采用Aspen Plus模拟优化共沸精馏分离吡啶和水

采用共沸精馏法分离吡啶和水二元均相共沸物体系。利用Aspen Plus软件对共沸精馏塔进行模拟计算并优化塔的操作参数,分析了不同塔板数、进料位置、回流比等操作参数对产品纯度、精馏塔热负荷的影响。结果表明,当精馏塔的塔板数为22块,原料进料位置在第9块板,回流比为0.84时,共沸精馏塔塔顶可得到质量分数为60.8%的吡啶共沸物,塔底得到质量分数为99.92%的吡啶,通过优化设计填料精馏塔的相关参数,可指导工业装置生产。     

非均相共沸精馏法分离2-氯乙醇-水

以环己烷、甲苯和1,2-二氯乙烷为候选共沸剂,采用非均相共沸精馏法从2-氯乙醇/水共沸物中分离出高浓度2-氯乙醇产品。通过ASPEN物性分析功能研究了不同共沸剂与2-氯乙醇/水体系形成共沸物的情况,并根据三元相图进行了过程的概念设计。在此基础上,通过ASPEN模拟和优化了采用不同共沸剂的分离过程的工艺条件,并以年度总费用最小为依据选择了甲苯为共沸剂,此时最优工艺条件为:共沸塔总理论板数为20块塔板,进料位置在第8块塔板,回流比为2;脱水塔总理论板数为30块塔板,进料位置在第20块塔板,回流比为1.5。在此工艺条件基础上进行了实验,结果表明2-氯乙醇产品纯度可达到99%以上,且回收率在93.5%,实验结果与模拟结果能较好吻合,文中的研究可为2-氯乙醇-水分离的工业化提供参考。     

丙酸甲酯和甲醇共沸物萃取精馏分离工艺的研究

采用萃取精馏工艺对甲醇和丙酸甲酯二元共沸物进行分离,筛选出以苯酚为萃取剂,借助Aspen Plus软件对该过程进行模拟研究,通过单因素优化详细考察了两塔的理论板数、进料位置、回流比以及溶剂比等工艺参数对塔顶产品质量分数和再沸器能耗的影响,确定了较优的工艺参数:萃取精馏塔理论板数32块,待分离原料进料位置第16块,萃取剂进料位置第6块,回流比为1.4,溶剂比为1.3,塔顶甲醇产品质量分数为99.9%;溶剂回收塔理论塔板数24,进料位置第6块,回流比为1.3,塔顶丙酸甲酯产品质量分数为99.9%。在上述模拟优化基础上,进一步通过实验验证了萃取精馏工艺的可行性。最后对某公司5 600 t/a的丙酸甲酯和甲醇混合液进行工程设计,为该二元共沸物的分离提供依据。     

变压精馏分离乙酸甲酯和甲醇共沸物

乙酸甲酯和甲醇共沸物对压力变化敏感,因此采用变压精馏工艺对共沸物进行高效分离。低压塔和高压塔压力分别设置为101.325 kPa和810.600 kPa。基于相图分析,确定了精馏序列和工艺流程。以年度总费用(TAC)最小为原则,优化了进料位置、回流比、塔板数等设计变量,确定了最佳工艺参数。工艺优化完成后,通过调节双塔的回流比,对高压塔的冷凝器和低压塔的再沸器进行了完全热集成。由结果可知:在低压塔回流比为0.9,高压塔回流比为2.07时,完全热集成变压精馏工艺的TAC最小。相比无热集成的变压精馏工艺,完全热集成工艺的设备投资和能耗费用均明显降低,最终TAC费用节约31.40%,在经济上更合理,也为类似的共沸物分离工艺提供了一定的技术参考。     

共沸精馏分离2-甲基吡啶和水

采用共沸精馏的方法分离2-甲基吡啶和水二元均相共沸物系。选取环己烷作为共沸剂,利用流程模拟软件Aspen Plus对共沸精馏塔进行模拟计算,分析了不同共沸剂用量、塔底采出量以及进料位置等操作参数对产品纯度、共沸剂的损失量以及精馏塔热负荷的影响,模拟结果表明当精馏塔的塔板数为21,共沸剂的用量为3600kg/h,塔底采出量为888kg/h,原料进料位置在第15块板时,共沸精馏塔塔底可得到质量分数为99.54%的2-甲基吡啶,塔顶分相罐下层可采出质量分数为99.97%的水。最后,通过间歇共沸精馏实验对以环己烷为共沸剂分离2-甲基吡啶-水物系的效果进行检验,结果表明共沸精馏塔塔底2-甲基吡啶的质量分数达99.85%,塔顶水相可采出质量分数达99.96%的水,证明了该工艺路线具有良好的可行性。     

基于ASPEN PLUS模拟共沸精馏分离吡啶-水

本课题选用共沸精馏的方法,经过多种溶剂筛选,选出正己烷作为共沸剂,利用Aspen Plus模拟软件中NRTL活度方程作为模型,对流程反应进行了模拟计算。辨析了理论塔板数、进料位置和回流比等单一变量对塔釜产物产率的影响。研究结果表明,当塔1的进料位置和理论塔板数为20和21,回流比为1.75时,水的分离率可达到1,当塔2的进料位置和理论塔板数分别为5和37时,塔釜吡啶分离率可达99.98%。     

变压精馏分离醚后C_4中甲醇组分模拟研究

基于Aspen Plus模拟软件,选用UNIFAC物性方法对变压精馏分离C_4与甲醇共沸物过程进行模拟与优化。考察了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和能耗的影响。确定了较佳工艺条件:加压塔理论板数为30,回流比为1.2,原料进料位置分别为第15块塔板,塔釜C_4质量分数为99.99%;低压塔理论板数为20,回流比为1.2,进料位置为第9块塔板,塔釜甲醇质量分数为99.99%。与传统萃取精馏相比,变压精馏能耗稍高,但无需引入其他组分。     

环己烷-叔丁醇-水共沸精馏模拟研究

本文运用ASPEN流程模拟软件对环己烷作为挟带剂共沸精馏分离叔丁醇和水的过程进行模拟,确定了共沸塔的最佳的理论板数以及合理的挟带剂流量,同时研究了进料位置对共沸精馏的影响,计算出了各个塔板的温度和塔内气液相流量及组成。     

双效精馏分离甲醇和醋酸甲酯工艺模拟

在聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)生产工艺中,醇解反应副产醋酸甲酯,在分离醋酸甲酯时容易形成甲醇和醋酸甲酯共沸体系,不易得到高纯度的醋酸甲酯产品。研究了甲醇和醋酸甲酯形成二元共沸物特性,提出采用双效精馏工艺分离甲醇和醋酸甲酯。利用Aspen Plus软件对分离工艺进行模拟及优化,模拟结果显示较佳的工艺条件:低压塔操作压力35 k Pa(G),塔顶采出量1 500 kg/h,理论板数23,第9块板进料,S6流股第5块板进料,回流比6;高压塔操作压力680 k Pa(G),理论板数19,第7块板进料,回流比3。双效精馏过程中塔底再沸器和塔顶冷凝器节能率分别为27.18%和28.35%。     

醋酸甲酯和甲醇热集成变压精馏分离工艺模拟与优化

基于对醋酸甲酯与甲醇二元共沸特性的分析,提出热集成变压精馏分离醋酸甲酯和甲醇的工艺. 利用Aspen Plus软件对该分离过程进行模拟,以NRTL活度系数方程为物性计算方法,其二元相互作用参数由气液相平衡数据回归,分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,并进行了能耗比较. 结果表明,该工艺能很好地分离醋酸甲酯和甲醇,较佳的工艺条件为：加压塔操作压力909 kPa,理论板数32,第21块板进料,回流比4.2,塔釜醋酸甲酯纯度99.8%;常压塔操作压力101 kPa,理论板数30,第20块板进料,回流比4.6,塔釜甲醇纯度99.0%. 与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节能达45.8%;与以水为萃取剂的萃取精馏分离工艺相比,热集成变压精馏分离工艺更适合醋酸甲酯与甲醇体系的分离.     

共沸精馏回收乙酸仲丁酯的工艺流程参数优化

设计了一种用于处理乙酸仲丁酯副产物回收工业级乙酸仲丁酯的新工艺,并应用Aspen软件对该工艺中共沸精馏塔的理论塔板数、回流比、共沸剂的量、进料位置及进料温度和甲醇回收塔的理论塔板数、回流比及进料位置等工艺参数进行灵敏度优化与分析。最终优化后的模拟结果为：共沸精馏塔处理负荷按2.4 t/h计时,其塔板数为54块,塔顶的回流比为10,共沸剂进料量为1.8 t/h,进料位置为第30块板,进料温度为40℃,塔釜乙酸仲丁酯纯度99.0%达到工业级;与乙酸仲丁酯共沸精馏塔配套负荷的甲醇回收塔,理论板数为24块,塔顶的回流比为8,原料液进料为第20块板,甲醇纯度达到96%以上,甲醇含水量小于0.15%,达到工业一等品质量要求。经济效益分析的结果表明本工艺具有良好的经济效益。     

基于ASPEN PLUS软件的正丁醇精馏工艺设计

利用ASPEN PLUS软件对某工厂正丁醇精馏工艺进行了流程设计及模拟。该流程采用分离非均相共沸物双塔流程。确定了精馏塔的塔板数及其它各工艺参数,为正丁醇废水回收工艺装置的技术改进提供了基础数据。     

乙醇-苯-水非均相共沸精馏过程稳态模拟与动态控制

利用Aspen Plus流程模拟软件,以苯为轻夹带剂,建立了乙醇-苯-水三元非均相体系两塔共沸精馏工艺流程。对工艺流程中关键设备汽提塔和脱水塔进行了稳态模拟与优化,优化后的结果为:汽提塔共31块塔板,塔直径2.07 m,塔顶压力0.203 MPa,塔顶回流罐的温度313 K,回流比0.648,再沸器的热负荷9.149 MW;脱水塔共21块塔板,塔直径1.38 m,塔顶压力0.101 MPa,塔顶回流罐的温度347 K,回流比0.2,再沸器的热负荷4.57 MW。最终在汽提塔塔底可得到摩尔分数99.6%的乙醇产品。采用Aspen Dynamic建立了全工艺流程的控制结构,并对进料流量和进料组成的扰动进行了动态分析,结果表明:动态控制结构可满足对产品纯度的设计规定要求。研究结果对工艺与控制方案的选择具有重要的现实指导意义。     

对二甲苯萃取精馏分离乙醇-丙酸乙酯共沸物

利用COSMO-SAC模型对常用萃取剂进行筛选,进而确定对二甲苯适合作为分离乙醇-丙酸乙酯二元共沸物系的萃取剂,并利用汽液平衡实验验证了所选萃取剂的分离效果。结果表明对二甲苯能够分离乙醇-丙酸乙酯共沸物系。采用Aspen Plus模拟软件对乙醇-丙酸乙酯-对二甲苯三元体系进行了连续萃取精馏模拟,并获得了适宜的工艺参数：萃取精馏塔中,理论塔板数为60块,原料进料位置为第50块塔板,萃取剂进料位置为第25块塔板,回流比为7,溶剂比为0.8,塔顶乙醇的含量可达到99.85%;溶剂回收塔中,理论塔板数为30块,进料塔板的位置为第11块塔板,回流比为6,塔顶得到丙酸乙酯的质量分数为99.0%。     

氯化氢-水变压精馏工艺的研究与模拟

利用氯化氢-水体系在不同压力下共沸组成变化较大的特性,采用变压精馏工艺分离该共沸物。基于Aspen Plus流程模拟软件,采用ELECNRTL物性模型进行模拟,模拟结果表明:在10kPa和400kPa压力下,共沸组成变化大于5%;采用变压精馏可以有效分离氯化氢和水,得到的氯化氢气体与稀酸水中氯化氢的质量分数可分别达到99.96%和0.9%,其中高压塔15块理论板,进料为顶部进料,减压塔20块理论塔板,进料位置为第10块理论板,回流比为0.5。     

废弃酯类合成润滑油的逆流双效精馏分离回收工艺模拟

基于对废弃酯类合成润滑油的氧化变质成分分析,利用化工流程模拟软件(Aspen Plus)模拟出一种高效分离和回收酯类合成润滑油的工艺。逆流双效精馏分离回收工艺中,液相的非理想性计算采用热力学活度系数模型(NRTL);气相模型采用热力学状态方程(SRK)、蒸汽表状态方程(STEAMNBS),其中,热力学状态方程和蒸汽表状态方程二元相互作用参数由气液相平衡(VLE)数据回归。在变压逆流双效精馏模型中,通过合理调整撕裂流股并为其赋予初值,使循环物料计算收敛。优化分析常压塔(T_1)和加压塔(T_2)的理论塔板数、进料位置及常压塔(T_1)和加压塔(T_2)回流比对分离效果的影响。结果表明:将工艺参数设定为常压塔(T_1)理论塔板数7块,进料位置在第3块塔板,回流比9.8,塔顶温度221℃,全塔压力100kPa;加压塔(T_2)理论塔板数7块,进料位置在第1块塔板,回流进料板数为7块,回流比4.6,塔顶温度293℃,全塔压力150kPa,分离得到的润滑油癸二酸二异辛酯产品质量分数为99.101%,回收率99.587%;与单效精馏相比,逆流双效精馏工艺能耗较低,再沸器和冷凝器热负荷分别降低16.6%和14.5%。     

萃取精馏分离乙酸乙酯和丁酮的研究

采用萃取精馏的方法分离乙酸乙酯和丁酮共沸物系。选取乙二醇作为萃取剂,利用流程模拟软件Aspen Plus对流程进行模拟,分析不同萃取剂进料量、塔板数、回流比、进料位置等参数对产品质量分数及热负荷的影响。通过模拟发现,当乙二醇进料量为500 kg/h、萃取精馏塔塔板数为30、质量回流比为0. 45、原料进料位置为17块板、萃取剂进料位置为5块板,溶剂回收塔塔板数为10、质量回流比为0. 5、进料位置为第4块板时,可得到质量分数为99. 91%的乙酸乙酯及质量分数为99. 60%的丁酮。通过间歇萃取精馏实验对萃取精馏过程进行验证,发现萃取精馏塔塔顶可得到高达质量分数为98%的乙酸乙酯,证明了模拟结果的可靠性。     

基于ASPEN PLUS模拟变压精馏分离乙腈-异丙醇

乙腈-异丙醇在不同压力下形成的共沸物系,其组成也不同。故从理论上讲,利用变压精馏分离该共沸物系是可行的。本课题基于化工模拟软件Aspen Plus,对变压工艺流程做了计算模拟,在对高压塔的进料位置、回流比和理论板数做出一定的分析后,得出了影响分离效果的因素,并对此进行优化,最终得到最佳的工艺参数,并拟将模拟计算后的结果作为实际生产指导。第一步模拟变压精馏分离乙腈-异丙醇,第二步对第一步得到的各参数进行优化,优化后得到的最佳工艺参数是:第一个加压塔的理论塔板数是22,进料位置为第6块板,回流比是2︰1;第二个常压塔的理论塔板数是15块,第4块板是它的进料位置,回流比为2︰1。在此参数的基础上模拟,最终得到的两种产品纯度均可以达到99.90%,符合预定的目标。同时,这种条件下分离该共沸物也可以减轻各设备的载荷,更好的延长设备的使用寿命,具有一定的经济性。     

Aspen Plus在模拟分离四氢呋喃-水共沸精馏中的应用

采用常压-加压双塔精馏工艺对四氢呋喃-水混合物进行分离。运用Aspen Plus软件,选用NRTL-RK模型为物性计算方法,在保证四氢呋喃分离纯度不低于99.7%(w)的前提下,以再沸器热负荷为指标,对精馏系统的理论塔板数、回流比、进料位置和馏出比进行了模拟计算与优化。最佳工艺条件为:常压塔理论塔板数为12,回流比为1.767,进料位置为9,馏出比为0.695 0;高压塔理论塔板数为19,回流比为1.6,进料位置为13,馏出比为0.553 1。     

基于ASPEN PLUS的氯乙烯精馏过程的模拟

应用ASPEN PLUS化工模拟系统中的RADFRAC精馏模块对氯乙烯精馏中的高低沸塔进行模拟,模拟值与实际值基本吻合.讨论了回流比、进料位置、馏出比等参数对精馏的影响,获得了对氯乙烯精馏具有指导意义的相关工艺数据.