合成氣生產(chǎn)異丁醇的工藝模擬計(jì)算和優(yōu)化研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源的匱乏以及過度消耗引起了資源危機(jī)，使得企業(yè)對化工廠工藝生產(chǎn)中清潔能源的有效利用、節(jié)能降耗的要求越來越高。合成氣生產(chǎn)低碳混合醇就是煤炭資源清潔高效合理利用的有效途徑之一，并且由合成氣直接生產(chǎn)異丁醇的工藝路線一直都備受矚目。在工藝精餾過程中，操作參數(shù)影響著精餾效果，能耗影響著生產(chǎn)成本。近十幾年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，化工工藝流程模擬計(jì)算日趨成熟，可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)有效的幫助化工企業(yè)降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，降低生產(chǎn)費(fèi)用，提高

2、生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新性、降低能耗、提高產(chǎn)品的綜合競爭力，進(jìn)而有效的提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，利用AspenPlus工藝流程模擬軟件對合成氣生產(chǎn)異丁醇進(jìn)行工藝模擬計(jì)算和優(yōu)化是重要的研究課題之一。針對上述問題本文主要做了以下工作:
　　1.合成氣生產(chǎn)異丁醇工藝流程進(jìn)行模擬與計(jì)算。以現(xiàn)有的合成氣制取異丁醇的工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)際生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，應(yīng)用Aspen Plus工藝流程模擬技術(shù)對合成氣生產(chǎn)異丁醇工藝流程進(jìn)行模擬計(jì)算。根據(jù)生產(chǎn)的物系以

3、及生產(chǎn)的自身?xiàng)l件，選擇合適的物性方法，經(jīng)過分析可知，該工藝均適合運(yùn)用PR、SRK這兩種物性方法進(jìn)行反應(yīng)，運(yùn)用WILSON、NRTL、UNIQUAC等物性對工藝流程進(jìn)行精餾模擬計(jì)算。將整個(gè)工藝流程分為低碳混合醇的制取工段、加氫工段、甲醇乙醇分離工段、異丁醇精制工段這四大工段，并分別進(jìn)行了模擬。在模擬過程中對主要部分的設(shè)備裝置進(jìn)行了物料衡算和能量衡算。
　　2.合成氣生產(chǎn)異丁醇工藝流程模擬優(yōu)化，首先運(yùn)用基于平衡級模型的簡捷設(shè)計(jì)模塊DS

4、TWU精餾塔進(jìn)行簡單計(jì)算，以簡捷計(jì)算的結(jié)果作為初值，再運(yùn)用平衡級精餾塔中的嚴(yán)格設(shè)計(jì)計(jì)算模型RadFrac進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，并且使用靈敏度分析工具，分別對精餾塔的進(jìn)料位置、回流比、理論板數(shù)等操作參數(shù)對精餾過程的影響進(jìn)行了深入的研究與討論，進(jìn)而得到操作的最優(yōu)條件。采用優(yōu)化后的操作參數(shù)進(jìn)行模擬再現(xiàn)，探討優(yōu)化前后精餾塔內(nèi)塔頂冷凝器的熱負(fù)荷與塔底再沸器的熱負(fù)荷的消耗情況。經(jīng)過對優(yōu)化前后的對比，并與某廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較，模擬優(yōu)化提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，降