萃取精馏分离二氯甲烷-丙酮的工艺模拟

以水为萃取剂对二氯甲烷-丙酮混合物进行了萃取精馏过程模拟,体系的气-液平衡和液-液平衡分别采用Wilson模型和NRTL模型预测。分析了总理论板数,回流比,萃取剂进料速率、塔板数、温度和原料进料塔板数、温度等操作参数对精馏过程的影响。并取得了最佳工艺参数为:萃取塔采用36块理论板,回流比为3,原料在第16块板进料,萃取剂用量1 500kg/h,第7块板进料时塔顶得到二氯甲烷-水的共沸物,分层得99.9%的二氯甲烷,塔釜得到丙酮-水的混合物进入丙酮塔;丙酮塔为简单精馏塔,采用35块理论板,回流比为4,第25块板进料,塔顶可得99.7%的丙酮,塔釜得到几乎纯净的水,经冷却后可用作萃取塔的萃取水,循环套用。     

具有能量集成的萃取精馏新工艺及模拟

提出了一种新的单塔萃取精馏精制芳烃和非芳烃的新工艺,新工艺采用分隔壁萃取精馏塔替代常规萃取精馏流程的萃取精馏塔及溶剂回收塔,不仅节省了设备投资,而且降低了总能耗。利用ASPENPLUS模拟软件,对分隔壁萃取精馏塔及常规萃取流程进行了模拟,考察了溶剂比、回流比及分配比对分隔壁萃取精馏塔的影响,并对两种流程进行了比较,结果表明,分隔壁萃取精馏塔的最佳操作条件为:塔板数为41块,侧线精馏段的板数为10块,回流比为1,溶剂比为3.5,分配比为1.25。在此条件下,分隔壁萃取精馏塔比常规的两塔萃取精馏流程节能25.2%。     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

分隔壁萃取精馏塔分离苯-环己烷体系的研究

采用分隔壁萃取精馏塔,研究了一塔式分离苯-环己烷体系。选用环丁砜作为萃取剂,通过加入助溶剂邻二甲苯获得合适的塔釜温度,有效防止环丁砜受热分解。考察了萃取剂/进料质量比、两侧回流比、萃取剂进料温度、助溶剂含量等因素对该分离装置分离效果的影响。结果表明,在主塔回流比为1、苯精馏侧回流比为2.5、萃取剂/进料质量比为6.8、溶剂进料温度为75℃时,环己烷产品中环己烷质量分数为97.15%、苯产品中苯质量分数为96.23%。获得的分隔壁萃取精馏塔的相关参数为进一步改进装置提供了依据。由于采用一塔式分离苯-环己烷,降低了设备投资;与常规萃取精馏相比,节能13.4%。     

萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇的分析与优化

以萃取精馏法分离乙酸乙酯(EA)和乙醇共沸物系,通过汽液平衡和剩余曲线分析以及实验验证,选取了二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂;采用Aspen Plus软件分别对间歇精馏过程和连续精馏过程进行流程模拟,针对连续精馏过程,分析萃取剂进料量、塔板数、回流比、进料位置等参数对产品纯度及再沸器热负荷的影响。实验结果表明,通过对连续精馏过程的模拟找到最佳的操作条件为:原料组成为30%(w)乙醇、70%(w)EA,进料量为1 000 kg/h,DMSO进料量为1 600 kg/h,萃取精馏塔塔板数为30,质量回流比为0.9,原料进料位置为第21块板,萃取剂进料位置为第5块板,溶剂回收塔塔板数为10,质量回流比为0.6,进料位置为第5块板。在该条件下,产品中EA含量为99.93%(w)、乙醇含量为99.82%(w),且萃取剂DMSO可循环使用。     

萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯工艺过程的模拟

利用Aspen Plus流程模拟软件,采用双塔流程,以苯酚为萃取剂,对萃取精馏分离甲基环己烷(MC)和甲苯(MB)的过程进行模拟计算,并用实验验证。考察了萃取精馏塔的萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)和回流比等因素对分离效果的影响。在满足MC产品的纯度和收率均达到99%的条件下,模拟优化的结果为:理论塔板数为24块,原料在第17块板进料,萃取剂在第5块板进料,溶剂比3.08,回流比5。模拟结果与实验数据吻合较好,说明采用的模拟方法适用于MC和MB混合物萃取精馏过程的模拟。     

离子液体萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇共沸物

以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][Ac])为萃取剂,对乙酸甲酯-甲醇共沸体系的萃取精馏过程进行了模拟。研究了原料进料位置、理论板数、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂进料与原料进料摩尔流量的比值)等参数对萃取精馏过程的影响。模拟结果表明,乙酸甲酯的纯度随理论板数的增加先增加后趋于恒定,随萃取剂进料位置由塔顶向下移动而减小,原料进料位置、回流比和溶剂比存在最优值。利用模拟计算结果,获得了萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇共沸物的优化操作条件:理论板数27块,原料进料位置为第18块理论板,离子液体进料位置为第1块理论板,回流比为0.3,溶剂比为0.26。在此条件下,乙酸甲酯的纯度达到0.996 6。     

分隔壁精馏塔分离裂解汽油的模拟

提出了分离裂解汽油新工艺,用分隔壁精馏塔(DWC)替代传统工艺中的三个精馏塔。利用AspenPlus模拟软件对DWC工艺和传统精馏工艺进行了模拟,考察了回流比、分配比、侧线采出量等工艺条件对分离效果的影响,并对两种工艺进行了比较。模拟结果表明,DWC的最佳操作条件为:主塔理论板数为56块,副塔为12块板,回流比为7,液体分配比为3,气体分配比为2,同时需严格控制侧线采出流量。在此操作条件下,分隔壁精馏工艺比传统三塔精馏工艺节能26.89%。     

甲基丙烯酸甲酯/甲醇/水共沸体系变压精馏分离工艺的模拟与优化

对甲基丙烯酸甲酯/甲醇/水三元共沸混合物分离进行了常规变压精馏和双效热集成变压精馏模拟。以年总费用(TAC)为目标函数,对进料板位置、回流比、塔板数等参数进行了优化。在常规变压精馏工艺中,高压塔进料板位置最佳为第10块板、回流比为0.4、塔板数为23块,低压塔最佳进料板位置为第15块板、回流比为1.0、塔板数为60块,高压塔与低压塔的操作压力分别为300 kPa和10 kPa。在优化后的常规变压精馏基础上,提出了双效热集成变压精馏工艺,与常规变压精馏工艺相比,双效热集成变压精馏工艺的再沸器与冷凝器负荷分别下降34.81%和34.92%,TAC下降31.40%。     

分隔壁萃取精馏塔分离C_4烯烃与烷烃的模拟

采用AspenPlus化工流程模拟软件中的MultiFrac模块,对分隔壁萃取精馏塔分离正丁烷和反-2-丁烯混合物的过程进行模拟,分析了溶剂比、回流比、汽相分配比对分离效果及能耗的影响。模拟结果表明,当分离要求为正丁烷纯度大于99.0%(w),反-2-丁烯纯度大于99.9%(w)时,分隔壁萃取精馏塔主塔理论板数40,副塔理论板数10;最佳工艺条件为溶剂比2.5,主塔回流比3.5,汽相分配比2.5;分隔壁萃取精馏塔能有效避免常规萃取精馏塔内的返混效应,因此节能效果显著。与常规萃取精馏塔相比,分隔壁萃取精馏塔再沸器和冷凝器可分别节能17.31%,25.81%。     

萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的模拟

采用化工流程模拟软件Aspen Plus,以NRTL模型计算气液平衡,对萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的过程进行模拟。选择1,2-丙二醇为萃取剂,考察了萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、萃取精馏塔理论塔板数、粗环氧丙烷进料位置、萃取剂进料位置、萃取剂进料温度和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,在满足环氧丙烷产品纯度为99.99%(w)的条件下,优化的工艺条件为:溶剂比0.45,萃取精馏塔理论塔板数30块,粗环氧丙烷进料位置第20块塔板,萃取剂进料位置第5块塔板,萃取剂进料温度45℃,回流比0.14。在此工艺条件下,环氧丙烷回收率为99.99%,单位产品热负荷为0.936 GJ/t。     

分隔壁精馏塔分离裂解汽油

采用分隔壁精馏塔分离裂解汽油。建立了分隔壁精馏塔小试装置,该装置主塔的理论板数57块,副塔的理论板数为16块。考察了回流比、液体分配比和侧线采出量对分离效果的影响,同时用Aspen Plus 软件对分隔壁精馏塔进行模拟。结果表明,最佳操作条件为进料速率4.7 kg/h、塔顶出料速率0.84 kg/h、侧线采出速率3.0 kg/h、液体分配比3、回流比5.5。在此条件下,塔顶C5的质量分数达到99.60%,侧线C6～C8的质量分数达到99.76%,实验结果与模拟结果基本一致。采用分隔壁精馏塔比常规分离流程可使再沸器能耗降低20.8 %。     

隔离壁萃取精馏塔分离丙烯-丙烷的模拟

提出了采用隔离壁塔分离丙烯-丙烷的新工艺。采用Aspen Plus软件中的MultiFrac模型对其进行了模拟计算。在主塔理论板数55;副塔理论板数11的情况下,利用灵敏度分析模块分析了乙腈含水量、溶剂比、回流比、分配比对分离效果的影响。结果表明,隔离壁萃取精馏塔的适宜工艺条件为:乙腈中含水质量百分数14%;溶剂比5.2;主塔回流比8;分配比4∶1。与常规精馏和常规萃取精馏工艺进行了对比,完成相同的分离任务,该新工艺比常规精馏和常规萃取精馏工艺分别节能39%、20%。     

隔壁精馏塔分离芳烃混合物的模拟研究

采用隔壁精馏塔分离苯-甲苯-对二甲苯物系,用Aspen Plus软件模拟了隔壁精馏塔内温度分布及液相组成分布,考察了汽相和液相分配比对产品纯度的影响。对隔壁精馏塔模拟得到的优化操作条件为:隔壁精馏塔的理论板数为30块,侧线采出在第14块理论板,进料段为15块理论板,在进料段的第7块理论板进料,进料组成n(苯)∶n(甲苯)∶n(对二甲苯)为1∶3∶1,回流比为8.8,液相分配比为2.96,汽相分配比为0.83。在此条件下,各组分的摩尔分数大于98.5%,与实验结果基本吻合。当进料组成n(苯)∶n(甲苯)∶n(对二甲苯)为1∶3∶1时,采用隔壁精馏塔可比常规两塔流程节能27.18%。     

萃取抽提C_(10)重芳烃中均四甲苯的萃取剂筛选

采用萃取精馏法分离C10重芳烃中的关键组分,根据萃取剂选择条件,初步确定选用环丁砜、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、甘油和二苯胺为萃取剂;建立了汽液相平衡测定装置,测定了关键组分间的相对挥发度,确定邻苯二甲酸二辛酯为萃取剂;用AspenPlus软件进行模拟计算,在较佳模拟条件(T1塔板数为50块、原料进料位置为第18块塔板、回流比为5;T2塔板数为40块、侧线进料位置为第20块塔板、萃取剂进料位置为第10块塔板、萃取比(萃取剂与进料的体积比)为3.0、回流比为5;原料进料量为0.1L/h)下,可分别获得质量分数为60.3%和37.4%的均四甲苯和偏四甲苯,为均四甲苯结晶和偏四甲苯异构化提供原料。     

分隔壁塔分离苯和乙烯烷基化产物的模拟

研究了分隔壁精馏塔在分离苯和乙烯烷基化产物中的应用。采用Aspen Plus的Petlyuk模块对分隔壁精馏塔进行了模拟计算。首先采用等效三塔简捷模型计算分隔壁精馏塔的分壁段、主塔塔板数等参数,以此为基础,采用Petlyuk模型对分隔壁精馏塔进行严格计算,再采用Aspen的模型分析工具确定塔的最佳工艺参数。结果表明,对于乙烯和苯烷基化产物体系,采用分隔壁精馏塔分离的最佳参数为主塔理论塔板数58块、预分段理论塔板数25块,上、下端互联位置分别在15板、40板,进料位置在第10块板（预分段）,侧线乙苯抽出位置在第24块板（基于主塔）,主塔回流比13,互联物流液体流量500 kmol/h,气体流量950 kmol/h。在此参数下,计算得到的侧线采出乙苯质量分数为9992％,满足乙苯产品的纯度要求。     

叔丁醇-乙醇-水混合溶液萃取分离工艺流程模拟与优化

以乙二醇为萃取剂,利用Aspen Plus软件中的Rad Frac模块和NRTL物性方法对叔丁醇-乙醇-水混合溶液的常规萃取和隔壁塔萃取分离工艺流程进行了模拟与优化,分别考察了各塔回流比、塔板数、原料进料位置、萃取剂用量及进料位置、侧线采出位置等因素对分离效果的影响。结果表明:隔壁塔萃取分离模拟工艺最佳优化条件中萃取塔T 1～T 4的理论塔板数依次为26,26,41,15块,进料塔板依次为第7,15,40,16块,回流比依次为2.5,1.3,2.7,2.0,T 2和T 3萃取剂进料位置均为第5块;2种工艺分离出的叔丁醇、乙醇、水的质量分数均超过95.00%,且隔壁塔萃取分离工艺比常规萃取分离工艺节能约65.03%。     

分隔壁萃取精馏塔分离乙酸乙酯-异丙醇

采用分隔壁萃取精馏塔,以乙二醇为溶剂将乙酸乙酯与异丙醇分离。基于装置的实际条件进行Aspen Plus模拟,考察溶剂比、溶剂温度、回流比等条件对其分离效果的影响,同时评估其经济性。模拟得到理想的操作条件为左回流比35、右回流比15、溶剂比4、溶剂温度90℃、混合物进料位置偏下。模拟结果表明,溶剂比和左侧回流比、左侧回流比和右侧回流比在操作上存在关联;其他条件一定时,溶剂温度存在唯一值,使得两侧产品的质量分数同时达到最优;分隔壁塔与常规流程相比在经济性上具有很大优势,可节能11%和降低25%设备费。用实验验证模拟结果时,右侧产品质量分数偏低,但可通过调节右侧回流比解决这个问题。最终达到左侧出料乙酸乙酯的质量分数为98.82%,右侧出料异丙醇的质量分数为97.88%。