丁辛醇裝置的全流程模擬收斂策略及計(jì)算-天然氣與石油

丁辛醇裝置的全流程模擬計(jì)算陳麗（大慶石化公司信息技術(shù)中心，黑龍江大慶163316）摘要：應(yīng)用 軟件對某化工廠丁辛醇裝置進(jìn)行了全流程模擬，探討了該裝置在全流程模擬中的羰基合成反應(yīng)回路、 縮合反應(yīng)回路和加氫反應(yīng)回路撕裂流的選擇及收斂方法，并進(jìn)行了合成氣在汽提塔3種不同工況下的計(jì)算，結(jié)果表明整個(gè)裝置的收斂性很好。關(guān)鍵詞：丁辛醇裝置；全流程；模擬計(jì)算；收斂性丁辛醇裝置的原料合成氣和丙烯經(jīng)過脫除雜質(zhì)凈化后進(jìn)入羰基反應(yīng)系統(tǒng)，在銠和三苯基膦催化作用下生成混合丁醛，混合丁醛以氣相離開反應(yīng)器，冷卻后經(jīng)過汽提脫出輕組分，輕組分返回合成反應(yīng)系統(tǒng)。脫出輕組分后的穩(wěn)定丁醛去異構(gòu)物塔，將正丁醛和異丁醛分離，異丁醛去儲罐，正丁醛進(jìn)入縮合反應(yīng)系統(tǒng)在 作用下縮合生成辛烯醛，辛烯醛蒸發(fā)后進(jìn)入加氫反應(yīng)器同氫氣反應(yīng)生成粗辛醇。粗辛醇再經(jīng)過預(yù)分餾塔和精餾塔脫出輕組分和重組分最后得到終產(chǎn)品丁醇。1模擬計(jì)算丁辛醇裝置的辛醇生產(chǎn)流程中由原料精制、羰基合成反應(yīng)回路、 縮合反應(yīng)回路和加氫反應(yīng)回路、粗辛醇精制組成［1。］1.1羰基合成反應(yīng)回路原料精制、羰基合成反應(yīng)回路的流程示意見圖1。#149189圖1原料精制、羰基合成反應(yīng)回路的流程M10MIXER仁1來自F1701的除雜后的丙烯和合成氣混合進(jìn)料1105去異構(gòu)物塔T1110SP10MIXERM14MIXERM13MIXER129397C3102149189圖1原料精制、羰基合成反應(yīng)回路的流程M10MIXER仁1來自F1701的除雜后的丙烯和合成氣混合進(jìn)料1105去異構(gòu)物塔T1110SP10MIXERM14MIXERM13MIXER129397C310210f87989220278在圖1中，有多個(gè)物流可以作為撕裂流對回路進(jìn)行收斂計(jì)算［2。］如物流8、8等。如果選擇物流8作為撕裂流則同時(shí)必須選擇物流18作為撕裂流，這樣才能進(jìn)行計(jì)算，同樣若選擇物流92同樣若選擇物流92則同時(shí)必須選擇物流3才能進(jìn)行計(jì)算。而只有當(dāng)選擇物流98作為撕裂流時(shí)，則不需再選其它物流。選擇物流98作為撕裂流，需要計(jì)算的收斂變量最少，計(jì)算時(shí)間最短。以物流 為撕裂流，應(yīng)用 軟件 計(jì)算出該回路出口物流 的結(jié)果見表1。表1羰基合成回路模擬計(jì)算結(jié)果撕裂流初值組分的摩爾分率撕裂流 收斂終值出口物流x撕裂流初值組分的摩爾分率撕裂流 收斂終值出口物流xxxxxx7XXX76768201XX3X6X1X3ISOBU-01 0 2.723X12-032 0.08RESIDUE 0 0 1.57X4總流率.溫度/℃ 69.0 55.838 09 80.1壓力1.縮2合反應(yīng)回路丁辛醇裝置縮合反應(yīng)回路的流程示意見圖2。在圖2中，有多個(gè)物流可以作為撕裂流給回路進(jìn)行收斂計(jì)算，如物流34、36、37、9、99 ，選擇任何物流作為撕裂流均可?，F(xiàn)以物流作為撕裂流，應(yīng)用 軟件計(jì)算出該回路出口物流41的結(jié)果見表2。表2縮合反應(yīng)回路模擬計(jì)算結(jié)果組分的摩爾分率撕裂流初值 撕裂流 收斂終值 出口物流21總流率?溫度/℃ 62.000 68.壓力加氫反應(yīng)器裝置加氫反應(yīng)器的流程示意見圖3。圖3裝置加氫反應(yīng)器回路的流程在圖3中，有多個(gè)物流可以作為撕裂流進(jìn)行回路收斂計(jì)算，現(xiàn)以物流55作為撕裂流，應(yīng)用 軟件計(jì)算出該回路出口物流的結(jié)果見表3表3加氫反應(yīng)回路計(jì)算結(jié)果組分的摩爾分率撕裂流初值 撕裂流 收斂終值 出口物流EMPOH 0 0 5.151X1-0632SODIU-01 0 0 9.50X9104-14RESIDUE 0 0 4.9X419-013總流率.溫度/℃ 141.0 141.0 31.92837壓力3種不同工況辛醇產(chǎn)品的組成和含量在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)進(jìn)料負(fù)荷和工藝情況經(jīng)常調(diào)整凈化后的合成氣進(jìn)入羰基合成反應(yīng)器的分流分率。為了驗(yàn)證流程是否具有較好的收斂性，選擇3種不同工況，即凈化后的合成氣%、 0、 %進(jìn)汽提塔 （即%、 %、%合成氣進(jìn)入羰基合成反應(yīng)器），選擇物流9、840、55作為循環(huán)撕裂流，計(jì)算終產(chǎn)品辛醇（即2－乙基己醇）的產(chǎn)量和組成，應(yīng)用 軟件計(jì)算結(jié)果見表4表4種3不同工況下辛醇產(chǎn)品的計(jì)算結(jié)果組分組分的摩爾分率%去汽提塔%去汽提塔%去汽提塔1.4%6X1%8-461.4%7X1-%44%1.4%5X1%8-4%EMPEL6.1%X81-%13%6.1%X81-%1%%6.1%X315-%1%EHA9.69X71%8-999.698X1-6%929.695X1%8-912-EHEMPOH%.993816.%39X1%7-3196 %.99382%6.%38X1-%5377%.993826.%38X1%1-31RESIDUE總流率 .溫度/℃壓力4.45X71-%3%111333.842.%2.15X41-%3927 11334.1742.%4.65X%1-%24911334.42.%由表4可見，3種不同工況下全流程的收斂性均很好。結(jié)論應(yīng)用 軟件對丁辛醇裝置進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)乃毫蚜鞑粌H可以節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，而且是保證流程模擬準(zhǔn)確的條件。同時(shí)裝置的工程技術(shù)人員必須熟知工藝原理、流程模擬模型的適用條件和范圍，才能保證對裝置在各種工況條件下的模擬計(jì)算結(jié)果真實(shí)和準(zhǔn)確。參考文獻(xiàn)TOC\o"1-5"\h\z王松漢，何細(xì)藕乙烯工藝與技術(shù) 北京：中國石化出版社， ：陳濱乙烯工學(xué)北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 9張洪原化工原理成都：成都科技大學(xué)出版社， ：繆暉淺析 軟件在三