隔壁塔流程模拟及节能效益的研究

隔壁塔技术是一种效果优良的过程强化与精馏节能技术。具有特殊结构的隔壁塔相比常规精馏塔具有较高的热力学效率。对于相同的分离任务,隔壁塔所需的能耗较低,同时隔壁塔技术的应用也降低了设备数量和投资。文中通过对隔壁塔内部结构的讨论和热力学有效能转化的分析,阐释了隔壁塔的节能原理;并以粗苯精制流程中甲苯-二甲苯-重苯的分离为例,在三组元精馏流程的分析之上设计了2套精馏流程方案,对其进行了严格计算和优化,相比于传统的顺序分离双塔流程,隔壁塔可节省能耗41.5%,同时减少了设备的数目和投资。     

热耦合技术应用于共沸精馏系统的研究

以异丙醇脱水为例提出了一种热耦合共沸精馏序列的设计和优化方法,应用该方法可以将常规的双塔共沸精馏序列转化为热耦合共沸精馏序列并保证各操作参数的最优值。同时,利用Aspen Plus模拟软件,对异丙醇脱水的常规共沸精馏序列和热耦合共沸精馏序列进行了模拟分析。结果表明,热耦合共沸精馏序列不但提高了热力学效率、降低了能耗,并且能较大幅度地减少CO2排放量。     

隔壁塔分离乙醇-正丙醇-正丁醇体系

以乙醇-正丙醇-正丁醇为分离体系,研究回流比、气液分配比等操作参数对隔壁塔分离效果的影响。将常规双塔精馏序列转化为隔壁精馏序列并保证各操作参数的最优值,利用Aspen Plus模拟软件对乙醇-正丙醇-正丁醇三组元的常规精馏序列和隔壁塔精馏序列进行模拟分析,探究隔壁精馏工艺最佳操作区域及节能效果,模拟结果表明,在满足分离要求下,气液分配比存在一个相互关联关系,使隔壁塔精馏序列存在一个再沸器热负荷最小的最佳操作区域。与常规精馏序列相比,完成相同的分离任务,隔壁塔精馏序列再沸器节能6 954.368 k W,冷凝器热负荷减少2 934.291 k W。结果表明,隔壁塔精馏序列不但提高了热力学效率、降低了能耗,并且大幅降低设备投资。     

外部热耦合技术在BTX分离中的应用

外部热耦合式复合精馏塔将热量从高压塔的精馏段传向低压塔的提馏段,降低了分离操作的不可逆性,从而提高系统的热力学效率,降低系统所需的能耗。目前国内苯/甲苯/二甲苯（BTX）的分离技术仍然与国外先进水平相差很远,主要表现在系统的能耗高、工艺落后等方面。本文将外部热耦合技术应用到苯/甲苯/二甲苯的分离过程中,并用M athem atica软件对系统的设备投资和操作费用进行了仿真计算。结果表明,使用外部热耦合结构,系统节能幅度可达到37.94%,年度总费用降低达18.84%。     

热耦合精馏工艺的模拟

为了进一步了解热耦合精馏工艺的适用范围,同时寻找其中经济性较优的工艺流程,本文利用Aspen Plus流程模拟软件,针对相对挥发度依次递增的四组二元物系(苯-氟苯、苯-正庚烷、苯-甲苯、苯-氯苯)分别开展了常规精馏和4种热耦合精馏工艺(热泵精馏塔、理想内部热耦合精馏塔、内部热耦合精馏塔简化构型、差压热耦合精馏塔)的模拟研究,过程优化的目标函数为年均总费用最低。通过优化结果的对比可知,热耦合精馏工艺在分离相对挥发度较小的物系时能耗相对较低,经济性相对较好,其中又以热泵精馏塔和差压热耦合精馏塔的效果最为显著;而在相对挥发度较大的物系分离中,常规精馏则是较为合适的工艺选择。此外,随着投资回收期的减小,热耦合精馏工艺相对于常规精馏工艺的优势也有所下降。     

高纯三氯氢硅精馏节能工艺的模拟分析

针对多晶硅生产中高纯三氯氢硅精馏提纯过程能耗较高的特点,分别将热泵和差压热耦合精馏节能工艺应用到高纯三氯氢硅精馏提纯过程中,并使用Aspen Plus软件对这2种节能工艺进行模拟分析比较,计算得到各工艺流程的能耗,实现了过程的节能和优化.模拟结果表明,热泵和差压热耦合精馏节能工艺对三氯氢硅传统二塔精馏过程均起到了显著的节能效果,其中塔顶蒸汽压缩型、塔釜液闪蒸型热泵精馏过程分别节能66.1％、62.8％,差压热耦合精馏过程节能50.1％.     

内部热耦合空分塔的节能优化分析

内部热耦合精馏是迄今为止所提出的节能效果最好,而唯一没有商业化的节能技术。将内部热耦合技术用于空分塔,可以带来良好的节能效果。根据低温空气分离过程以及三组分精馏的特点,提出了一种新的内部热耦合空分精馏塔优化模型。在优化模型基础上,对热耦合塔进行了深入的节能优化与分析,并且与常规空分仿真结果进行了比较分析,压缩机能耗下降20.75%,产值增加17.46%,单位产值能耗下降32.53%。内部热耦合空分塔的提取率以及能耗均优于常规热耦合空分塔,节能效果显著。     

气体分馏装置的分离序列优化与节能工艺模拟

针对气体分馏装置五塔分离工艺高能耗特点,在Aspen Plus软件模拟结果的基础上,分别采用易分离系数(CES)法和相对费用函数法各自筛选出最佳分离序列,再根据调优法的规划序列原则筛选出气体分馏工艺的最优分离序列。以筛选出的最优分离序列为研究对象,把多效精馏、MVR热泵精馏以及热集成等节能技术应用于气体分馏系统,提出了各种节能分馏工艺。选用软件中的RK-Soave物性计算方法,以能耗和年总费用(TAC)为评价指标,对以上提出的各种节能技术方案进行模拟与优化。研究结果表明,对于五塔气体分馏装置,最为节能的分馏工艺是:T202和T204分别采用MVR热泵精馏技术,T201塔底与T205塔顶构成MVR热耦合。与常规精馏工艺(分离序列2)相比,优化后的分馏系统能耗减少了75.9%,TAC节省了57.15%。     

100kt/a甲醇精馏系统的关键技术改进

0 引言 分离作为化工、石化、医药、食品、冶金等行业生产的重要操作过程,其能耗占生产总能耗的40％～70％,而精馏操作过程的能耗又占其中的95％左右,因而采取一定的措施降低精馏过程中的能耗就成为节能研究的重点之一.精馏过程中节能的基本途径主要是减少有效能的损失、减少热量供应（减少向再沸器提供的能量）、回收热量进行热能综合利用;此外,优化控制操作、减少操作裕量以及提高塔的分离效率也可以有效降低精馏过程中的能耗.     

苯-甲苯分离节能新工艺

针对现苯-甲苯塔热集成工艺的不足,提出了苯-甲苯分离的双效热集成节能新工艺。采用化工模拟软件Aspen one V7.2,选取Peng-Robinson热力学模型,分别对苯-甲苯分离的传统精馏流程、苯-甲苯塔热集成精馏流程及苯-甲苯塔双效热集成精馏流程进行了模拟计算和分析。结果表明,在产品质量和收率相同的条件下,采用双效热集成精馏新工艺和现工业装置苯-甲苯热集成精馏工艺相比,其总加热量降低了13.4 MW,节能率40.22%,节能效果显著;所增加的甲苯塔第一效精馏塔操作真空度不高,塔顶蒸汽可采用空冷器冷却,其余设备和现有苯-甲苯塔热集成精馏工艺相同,装置改造投资少,容易推广实施。