四氢呋喃回收精制系统模拟及设计.pdf

煤矿规代化
2013年第3
崽第114
四氢呋喃回收精制系统模拟及设计
王志磊
(兖矿集团国宏化工有限责任公司,山东邹域273512
摘要基于四氩呋喃回收利用需要,分别采用 SIMSCI公司的PR(OMI和 ASPEN
TECH公司 ASPEN Plus两套软件进行了详细的流程模拟计算,并根据模拟计算结果结合多
年工程设计经验,形成了四氢呋喃精馏设计方案,同时给出塔及内件的选用建议
关键词四氢呹喃;精馏;流程模抄
中图分类号:TQ051.8-1文献标志码:B文章编号:100900797(2013)03-0032-02
充矿国宏化T公司采用四氢呋喃萃取煤沥青,品,去产品罐。进入脱水塔的共沸组成,在脱水塔塔
每年消耗精四氢呋喃约2000t。为降低生产成本,需顶脱出该压力下共沸的四氢呋哺和水,塔底出水。
对四氢呋喃进行回收利用。分别采用 SIMSCI公司的
表1精馏模拟计算结果
PRO/II和 ASPEN TECH公司 ASPEN Plus两套软件
FFED TI-T0P T2-TOP THF To-f1 WATER
进行了详细的流程模拟计算,并根据模拟计算结果
Temperatire.40.00116.5044.40125.4045.90
0.52
结合多年工程设计经验,形成了精馏设计方案。
设计基础
Volume Flow rum/hr0.460.080.070.520.070.00
Mass Flow kg/hr
四氢呋喃水溶液,四氧呋喃含量为99%,水含量
16.0056.2356.23396.0056.230.00
为1%(质量百分比)
2,03
0.00
2.03
连续精馏,处理能力为400 kg/hi
CAO
0.99000.90300.96501.000001.96500.0000
设计要求
0.01000.09700.03500.00000.03501.0000
炳塔结构设计如下
四氢呋喃含量>99.9wt%
四氢呋喃产品塔为填料塔,采用加压操作,设计
水份含量<0.1wt%
塔顶压力为500.0kPa(a),该塔采用塔径为400,塔
3流程模拟
内装填填料高度为11500m,精馏段填料高度为
7500m,分成两段,填料型号DZ-Ⅱ型,两段高度为
模拟流程见图1。
4000am、4000mm;提馏段填料高度为400om,填料
型号为DZ-Ⅱ型。塔顶采用高效,低占位,槽式液体
分布器,填料段之间采用一体式液体分布器。
冷凝器负荷为244116KCAI/HR
再沸器负荷为43913 KCAL/HR
WATER
脱水塔为填料塔采用减压操作,设计塔顶压力
为50.00kPa(a),该塔采用塔径为∮400,塔内装填
DZ-Ⅱ型填料,填料高度为1000om,共分两段,各
段高度为5000mm、500om。进料口在两填料段之
图1系统模拟流程图
间。塔顶采用高效,低占位,槽式液体分布器,填料段
4模拟计算结果
之间采用一体式液体分布器。
冷凝器负荷为26361.6 KCAL/HR
迮续精馏模 ASPEN Plus模拟计算结果见表1。
再沸器负荷为240000KCAI/HR
5结构说明
6所用填料及分布器
该系统采用两塔变压操作,前塔为产品塔,后塔6.1高效DZ型填料
为脱水塔。物料先进入产品塔(T1),塔顶出共沸的四
金属丝网波纹填料是目前世界各国应用比较广
氢呋喃和水,去脱水塔,塔底出合格的四氢呋喃产泛的高效填料,其主要优点是
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1)板数高、通量大、压降低;
依据填料塔液体分布器选型原则,在无脏堵的
(2)低负荷性能好、理论板数随气体负荷的降低情况下.液体分布器选用线分布型槽式液体分布器
而增加,几乎没有低负荷极限
是合适的,见图3
(3)放大效应不明显:
(4)适于减压精馏,能够满足精密、大型、高真空
精馏装置的要求,为难分离物系、热敏性物系及高纯
度产品的精馏分离提供了有利的条件。
目前使用比较多的丝网波纹填料有700Y(CY)
和500X(BX)。DZ型填料(见图2)同前两种的主要
区别在于:通过机械的表面处理(硌窝)等一系列措
施,使比表面积增加40%左右,空隙率增加到93%以
图3线分布型槽式液体分布器
上,同时由于表面的处理,液体在其上更容易形成均6.4斜板式液体收集器
匀的液膜,气体经过其表面,湍动更剧烈,加强了传
填料塔各床层之间采用斜板式液体收集器将上
质传热的功能,效率提高了30%以上;同时根据流体一床层流下的液体完全收集并混合,再进入线分布
力学的研究结果,将倾斜角度稍加调整,使得流体的型槽式液体分布器中,以消除塔径向质与量的偏差。
流动更加顺畅,气液流过两盘填料接触点不会因流斜板式液体收集器的特点是自由面积大,气体阻力
道的急剧变化而首先发生液泛、从而降低了压力降,小,一般低于2.5m水柱,因此非常适于真空、常压
通量变大。
操作,与槽式液体分布器相配合,组成非常传统、实
用的收集再分布系统。此次设计中亦采用超低占位
的液体收集器,见图4
图2高效DZ型填料
6.2自分布与再分布填料
料,跟液体分布器一起,实现了液体的面分布,明显地ダ外参图4斜板式液体收集器
众所周知,填料分离效能的发挥依赖于良好的气
液分布效果。自分布填料是一种特殊设计的规整填
减少了液体分布的端效应,保证了填料的传质和传热
系统设计采取工艺模拟与生产设计结合,设计
效果。对于填料塔,液体在从塔顶向塔底的流动过程处理能力2000a,经过处理得到的四氢呋喃精度高
中有趋壁效应,而气体在从塔底向塔顶的流动过程中达9.9wt%。
有趋心效应。而再分布填料由于其特殊的结构,其作
用是使环塔壁区内的液体向塔轴心缩移,又使塔中心
作者简介
区的气体向塔壁区扩散,从而减小填料层中部的中效
王志磊,男,工学学士、助理工程师、主要从事煤化工的生
应,而再分布填料的传质传热作用不变。
产与研究,曾在现代化工等多家学术刊物发表学术文章。
6.3线分布型槽式液体分布器
(收稿日期:2013-1-7)
Simulation and design of Yankuang Guohong tetrahydrofuran recovery refining system
Wang Zhilei
(Yankuang Guohong Chemical Co., Itd.. Zoucheng 273512
Abstract: based on tetrahydrofuran recycling needs, two sets of software, PRO/II from SIMSCI and Aspen Plus from ASPEN TECH Compa-
ny are adopted in this thesis to carry out a detailed process simulation calculation and formulated tetrahydrofuran distillat