芳烃抽提过程的计算机模拟.doc
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1、化:1:进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2007年第26卷增刊芳烃抽提过程的计算机模拟王健1,孙津生12(1天津大学化工学院,天津300072:2天津大学精馏技术国家工程研究中心,天津300072)摘要:简单介绍了我国芳烃抽提工业生产和市场发生的变化,同时介绍了商用软件在计算芳烃抽提过程中存 在的困难运用ASPEN PLUS过程模拟软件对芳烃抽提单元进行了单塔及全流程的模拟与优化,通过计算机 模拟,模拟计算结果与设计值基本吻合,可以用来分析抽提单元和各塔的操作能力和操作问题,指导实际生 产操作关键词:芳烃抽提;模拟;模型,芳烃是石油化工工
2、业的重要基础原料,在总数个工序,其作用是完成芳烃与非芳烃的分离。约800万种的已知有机化合物中,芳烃化合物占了原料油从抽提塔中部入塔,在塔内与溶剂接触,30,其中BTX芳烃(苯、甲苯、二甲苯)被称塔顶出来的抽余相经冷却后入抽余油水洗塔,用水 为一级基本有机原料【lJ。其产量和规模仅次于乙烯 逆流洗涤,出去微量溶剂,洗后的抽余油送出装置。 和丙烯。抽提塔底溶解了人量芳烃和少量非芳烃的第一富溶 BTX芳烃主要来自石油馏分催化重整生成油和剂进入提馏塔顶,进行抽提蒸馏提馏操作,除去非 裂解汽油,少部分来自煤焦油。近年来通过轻质烃芳烃,塔顶出来的含非芳烃和芳烃馏出物经冷却后 类芳构化及重芳烃轻质化来生产
3、BTX芳烃的技术得入回流芳烃罐,将油水分离,油作为回流打回抽提 到较快发展。芳烃分离技术包括溶剂抽提、精馏和 塔底。提馏塔底富含芳烃的第二富溶剂送至回收塔抽提蒸馏、吸附分离、结晶分离、络合分离、膜分 中部入塔,在塔内进行减压汽提蒸馏将芳烃与溶剂 离等工艺。由于催化重整油合裂解汽油等所含芳烃 分开,塔顶馏出物中一部分油作为回流打回塔顶, 的沸点与响应的烷烃等相近并形成共沸物,不易用其余的油就是芳烃产品,分离出来的水作为水洗水, 分馏方法得到芳烃,因此通常采用溶剂抽提方法取被送往抽余油水洗塔。回收塔底出来的贫溶剂返回 得混和芳烃,然后再用其他分离方法取得单体芳烃。抽提塔中,完成溶剂循环。抽余油水洗
4、塔底与回流 芳烃抽提目前主要有两种工艺,即液一液抽提:C艺和芳烃罐分出水合并进入水汽提塔,进行提馏操作除 萃取蒸馏工艺。液一液抽提工艺多应用于同时收回去水中微量非芳烃。苯、甲苯和二甲苯工况;萃取蒸馏,1二艺则适合于从12模拟流程图 高芳烃含量的原料生产高纯度的单一芳烃或同时生图l为手册中的流程图,而图2为模拟软件中 产苯与甲苯。与液一液抽提工艺相比,萃取蒸馏工简化的流程图。从两图的对比中可以看出,首先,艺流程相对简单,装置投资和能耗相对较低。1芳烃抽提过程的计算机模拟11工艺原理 催化重整生成油或裂解加氢汽油中组分繁多,有多种烷烃、环烷烃、芳烃和少量烯烃,以及它们的同分异构体,而这些化合物之间
5、有的沸 点差很小或形成共沸,如苯与多种烷烃、环烷烃、 烯烃就可以形成共沸物,因此很难用常规的方法 进行分离。采用环丁砜作为溶剂进行液液萃取来分离芳 烃12J,整个工艺包括环丁砜抽提、非芳烃水洗、汽提脱轻组分、芳烃溶剂分离、水汽提及溶剂再生6图l手册中芳烃抽提流程图增刊王健等;芳烃抽提过程的计算机模拟图2模拟中芳烃抽提流程图最大的简化在于溶剂再生塔的简化。在模拟中,省 际要求。再次,水汽提塔塔顶出来主要为水,几乎 去了再生塔,其中的循环由外加物料来替代,这样不含芳烃等组分,因此在模拟流程图中直接放出系 简化了流程中的循环,使模拟计算更容易收敛,但统,而不进入循环。最后,流股之间的换热问题也 同时
6、又符合实际要求。其次,在同收塔处,手册中做了适当的简化。 是由附加回流芳烃罐使油水分离,而在模拟中则通 13操作参数 过塔本身自由水的分离来达到此目的,同样符合实环丁砜抽提工艺操作数据部分列于表l【l】。表1抽提原料物性馏分c6、C,馏分C6Cl馏分 馏分c6、C7铺分 C6c|馏分 相对密度(20)O7776 08354 芳烃质量分数N605 837 馏程 苯质量分数, 175451初馏点 一 67 呵l苯质量分数423 288 终馏点一167二甲苯质量分数,O797 溴值颤Br)tOO g(油)】-2510 C,芳烃质量分数N 一 01硫含tragkg一10 1 0表2主要工艺操作数据馏分
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