脱氢法生产乙酸乙酯的流程模拟与优化

运用化工流程模拟软件Aspen Plus,对乙醇脱氢生产乙酸乙酯的工艺流程进行模拟计算分析,建立了10 wt/a乙酸乙酯生产工业过程的详细流程,最终乙酸乙酯产品纯度达99.98%,收率可达98.26%。对精馏工段关键的乙醇塔和粗塔组成的差压精馏体系进行了灵敏度分析,重点考察了进料板位置、回流比、塔顶采出量等工艺参数对精馏塔分离效果和操作能耗的影响,得到优化的参数,即乙醇塔新鲜进料板位置为第12块,循环物料进料位置为第9块,回流比2.10,塔顶采出量为33500 kg/hr:粗塔进料板位置为第9块,回流比为1.43,塔顶采出量为21000 kg/h。本文研究结果为工业上选择合适的设备参数和操作参数提供有力的数据支持。随后对原换热网络进行了进一步优化设计,节省能耗24.56%。     

芳烃联合装置邻二甲苯精馏塔流程模拟与优化

化工流程模拟软件不断发展,越来越多的化工装置开始采用流程模拟来优化装置的操作。基于精馏过程的实际运行数据,建立了能够良好描述装置实际运行工况的模型,实现了对芳烃联合装置邻二甲苯精馏过程的流程模拟。利用Aspen Plus建立装置模型,按照工艺条件及产品分离要求,使用设计规定工具,对采用精馏方式从混合C8～C10物料中分离邻二甲苯(OX)工艺进行研究。模拟结果与实际工业过程数据相符,能够满足工业建模的要求。基于模型,研究了进料塔板位置、回流比和塔顶采出量等变量对装置稳定运行的影响,从进料塔板,塔顶采出量和进料组分等方面提出了优化建议。研究结果表明:精馏塔塔顶采出量为OX产品主要杂质异丙苯(IPB)含量的显著影响因素。据此提出了包括回流比和塔顶采出量参数的优化方案,可以使主要杂质异丙苯的含量下降40%的同时,每年可节省燃料成本。     

三元共沸体系二恶烷-乙醇-水分离方法的研究

二恶烷、乙醇和水三者互溶,相互之间存在二元共沸及三元共沸,且二恶烷和水常压下沸点接近,普通精馏难以分离。本文选取了合适的萃取剂二甲基亚砜(DMSO),采用萃取精馏从塔顶分离出二恶烷和乙醇,利用加压精馏消除共沸,实现二恶烷和乙醇的分离;萃取精馏塔釜物料经萃取剂回收塔减压精馏从塔釜回收二甲基亚砜,循环至萃取精馏塔中,塔顶分离出水。采用流程模拟软件Aspen Plus对上述流程进行了全流程模拟计算,模拟结果表明:采用上述方法可以实现二恶烷、乙醇和水的分离,分离后二恶烷、乙醇和水的摩尔纯度均达到99%;在此基础上,以萃取精馏塔为例,讨论了理论板数、萃取剂进料位置和进料温度、原料进料位置、溶剂比、回流比对分离效果的影响,完成了全流程工艺参数的优化,利用热集成及双效精馏的方式节省能耗15.8%。     

莱文伯格-马夸特算法的精馏动态模拟

本文研究了以神经网络理论为核心的精馏塔的动态模拟。结合牛顿全局优化的思想,在多层前馈BP神经网络的基础上,提出一种Levenberg-Marquardt优化神经网络算法,应用于甲醇精馏塔的动态模拟。模拟结果表明,进料组成影响着塔顶的气相组成和塔底的液相组成;稳态因组分变化而破坏后,塔顶的气相流率和塔底的液相流率都发生变化,最后达到新的平衡;当进料组成、回流比发生很小变化时,甲醇精馏塔的平衡状态影响较大。     

连续侧线出料精馏分离混合氯化苯

为了得到高纯度的氯苯和二氯苯的同分异构体,本文采用连续侧线出料精馏法从氯苯和二氯苯同分异构体的混合物中分离出氯苯,并为继续分离混合二氯苯提供了基础.本文详细考察了多种因素对连续侧线出料精馏过程的影响,最终确定的最佳操作条件为:进料温度90℃,进料速率2.00ml/min,塔顶采出量0.30ml/min,塔高50 cm(H1=20cm,H2=30 cm).结果表明,在最佳条件下,塔顶氯苯纯度可以达到99.12%,塔顶氯苯得率达到88.12%,塔底二氯苯同分异构体纯度达到97.86%.本文研究结果为进一步提纯二氯苯提供了条件.     

醋酸脱水非均相共沸精馏过程多稳态研究

非均相共沸精馏过程中存在多稳态现象,它给共沸精馏过程的分析和控制带来了用难.本文利用流程模拟软件Aspen Plus对以醋酸正丁酯为共沸剂的醋酸脱水共沸精馏过程进行模拟计算.在稳态模型基础上,选择酯相进料流量为操作变量,塔底出料中醋酸含量为观察变量,对醋酸脱水系统进行灵敏度分析.分析结果表明,系统中存在多稳态区域,不同稳态下系统的行为特征相差较大.对开环系统进行动态脉冲测试表明,系统在酯相进料流量正脉冲作用下会从正常工作的稳态变化到低稳态,而通过控制精馏塔内温度变化区间的位置能够保证系统运行在所需的稳态上.最后,针对非均相共沸精馏过程模拟计算很难收敛到所需稳态的问题,本文分析指出可以通过酯进料流量的调节使模型计算收敛到所需的稳态.本文的多稳态研究方法较容易扩展到其它的非均相共沸精馏体系,研究结果将为实际共沸精馏过程的分析设计提供参考.     

氯乙烯精馏过程多变量预测控制的应用研究

针对氯乙烯精馏装置中的高沸塔,在常规控制的基础上,采用ＡＰＣ－Ｈｉｅｃｏｎ预测控制软件包设计多变量预测控制系统。具体介绍氯乙烯精馏过程工艺和特点,多变量预测控制软件包的技术和特点,以及高沸塔单元的控制系统方案和应用结果。     

萃取精馏分离叔丁醇-异丙醇-水共沸体系的研究与优化

用传统的蒸馏方法不能分离共沸体系,而采用萃取精馏分离共沸体系可以达到很好的效果。本文以乙二醇为萃取剂,采用Aspen Plus化工模拟软件对叔丁醇-异丙醇-水的共沸体系萃取精馏过程进行模拟分析,并利用软件中的灵敏度分析考察了回流比、原料进料位置、萃取剂进料位置、进料比、塔顶出料比这些因素对分离效果的影响。利用正交实验,进一步优化工艺参数。结果表明:在最优工艺条件下,塔顶醇的质量含量达到99.8%。本文提出了萃取精馏实现工业化的条件,为叔丁醇-异丙醇-水共沸体系分离的工业化提供了理论依据。     

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.     

硝基苯精馏过程的模拟优化

传统等温硝化制硝基苯工艺中,采用双塔精馏除去硝化产物中水、苯等轻组分和二硝基苯、硝基酚等重组分。本文采用Aspen plus软件对双塔流程进行稳态模拟优化,对其精馏特性进行了分析,指出初馏塔馏出量是一个重要的操作参数。对馏出比D/F进料位置等参数进行灵敏度分析,其优化值对工业生产过程具有重要的参考指导作用。