目的是 应用 Ｃ ｅ ｓｐ ｈ ｍ ｅＬ工 具 对粗 甲醇精 馏塔 进 行 模 拟与分 析 ， 为粗 甲醇精 馏 的设计 与优 化提供 参考 。
如图 １所示仿 真软 件模 拟精馏 操作 过程 。进 料位 置
３ ２ 预塔 浓 度分布 ． 甲醇 和 水 是粗 甲醇 中 的主要 成 分 ， 过模 拟 计 通
维普资讯
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基 于 Ｃ ｅ ｓｐ ｈ ｍ ｅ Ｌ的甲醇 预精 馏塔 模拟 与分析
２０ ０７
甲醇是一 种重要 的基本有 机 化工原 料 。 甲醇 精 馏 的 目的是除 去粗 甲醇 中 的各 类 杂 质 ， 得 工业 级 获 甲醇 的过程 。粗 甲醇 精馏 是 甲醇生产 工 艺的最 后一 个环节， 是取 得优 质 产 品 、 加 收入 、 增 创造 产 值 的 关 键 环 节。 目前工业 上 采 用 的 精馏 方 法 有 ： 塔 精 馏 双 流程 、 三塔 精馏 流程 。
MTO级甲醇精馏产品质量控制与节能
MTO级甲醇精馏产品质量控制与节能摘要：为实现煤制甲醇装置经济、高效、节能运行，达到MTO级甲醇产品质量最优、能源消耗最低、经济效益最大的目标。
本文以煤制烯烃企业甲醇合成装置MTO级甲醇精馏单元的实际生产工况为依据，简要介绍了MTO级甲醇精馏工艺流程，着重分析了影响MTO级甲醇精馏产品质量和能耗的主要因素分别是：进料组成与温度、回流比、副产物石蜡，并结合实际生产提出了一些指导性强、经验成熟、可借鉴的优化措施。
关键词：MTO级甲醇；精馏；质量控制；优化；节能1MTO级甲醇精馏工艺流程精馏单元采用预精馏塔+树脂吸附工艺技术生产MTO级甲醇。
MTO级甲醇精馏工艺流程示意图见图1。
来自合成单元的液相粗甲醇经甲醇膨胀罐闪蒸（膨胀气作为蒸汽过热炉单元的一部分辅助燃料气）、缓冲后进入预精馏塔。
在塔底再沸器和预塔空冷器的作用下，塔底上升甲醇蒸汽、塔顶回流液相甲醇及进料粗甲醇三股物料进行传质传热。
由此实现粗甲醇中轻组分与重组分的分离、提纯。
塔顶轻组分中含有少部分甲醇蒸汽经预塔空冷器和尾气冷却器冷凝后回收，其余轻组分经尾气过热器升温后作为蒸汽过热炉单元的一部分辅助燃料气。
塔底得到的重组分（主要成分为甲醇，其余为水和副产物）经甲醇空冷器和板式换热器冷却后进入MTO级甲醇精制单元。
经过预精馏的甲醇在甲醇过滤器内除去有机蜡，在离子交换器内除去碱金属和甲胺类杂质，进入树脂补集器（回收从离子交换器内漏出的少量树脂）。
经过以上分离精制操作，得到合格的MTO级甲醇产品送往下游甲醇制烯烃装置。
图1 MTO级甲醇精馏工艺流程示意图2影响MTO级甲醇精馏产品质量与能耗的因素2.1进料组成与温度的影响MTO级甲醇精馏的进塔物料为合成单元所产的粗甲醇，主要是由甲醇、水、有机杂质和少部分不凝气（CO2、CO、H2、CH4、N2）等组成的混合物。
通常以常温、常压下甲醇的沸点64.7℃为分界线，将沸点低于甲醇沸点的有机杂质称为轻组分，将沸点高于甲醇沸点的有机杂质称为重组分[1]。