【摘 要】
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苯、甲苯、二甲苯作为重要的基础化工原料,目前主要来源于石油裂解,而我国富煤少油,同时煤基甲醇产能过剩,因此需积极发展煤基甲醇制芳烃(MTA)生产工艺,对石油制芳烃进行补充,同时在“双碳”背景下,加强节能减排.MTA工艺流程主要分为4部分,即甲醇芳构化单元、芳烃-非芳烃分离单元、芳烃分离单元和非芳烃分离单元.根据不同物质及操作条件对MTA各单元选取了不同物性方法,分别为PRMH V2、UNIFAC、SRK、PENG-NOB,并修正其反应动力学参数,使模拟结果与试验结果基本一致.在此基础上,利用Aspen P
【机 构】
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太原理工大学化学化工学院,山西太原 030024
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苯、甲苯、二甲苯作为重要的基础化工原料,目前主要来源于石油裂解,而我国富煤少油,同时煤基甲醇产能过剩,因此需积极发展煤基甲醇制芳烃(MTA)生产工艺,对石油制芳烃进行补充,同时在“双碳”背景下,加强节能减排.MTA工艺流程主要分为4部分,即甲醇芳构化单元、芳烃-非芳烃分离单元、芳烃分离单元和非芳烃分离单元.根据不同物质及操作条件对MTA各单元选取了不同物性方法,分别为PRMH V2、UNIFAC、SRK、PENG-NOB,并修正其反应动力学参数,使模拟结果与试验结果基本一致.在此基础上,利用Aspen Plus对MTA工艺进行全流程模拟,通过灵敏度分析,优化了反应器、萃取精馏塔、甲苯提纯精馏塔的操作条件,最后采用变压精馏、完全热耦合精馏方法完成节能改造,并利用Aspen Energy Analyzer对工艺流程进行换热网络优化.结果表明,优化得到的反应器最佳反应条件为470℃,催化剂用量为7 000 kg,萃取精馏塔的最佳萃取剂用量为10 000 kg/h,甲苯提纯精馏塔的塔板数量为59,进料位置为29,回流比为3.节能改造后,变压精馏节约能耗43％,CO2排放量降低227.3 kg/h;完全热耦合精馏节约能耗56.26％,CO2排放量降低185.5 kg/h.经换热网络优化,MTA工艺节约能耗52.82％,即36.34 MW,减少CO2排放量64.40％,即6 282 kg/h.最终主产物的模拟结果为:纯度97.89％的苯产量397.28 kg/h,纯度99.99％的甲苯产量2 772.81 kg/h,纯度99.99％的二甲苯产量5 486.49 kg/h.利用化工流程模拟软件对MTA工艺进行操作条件优化及节能改造,为实现MTA工艺工业化提供了参考意义,同时符合我国节能减排要求.
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