洗油初蒸馏塔的新工艺流程模拟研究.pdf

第2期(总第171期
煤化工
No.2(Total No 171
2014年4月
Coal Chemical Industry
Apr. 20
洗油初蒸懰塔的新工艺流程模拟研究
杨云
(上海宝钢化工有限公司,上海201900
摘要通过 Aspen P1us软件,对某焦化厂提出的洗油初蒸馏塔新工艺方案进行流程模拟。模拟结果显示:
随着塔顶萘油采出量的增加,C-甲基萘油中禁含量迅速下降,B-甲基萘含量先增加后下降,@甲基萘增加;通过
调整塔顶萘油采出量,可以解决Cー甲基萘油中萘含量高的问题,但β-甲基蒜含量会下降;增加回流量,对C-甲
基萘油中各组分影响不明显。如果改变采出塔板为第12块,则B-甲基萘质量分数能保持在70%左右,@-甲基袭
质量分数在18%左右。
关键词洗油,初蒸馏塔,流程模扠, Aspen Plus
文章编号:1005-9598(2014)-02-0061-04中图分类号:TQ520文献标识码:A
某焦化厂洗油装置初蒸馏塔以D甲基萘油(简称Frac蒸馏模型。 Rad Frac可用于模拟所有类型的多
DMNO-1)为原料,年处理量为9000t左右,从中可分离级汽一液分离操作,如普通精馏、吸收、汽提等。Rad
出C甲基禁油( CMNO-1)(4000t/a)、洗净油(WO-R)Frac模型适用的体系包括气一液两相传质体系、气
(4000t/a)和含苊油(RAO-R)(500t/a),其中CMNO-1液一液三相传质体系、窄沸程和宽沸程传质体系等。
为主要产品,是后续生产B甲基(B-M)的原料。
对气一液两相中存在的强非理想性物系和理想物系,
近年来由于原料DMNO-1中禁含量的提高,造成均能实现良好的模拟结果。用塔板的 Murphree效率,
CMNO-1禁含量也随之升高,给后续分离工序带来困来拟合理论塔板与真实塔板之间的差异;物性计算液
难。生产厂技术人员提出在蒸馏塔的第39~43块塔板相采用NRTL( Nonrandom Two- Liquid,溶液理论中非
侧线采出CMO-1,而让少量含萘高的萘油组分(MO)随机(局部)双液体模型方程)活度系数法,气相计算
从塔顶采出,来解决 CMNO-1中萘含量高的问题。同时采用R-K( Redlich- Kwong)方程。
希望达到CMO-1中3-甲基萘(B-MN)质量分数>70%
及&-甲基萘(Q-MN)质量分数<13%的要求。针对以
TCNNO--
上要求,受生产厂委托,笔者采用 Aspen Plus流程模
拟软件,对洗油初蒸馏塔进行流程糢拟计算,验证该
?-?」?
方案是否可行,并优化操作条件。
1模型的建立
图1洗油初蒸惘塔原生产工艺流程示意图
洗油初菾馏塔原生产工艺流程示意图见图1。利
用现有设备条件,在对塔设备不进行改造的情况下,
洗油初HCMN?
蒸馏塔0-R]
新流程将CMNO-1改为侧线采出, CMNO-1采出点为第
39块塔板,W0-R采出点为第53块塔板,洗油初蒸馏
RAO-R-
塔新工艺模拟流程示意图见图2。精馏模块采用Rad
图2洗油初蒸榴塔新工艺模拟流程示意图
收稿日期:2013-12-17
作者简介:杨云(1982一),男,江西修水,工程师,顽士,2003年本科毕业于西安建筑科技大学化学工程与工艺专业,研
究方向为煤焦油深加工,E-mail:yang-yun@baosteel.com
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煤化工
2014年第2期
2原料组分处理
个虚拟组分,以纯组分茚来近似表征;将硫茚和不明
物3归为一个虚拟组分,以纯组分硫茚来近似表征;将
原料DMNO-1的组成气相色谱分析结果列于表1。不明物4和喹啉归为一个虚拟组分,以纯组分喹啉来
由表1可看出,分析结果中有4个不明物组分,这些近似表征;将联苯+异喹啉组分以联苯来近似表征。将
组分在现有的模拟软件数据库中无法表征,因此需对氧芴和芴归为一个虚拟组分,用纯组分氧芴来近似表
组分进行合理简化处理。由于气相色谱出峰颅序与征。从表1还可看出,各组分质量分数总和只有94.94%
沸点和物质的极性有关,所以,将不明物并入相邻的不到100%,这是由于一些重组分不明物没有统计造
非关键组分中,如将不明物1和不明物2与茚归为
成的,因此,虚拟出一个重组分,以菲来近似表征。
表1原料DMNO-1的组分
不明物1苗
不明物2
硫南不明物36N-、不明物4
0.1
0,44
6.02
0.12
0.55
36.94
15.97
1.45
喹啉2甲基喹啉联苯+异喹啉
甲基萘
范
氧芴
芴
哚
总计
0.24
10.95
11.03
4生.63
0.86
0.07
3.86
94.94
经过处理后,得到新的原料组成含量作为输入数
表4主要组分模拟组成和实际组成数据对比%
据,处理后原料DNO-1的组分列于表2。
CMNO-1组分
WO-R组分
表2处理后原料DMNO-1的组分
模拟结果实际分析模拟结果实际分析
茚硫茚-NaN、喹啉2-甲基喹啉
1.56
1.05
0.596.020.6736.9415.973.110.24
15.9216.36
联苯二甲基萘苊氧芴哚菲总计
硫茚
10.9511.034.630.933.865.06100
B-MN
63.94
OI
24.1424.53
3塔板 Murphree 3效率拟合
喹啉
7.62
2.99
2-甲基喹啉0.02
0.24
由于塔板效率无从得知,计算过程中,引入塔板
联苯
0.07
0.15
19.8517.10
Murphree效率来拟合理论塔板与真实塔板之间的差
二甲基萘
7.9714.80
异。因此,通过模拟图1的原工艺流程,考察不同塔板
苊
4.60
5.37
效率下的模拟计算结果,选出模拟结果中温度、产品
000
氧芴
0.630.88
组成等与实际操作数据基本吻合的塔板效率,作为下
哚
1.86
5.62
一步模拟的参数。拟合后的模型温度和组分模拟数据
分别与生产过程的实际数据(初蒸馏塔的操作条件和
4给定条件下的模拟计算
产品的气相色谱分析组成)的对比列于表3和表4。
由表3和表4可以看出,该模型温度误差在1%
将拟合的塔板效率参数输入图2所示的新模拟
左右,组分含量方面能较准确地反映出禁、P-+N、流程中,进行模拟计算,在回流量为5.5m/h、CMO-1
Q-MN在塔中的分布。对于吲哚、喹啉等,由于含有杂
和0-R采出量不变的情况下,改变塔顶MO的馏出量
原子,极性较强,NRTL方法在估算其活度系数时有偏
(占进料的质量分数,全文均相同),得到图3、图4和
差,故模拟值和真实值之间有误差,同时这些也是非
图5中模拟数据。 CMNO-1和MO中萘的质量分数随MO
关键组分