| 标题 | MTBE装置甲醇回收塔模拟优化 |
| 范文 | 陈婷婷 摘 要：应用Aspen Hysys 软件，对MTBE装置甲醇回收塔进行模拟，并尝试在保证馏出口质量的前提下降低塔底蒸汽消耗，分别对塔温控制、塔压控制和回流温度控制这3个因素进行分析，寻找调整前回流比降低后，塔顶循环甲醇中水含量经常出现>0.5%（wt）的情況的原因，解决循环甲醇的质量不满足工艺指标要求的情况。 关键词：MTBE；流程模拟；甲醇回收；Aspen Hysys 中图分类号：TQ223 文献标志码：A 0 引言 本文中采用Aspen Hysys软件对某厂MTBE装置甲醇回收塔进行模拟研究，尝试在保证馏出口质量的前提下降低塔底蒸汽消耗，分别对塔温控制、塔压控制和回流温度控制这3个因素进行分析，寻找调整前回流比降低后，塔顶循环甲醇中水含量经常出现>0.5%（wt）的情况的原因，解决循环甲醇的质量不满足工艺指标要求的情况。通过模拟得到了优化的工艺参数，为同类装置的设计和优化提供了重要依据。 1 工艺流程模拟 某厂MTBE甲醇回收塔进料为剩余C4组分萃取塔塔底的甲醇水溶液，甲醇回收塔塔顶馏出为回收甲醇至甲醇原料罐，塔底为甲醇水溶液至萃取塔。 2 模拟结果 建立模型所用的数据和模拟结果见表1及表2。 在设定进料（组成、温度及流量）、塔操作条件（塔压、回流温度及流量）等参数后进行模拟计算，然后将模拟结果与实际值进行对比： 工况1的模拟结果中，最大误差为塔顶循环甲醇流量39t/h，误差率为3.25%，其次是塔底温误差为1.3℃，误差率为1.04%；工况2的模拟结果中，最大误差为塔顶循环甲醇流量16t/h，误差率也仅为1.45%，其余各参数误差率均小于1.0%，此结果证明了此模型能够较准确地对甲醇回收塔的实际工况进行模拟。 3 新工况分析 选择“降回流后-工况2”作为基础工况，分别从塔温、回流温度、塔压3个控制参数进行工况分析。 3.1 塔温控制分析 （1）塔温控制方案分析 目前，甲醇回收塔温度的控制方式为：用再沸器蒸汽用量来调节塔底温度。通过分析发现，此种控制方法不能对全塔的温度分布进行有效的控制，主要原因是：甲醇回收塔属于甲醇水共沸分离塔，当塔底压力达到平衡时，塔底温度不可能高于共沸温度，不能随着蒸汽用量的增加而明显提高，而蒸汽用量增加后，塔底汽化率增加，塔负荷增加，导致整个塔的平均温度提高，在其他操作条件不变的情况下，就会造成塔顶循环甲醇水含量增加。 对于降低回流量后，塔底温度降低的分析如下： 回流量降低后，塔负荷就会相应减少，塔板压降减小，从而导致塔底压力减小，共沸物沸点降低，塔底温度降低。而此时如果增加再沸器蒸汽用量，塔负荷会有所增加，塔底压力升高，共沸物沸点（塔底温度）略有提高，但整个塔的操作温度升高，就会造成塔顶水含量增加。 （2）塔温控制建议 通过了解发现，C-103设计的塔温控制方式为：塔底再沸器蒸汽流量与25块塔板（灵敏板）温度串级控制。此种控制方法可避免塔底温控制的不足，可对整个塔的操作温度进行有效的控制。所以，建议装置投用灵敏板温度与塔底蒸汽流量的串级控制。 （3）塔温控制模拟分析 模型中，以“工况-2”为基础工况，选取进料板上第二块塔板温度为温度控制点，并模拟其温度变化对塔关键参数和产品质量的影响。 从表2中可得出以下结论： ①塔操作温度越高，塔顶循环甲醇含水越多，反之，降低操作温度，循环甲醇含水减少。 ②温控点降低6℃后，塔底贫醇水甲醇浓度开始增加，降低8℃后，塔顶循环甲醇流量开始明显减少，降低9℃时，塔底贫醇水甲醇浓度降低至93.42%，塔底顶循环甲醇流量减少至0.3t/h，此时，已经不能满足生产要求。 ③最佳的温控点温度为较“工况-2”降低4℃。此时循环甲醇水含量有了明显下降，同时，塔底贫醇水浓度没有发生变化。 3.2 塔压控制分析 甲醇回收塔为常压操作塔，压力范围为50Kpag至250Kpag，但由于操作压力的增大会增加塔操作成本，所以分析塔顶压力从50Kpag至100Kpag时，塔顶循环甲醇水含量的变化情况。操作压力的增大有利于减少塔顶循环甲醇水含量。但塔压增大的同时他的操作成本，尤其是塔底再沸负荷会增加，所以不建议增加塔压。 3.3 回流温度分析 在基础工况中，保持其他控制参数不变的情况下，回流温度从35℃增加至45℃，模拟结果显示，在此温度变化范围内，回流温度的变化对循环甲醇水含量影响不大，都没有超过或低于0.29%，塔底再沸负荷相差仅68kW。 所以，回流温度按现控制方案进行控制即可。 结语 （1）由模拟结果可知装置投用灵敏板温度与塔底蒸汽流量的串级控制，温度控制值为“工况-2（12月20日装置提供，101℃）”的基础上降低4℃。 （2）塔顶压力、回流温度控制方案不变。 （2）降低回流操作时，回流量每降低0.5t/h，灵敏板温度控制值减小0.5℃。回流量降低至6t/h后，要注意塔底贫醇水纯度是否满足工艺指标要求。 参考文献 [1]李学.碳四馏分分离技术研究进展[J].炼油与化工，2011，22（6）：13-15. [2]刘国胜，谢涛.MTBE装置扩能改造技术路线的选择及分析[J].中外能源，2009，14（6）：82-86. [3]金波，叶启亮，李玉安，等.MTBE装置的全流程模拟与优化，现代化工，2015（7）：146-150. |
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