精对苯二甲酸装置溶剂脱水塔水相回流对分离效果影响的研究

在醋酸脱水共沸精馏系统中,水相回流不仅能调节物料平衡,而且能控制塔顶出料中的醋酸浓度.在醋酸脱水系统设计和控制的研究中,水相回流往往给定一个固定的流量,很少被用作控制变量,水相回流与精馏塔的进料变化及出料组成的关系未见报道.本文利用Aspen Plus流程模拟软件模拟计算精对苯二甲酸(PTA)装置溶剂脱水共沸精馏系统.利用三元相图分析醋酸-水-醋酸正丁酯(HAC-H2O-NBA)体系中,进料组成变化与水相同流和酯相回流之间的关系.在稳态模型的基础上模拟分析进料中水含量和杂质对二甲苯(Px)对水相回流的影响,结果与相图分析一致.研究结果表明:对于某一特定的出料要求,当进料水含量高于69%时,水相回流可以降低为零,如果此时进料组成发生变化,只要调节酯相回流即可保证精馏塔的分离要求,而当进料水含量低于69%时,水相回流需要进行调节以保证塔顶采出水中醋酸含量合格:不能让杂质PX在塔内累积过多,以免因水相回流大量增加而使塔的能耗增加.本文的研究很容易扩展到其它具有特定出料要求的醋酸脱水共沸精馏系统中,研究结果将为实际生产过程中精馏塔出料组成和能耗的控制提供参考.     

稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟

醋酸是一种重要的化工原料,其水溶液广泛存在于各类工业过程中。由于醋酸与水会缔合使得两者的相对挥发度不大,生产中用于分离醋酸/水的工艺能耗较高,因此研究者和工业界都在寻求更好的分离方法。本文以醋酸正丙酯做挟带剂,应用Aspen Plus流程模拟软件,汽相逸度采用Hayden-O’Connell方程,液相活度系数采用NRTL方程计算,实现了稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟。本文详细讨论了全塔理论板数、进料位置、回流比等因素对脱水塔性能的影响。结果表明,在理论板数50块,回流比3.2,醋酸进30块板,挟带剂与进料比0.15条件下,塔釜得到醋酸浓度高于95%。模拟结果对醋酸脱水工艺的设计和改造具有重要的指导意义。     

芳烃液液抽提过程模拟和优化研究

以环丁砜-芳烃-非芳烃抽提体系液液相平衡实验数据为基础,利用Aspen Plus化工流程模拟软件,开发了l套用于芳烃液液抽提装置模拟的稳态工艺模型。基于某石化企业实际运行数据,采用该稳态工艺模型实现了对芳烃抽提装置的过程模拟。结果表明,各塔工艺操作参数与工业实际情况吻合较好。在此基础上,通过灵敏度分析考察了反洗比、溶剂比和回流比等重要操作参数对产品质量及装置能耗的影响,获得了液液抽提装置的最佳工艺操作参数,如抽提塔反洗比为0.38,汽提塔溶剂比为1.06和溶剂回收塔回流比为0.80等。优化结果与目前实际运行工况相比,可有效降低蒸汽消耗。     

基于正交数值试验的精馏过程参数的优化

精馏是1种重要的高成本的工业单元操作,其操作费用及设备投资费用主要和进料位置、回流比及塔板数有关.然而,过程参数对精馏操作费用和设备投资费用的影响是复杂的,且参数之间有着强耦合关系.因此本文结合丙二醇脱水塔过程参数的优化实例,引入正交试验设计思想,基于Aspen Plus的模拟结果,确定精馏过程的年度化总费用,通过正交数值试验,实现参数优化,并验证了以上方法的可行性和有效性.结果表明,依据基于正交数值试验得到的精馏过程最优参数进行设计,即第6块板进料,回流比为1,塔板数为9,可使丙二醇脱水塔年度化总费用比现行工程实际年度化总费用降低0.35%,从而弥补了依次进行单参数优化方法中的缺陷,达到了节能降耗的目的.     

基于PCA-BP算法的PTA溶剂脱水塔软测量模型

从PTA溶剂脱水塔的实际操作出发,本文提出了主元分析(PCA)与BP神经网络相结合的组合建模方法,通过PCA剔除原有自变量中的干扰信息、减少输入变量维数,提高BP神经网络的训练效率和精度,建立了PTA溶剂脱水塔塔底醋酸含量和反映塔顶醋酸含量的电导率的软测量模型,仿真结果表明所建模型精度高,具有实用价值。     

萃取精馏法分离正丁醇-异丁醇的模拟和实验研究（英文）

采用连续侧线出料精馏法对原料进行预处理,切取正丁醇-异丁醇富集液。采用色谱法在汽液平衡釜上探索正丁醇-异丁醇在溶剂中的分配效果,选择甘油为最适合的萃取溶剂。运用Aspen Plus模拟软件对正丁醇-异丁醇萃取精馏塔进行过程模拟,考察了蒸馏流率、理论塔板数、原料和溶剂的进料位置、回流比、溶剂比对正丁醇异-丁醇混合物分离效果的影响。通过正交化设计优化和验证实验,得到最佳萃取精馏塔的操作条件,即蒸馏流率D9=17 kg/br,理论塔板数N=49,原料进料位置NF--29,溶剂进料位置NS=8,回流比R=6,溶剂比S:F=11:1。研究结果表明在最佳操作条件下,塔顶异丁醇纯度可以提高到99.80%,得率为89.38%,塔底正丁醇纯度可达到97.53%,得率为99.96%,验证实验结果与模拟结果相对误差小于1%。研究结果为进一步实验研究提供基础参数。     

苯酚丙酮装置烃化系统精馏塔的模拟与分析

介绍了苯酚丙酮装置烃化系统精馏塔模拟软件，给出了烃化系统精馏塔模拟与分析方法和策略，利用该软件对烃化系统精馏进行了模拟与分析，模拟结果与设计或实际生产数据基本一致；分析结果表明，ＣＴ－４０１和ＣＴ－４０２塔操作比较适宜，ＣＴ－５０２塔回流比较大应减小，若ＣＴ－５０２塔回流比从目前的１１４降为８０，该塔可节能３０％。     

丙烯酸甲酯-甲醇-水体系精制过程的模拟与优化

利用计算机模拟和优化手段,应用Aspen Plus模拟软件,对工厂中丙烯酸甲酯的精制系统进行了流程构建及模拟优化。由实验相平衡数据回归得出缺失的丙烯酸甲酯-水的NRTL交互作用参数,在所建模型基础上,重点研究了萃取比、温度、理论级数对萃取塔萃取效果的影响及理论板数、进料位置、回流比对精馏塔产品质量分数的影响。通过分析比较,得到最佳操作条件,对工厂的实际生产和操作具有一定的指导意义。     

TDI/DEIP分离塔的优化设计

甲苯二异氰酸酯(TDI)是一种重要的化工原料,本文对采用重溶剂间苯二甲酸二乙酯(DEIP)光气化法生产TDI的流程进行了叙述,分析了TDI／DEIP分离塔的要求和操作条件,利用Aspen Plus流程模拟软件,对理论板数分别为25、30、和35块时不同进料位置和回流量对产品TDI和循环DEIP纯度的影响进行了模拟,找出最佳理论板数为30,最佳进料位置为第15块板,最佳回流量为15000 kg／hr。     

基于Aspen plus萃取精馏的概念设计及优化

本文利用Aspen Plus软件,以醋酸.水体系为例,概念设计和优化萃取精馏过程.热力学模型选择NRTL活度系数方程和Hayden-O'Connell逸度系数方程,采用Aspen Plus的DSTWU模块,确定萃取精馏塔和溶剂回收塔的初始参数.在初始参数下,利用Aspen Plus的RadFRac模块对2塔精算,并利用Sensitivity模块,分别优化2塔的原料和萃取剂进料位置、回流比、萃取剂对原料的进料比等参数.设计和优化结果为:萃取精馏塔塔板数为30,原料进料板为第8块,萃取剂的进料板为第3块,回流比为3,萃取剂与原料进料比(质量)为1.6;溶剂回收塔塔板数为20,进料板为第7块,回流比为2.此参数下,利用RadFRac模块进行全流程模拟,结果显示,产品冰醋酸的质量分数达0.9975,2塔再沸器总热负荷为6545 kW,生产1t冰醋酸耗费蒸汽(1 MPa)量为4.25 t,与文献报道的普通精馏过程相比,可节约能耗52.23%.概念设计和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义.     

恒沸精馏乙酸丁酯和正丁醇过程的优化

乙酸丁酯和正丁醇是两种重要的有机化工原料,广泛应用在化工和制药行业中.在青霉素提取过程中产生大量的含乙酸丁酯、正丁醇、水的混合物,如何将其分离,有实际的意义.本文介绍皂化处理方法和恒沸精馏分离方法,通过利用3A分子筛优化恒沸精馏工艺过程,从而达到节能降耗20%的目的.     

Plant-wide design and control of acetic acid dehydration system via heterogeneous azeotropic distillation and divided wall distillation

Energy-saving plant-wide design and plant-wide control of an acetic acid dehydration system with the feed containing methyl acetate and p-xylene are investigated in the study. A heterogeneous azeotropic distillation using isobutyl acetate as an entrainer is designed to obtain high-purity acetic acid at the column bottom and to keep a small acetic acid loss through the top aqueous draw. The accumulation of p-xylene in the column is avoided by adding a side product stream. The mixture in the aqueous phase of decanter, containing mostly water, methyl acetate, and isobutyl acetate is separated using a divided wall distillation column. The whole acetic acid dehydration system includes a heterogeneous azeotropic distillation column and a divided wall distillation column.The control strategies using temperature loops are proposed for this acetic acid dehydration system. For the heterogeneous azeotropic distillation column, the requirements for acetic acid compositions in both the aqueous phase of the decanter and the column bottom can be satisfied by designing entrainer inventory temperature control and cascade temperature control simultaneously. The stages of controlled temperatures are chosen by singular value decomposition and closed-loop analysis methods based on the criteria of minimum entrainer makeup. For the divided wall distillation column, steady-state analysis methods are used for the selection of proper controlled and manipulated variables and the determination of their pairings. Dynamic simulation results demonstrate that the proposed plant-wide control strategy can maintain product purities and reject external disturbances in feed flow and composition changes as well as internal disturbances such as changes in liquid and vapor splits.     

萃取精馏的条件及选择萃取剂的研究

采用UNIFAC改进模型和MATLAB计算软件,对萃取精馏过程中萃取剂选择、萃取剂性能和萃取条件的影响进行了研究。通过对甲醇-丙酮、甲醇-乙酸甲酯和苯-环己烷等多个共沸体系在不同萃取剂和不同萃取条件下的相对挥发度的计算比较,确定了体系进行萃取精馏分离时合适的萃取剂分别为DMSO、水和DMF等,讨论了原料组成和溶剂比对相对挥发度的影响。结果表明:溶剂比是重要的影响因素之一,溶剂比越大,被分离体系的相对挥发度越大;原料组成对相对挥发度的影响较弱,随着重组分含量的增加,体系的相对挥发度稍有下降。本文还对文献数据进行了关联和比较,计算结果与文献符合良好,表明所开发的程序具有一定的可靠性和适用性。     

掺锑氧化锡纳米粉末的制备和表征

以SnCl4·5H2O和SbCl3乙醇溶液为原料,用阴离子交换除氯水解法制备得到了无氯离子的掺锑氢氧化锡胶体沉淀.为了消除粉体团聚,首次采用了乙酸异戊酯有机溶剂作脱水剂,用TG-DTA、IR、XPS、BET、XRD、TEM等方法对粉体的结构、成分、形貌、物相进行表征.结果表明,乙酸异戊酯溶剂是一种非常理想的共沸干燥有机溶剂,其有效防止了粉体的硬团聚的形成;将乙酸异戊酯干燥所得的掺锑氢氧化锡微粉经热处理后得到了四方形金红石结构、团聚少、分散性好、导电性好的掺锑氧化锡纳米粉末.     

利用PRO/Ⅱ和塔板设计软件开发异丙醇工艺

提出了一种适合于连续化操作的异丙醇新工艺,并利用ＰＲＯⅡ软件与其它工艺进行模拟计算,证明这种新工艺最好。在此基础上利用塔板设计软件对新工艺精馏塔板进行设计。     

Comparison of pressure-swing distillation and extractive distillation with varied-diameter column in economics and dynamic control

Pressure-swing distillation and extractive distillation are two common methods for azeotrope separation. The economics and controllability are two crucial factors for evaluating the feasibility of a separation process. A varied-diameter column (VDC) was used in the process design to evaluate its economics and controllability. Five azeotropic systems were investigated in order to compare the economics of pressure-swing distillation and extractive distillation with a VDC. Results indicate that pressure-swing distillation with a VDC saves more money than extractive distillation. The dynamic control were evaluated in the acetone-methanol system for both processes with a VDC. The improved control structure for pressure-swing distillation with a VDC can handle ±20% disturbances effectively, while the improved control structure for extractive distillation with a VDC can only handle ±10% disturbances. A comparison of the two methods from the viewpoint of economics and controllability demonstrates that pressure-swing distillation is more suitable when using a VDC.     

加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程模拟

以改进的LIQUAC模型为热力学基础,编写了计算电解质溶液汽液平衡的子程序,并将其链接到化工流程模拟软件PRO/Ⅱ5.10中,进而模拟了加盐萃取精馏制取无水乙醇的工艺流程。模拟结果与工业生产的实际情况基本符合。在此基础上,将此工艺与本文及其它文献中模拟的溶盐精馏、萃取精馏和共沸精馏等各种制取无水乙醇的工艺进行了比较研究。     

利用压力影响恒沸点由反应精镏精制THF

研究压力如何影响恒沸点,探索改变操作压力由反应精镏精制四氢呋喃（THF）可行性。模拟计算考察了压力对THF/水体系恒沸点的影响,结果表明体系压力增加,恒沸物中THF摩尔分率减少。通过两塔在不同压力下操作,利用反应精镏;恒沸物;四氢呋喃     

利用压力影响恒沸点由反应精馏精制THF

研究压力如何影响恒沸点,探索改变操作压力由反应精馏精制四氢呋喃（THF）可行性,模拟计算考察了压力对THF／水体系恒沸点的影响,结果表明体系压力增加,恒沸物中THF摩尔分率减少。通过两塔在不同压力下操作,利用反应精馏技术可从1,4－丁二醇制备高纯度的THF。