于曉霞YU Xiao-xia

（大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，大同 037003）

（Datong Vocational and Technical College of Coal，Datong 037003，China）

0 引言

甲醇在化工生產(chǎn)中有極為重要的地位，甲醇的燃燒產(chǎn)物為水，不會對環(huán)境造成污染，因此，甲醇是工業(yè)中的一種典型優(yōu)質(zhì)原料，近年來，石油資源消耗量逐漸升高，資源儲量越來越少，石油的價格也逐漸升高，為了應(yīng)對能源枯竭的問題，必須要尋找出石油替代品。甲醇就是一種很好的選擇，甲醇不僅價格低廉，對環(huán)境的污染也很小，除此之外，甲醇的辛烷值很高，有著極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

我國的煤炭資源豐富，各個地區(qū)煤制甲醇項目也開展的如火如荼，煤制甲醇項目也成為未來階段下煤炭資源的高效利用形式，甲醇精餾就是對合成裝置中的粗甲醇進行精制的一個過程，精餾的最終目的就是將粗甲醇中的雜質(zhì)脫除，生產(chǎn)出符合國家標準的優(yōu)質(zhì)甲醇，如果粗甲醇精餾效果不理想，那么制作出的成品純度必然會受到嚴重的影響，下面就對大型煤化工甲醇精餾過程仿真系統(tǒng)進行深入的研究。

1 甲醇精餾流程簡分析

甲醇精餾的最終目的就是將粗甲醇中的雜質(zhì)脫除，提升甲醇的質(zhì)量。根據(jù)甲醇生產(chǎn)的質(zhì)量要求，其精餾過程包括四塔、三塔、雙塔幾個流程，四塔與三塔流程是以雙塔流程為出發(fā)點而建立，需要先進行分離處理，再采用相應(yīng)的方法將高沸物與水分離出來。

其中，三塔精餾系統(tǒng)主要由常壓精餾塔、加壓精餾塔與預(yù)精餾塔三個部分組成，在三塔精餾系統(tǒng)之中，預(yù)精餾塔與雙塔精餾中預(yù)精餾塔的作用相同，經(jīng)過加壓蒸餾塔的處理后，甲醇液就會變?yōu)檎羝龠M入冷卻再沸器，此時，甲醇蒸汽產(chǎn)生的冷凝熱能夠為常壓精餾塔的運行提供良好的熱源，而甲醇液在冷凝再沸器中流出后，會進入到加壓塔回流槽中，還有部分甲醇液會進入加壓精餾塔，作為系統(tǒng)的回流液，剩余部分經(jīng)過冷卻處理后就是成品。三塔流程具有節(jié)能性與環(huán)保型的特征，加壓塔塔頂冷凝潛熱能夠作為再沸器的熱源進行使用，這樣既可節(jié)省大量的冷卻水，也不需要對蒸汽進行加熱。

同三塔流程相比而言，四塔流程的造價相對較高，但是生產(chǎn)出的甲醇純度更高，且裝置規(guī)模越大，甲醇的純度就會越高。同時，在四塔流程之中，常壓精餾塔塔底廢水幾乎不會產(chǎn)生雜質(zhì)，將其作為萃取水使用就能夠有效的節(jié)約原材料，總結(jié)而言，四塔流程環(huán)保型更加的理想，能夠節(jié)約大量的水資源，因此，這種模式也將會成為未來階段下重點推廣模式。

2 大型煤化工甲醇精餾過程仿真系統(tǒng)分析與模擬

目前，我國大型煤化工甲醇精餾過程的仿真多使用Aspen Plus，Aspen Plus 是一款典型的化工流程模擬軟件，能夠精確反應(yīng)出精餾過程的細節(jié)。Aspen Plus 是一種大型的通用性流程模擬軟件，是建立在嚴格機理模型基礎(chǔ)上的，功能強大、精度理想、數(shù)據(jù)齊全。就現(xiàn)階段來看，Aspen Plus 軟件已經(jīng)在各個化工行業(yè)之中得到了廣泛的使用。

在實際的操作過程，第一步就是要選擇好物性方法（UNIFAC-DMD），再選擇好相應(yīng)的單元操作模塊，將參數(shù)調(diào)整好，這樣才能夠提升模擬的精度，一般情況下，只要參數(shù)符合要求，模擬誤差不會超過5%。參數(shù)設(shè)置完成后，就能夠使用Aspen Plus 系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)模擬系統(tǒng)，具體的精餾過程可以按照模擬軟件中的RADFRAC 塔精餾模塊來模擬，塔精餾模塊中的模擬文件有著收斂性的優(yōu)勢，能夠提供各種各樣的模型，同時，系統(tǒng)頂層屬于典型的仿真界面，這一界面能夠克服傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺陷。此外，整個系統(tǒng)的仿真界面與模擬文件能夠使用相應(yīng)的程序接口來連接，這樣即可提升文件精度。同時，系統(tǒng)的操作方式十分的簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)擴充性的人機交換。

除此之外，仿真系統(tǒng)也能夠與自主化服務(wù)器進行有機結(jié)合，在這種模式下生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度更加的理想，且操作靈活，符合環(huán)保要求，以上的仿真系統(tǒng)的操作和設(shè)計與實際生產(chǎn)操作一致，能夠?qū)崿F(xiàn)通用，是值得進行推廣和使用的。

在技術(shù)水平的發(fā)展之下，煤化工企業(yè)甲醇精餾工作也發(fā)生了一些變化，進料流量與以往相比，參數(shù)越來越大，在模擬過程中，需要依照常壓精餾塔雜質(zhì)與熱負荷的變化情況，調(diào)整好回收塔與常壓精餾塔的運行參數(shù)，這樣才能夠提升產(chǎn)品的精度。

3 我國大型煤化工甲醇精餾仿真系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

近年來，我國大型煤化工甲醇精餾仿真系統(tǒng)越來越成熟，四塔流程也開始在大型煤化工企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，大型煤化工甲醇精餾仿真模擬系統(tǒng)底層是由不同甲醇四塔精餾工藝構(gòu)成，將Aspen Plus 仿真模擬軟件應(yīng)用到其中即可對操作負荷進行相應(yīng)的控制，若粗甲醇組成成分與流量發(fā)生變化，此時，仿真系統(tǒng)就會將模擬文件打開，保障文件接收的準確性，Aspen Plus 系統(tǒng)多文檔界面可以將所有的工藝流程清晰明確的顯示出來。

4 結(jié)語

綜上所述，在選擇甲醇精餾工藝方案的過程中，需要對分離物系的特征、能耗、經(jīng)營、投資等因素進行綜合分析，并與生產(chǎn)條件和生產(chǎn)要求進行密切的結(jié)合，選擇科學(xué)合理的工藝模式。要意識到，在社會的發(fā)展之下，化工企業(yè)面臨的競爭也越來越激烈，這種競爭不僅集中在產(chǎn)品質(zhì)量方面，更加表現(xiàn)在產(chǎn)品的價格與能耗兩個方面，考慮到這一問題，大型煤化工企業(yè)必須要意識到競爭形勢的變化，不斷優(yōu)化精餾系統(tǒng)，積極的在生產(chǎn)過程中應(yīng)用Aspen Plus仿真模擬系統(tǒng)，這樣才能夠保證甲醇精餾過程朝著科學(xué)化、大型化的模式發(fā)展。

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