费托合成水中混合醇初步分离工艺的实验与模拟

作者：李春利; 张乾龙; 郭中山; 王峰; 方静; 李浩^*

来源：煤炭学报, 2020, 45(04): 1319-1326.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.YH20.0125

• 费托合成水
• 混合醇
• 精馏
• 隔壁塔

针对费托合成水中混合醇的分离问题,提出了利用隔壁塔(DWC)精馏技术初步分离混合醇的工艺。在忽略隔板传热的情况下,利用DWC小试实验装置进行了实验研究,并通过Aspen Plus模拟软件利用四塔模型严格模拟计算用于混合醇初步分离的DWC工艺。根据DWC小试实验参数进行模拟设定,并以产品关键组成和塔内温度分布为依据对比模拟与实验结果,进而验证了模拟过程的准确性。以寻求精馏过程再沸器热负荷最小值为目标,并将产品分离要求作为约束条件,使用序列二次规划(SQP)优化方法结合灵敏度分析工具对常规精馏序列工艺和DWC工艺进行参数优化。通过分析最佳参数条件下常规精馏序列工艺和DWC工艺的温度分布和关键组分浓度分布,对常规精馏序列工艺中间组分的返混现象和DWC工艺模拟过程忽略隔板传热的可行性做出了阐述。基于公平的优化模拟结果,分析对比了常规精馏序列工艺和DWC工艺的经济性和二氧化碳(CO2)排放量。结果表明,DWC工艺相比常规精馏序列工艺可降低47.8%的能源消耗和47.8%的CO2排放量,并且减少24.1%的设备总投资成本(CTI)和47.5%的年度总运营成本(CTO含量),从而使年度总成本(CTA)降低了43.8%。因此,将DWC技术应用于费托合成水中混合醇的分离具有非常显著的优势。

• 单位
  河北工业大学