常压反应-减压精馏耦合生产氯化苄的工艺优化设计

采用常压反应-减压精馏耦合装置应用于甲苯氯化体系生产氯化苄。为了找到集成装置的最佳结构参数,建立了以独立反应量为基础的模型方程,并开发了基于Powell法的多层优化设计法。结果表明,在塔釜上升蒸汽量一定的情况下,增加精馏塔分离段塔板数、反应器台数、相邻反应器间间隔塔板数,反应能力有所增加,然而当其超过一定值后,反应能力增加的趋势不明显;在优化得到的结构操作参数下,反应能力与分离能力达到最佳匹配。     

带多台侧反应器的间歇反应精馏生产氯化苄非稳态模拟与过程设计

建立了带多台侧反应器的间歇反应精馏过程,采用Aspen Plus模拟软件构建该过程的非稳态模拟方法。以甲苯氯化生产氯化苄为对象,研究了侧反应器台数、侧线采出率和采出位置、氯气分配、反应精馏时间及再沸器蒸发量等设计参数对间歇反应精馏过程的影响规律。模拟结果表明反应能力和分离达到最佳匹配的最优设计参数为:精馏塔塔板数8块、侧反应器2台、氯气分配7:3、从第3块塔板侧线采出、采出率85%、再沸器蒸发量25 kmol?h?1。在此结构参数和操作条件下完成50 kmol甲苯氯化所需时间为9 h,甲苯的转化率和氯化苄的选择性均可达到98.0%以上。     

背包式反应与精馏耦合生产氯化苄技术研究

根据采用具有独立反应量的气液反应器与精馏塔相耦合的构思,建立了反应精馏小试装置,进行了甲苯氯化反应合成氯化苄技术的研究,测定了反应精馏塔内的浓度分布和温度分布,考察了反应能力与分离能力相对大小的改变对反应精馏结果的影响。     

氯化苄生产中的爆炸原因及预防

氯化苄是有机合成中间体,广泛应用于医药、农药、香料、染料助剂、合成树脂等方面。山东恒通化工股份有限公司化工二厂采用塔式氯化与真空精馏相结合的工艺生产氯化苄。氯化工序是该工艺的重点和操作控制难点。氯化釜内的甲苯被加热后,变成蒸气沿相管上升到塔内,在塔内冷凝成液     

甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较

侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展,同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象,分别建立了RD和SRC过程的数学模型,在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下,计算了相同工况下(反应与精馏压力均为101.3 kPa),RD与SRC过程的气/液流率、温度、组成分布,发现两者性能具有一致性。在此基础上,以产品氯化苄的生产成本为目标函数、标志系统产能的氯气进料流率和分配比例为优化变量,对甲苯氯化连串反应的相同工况RD与SRC过程、不同工况SRC过程(反应压力为101.3 kPa、精馏压力为10 kPa)进行优化,结果表明,相同压力工况下,优化得到的RD与SRC的装置产能与产品质量一致;但在不同压力工况下,SRC的产能明显提升、产品质量也有所提高,反映出不同工况SRC明显的优势。     

不同温度反应与精馏集成生产醋酸叔丁酯的过程模拟

针对醋酸与异丁烯加成酯化可逆反应温度低、精馏分离温度高的特点,采用带侧反应器的反应精馏集成过程(SRC)建立了低温反应与高温精馏集成的醋酸叔丁酯生产新工艺。固定塔釜上升汽化量100 kmol·h^-1,规定新鲜醋酸进料的转化率达到99.9%、醋酸叔丁酯选择性达到97.0%,采用过程模拟考察了进入侧反应器的精馏塔采出量、精馏段塔板数、侧反应器进出口间隔塔板数和侧反应器台数等参数对合成醋酸叔丁酯的SRC过程的影响。模拟结果表明,醋酸与异丁烯加成酯化生产醋酸叔丁酯的SRC过程中只有反应能力与分离能力达到最佳匹配才能使单位产品的生产成本最小。研究结果为醋酸叔丁酯生产新工艺的放大设计与优化奠定了基础。     

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。     

侧反应与精馏集成过程的故障动态特性模拟研究

针对甲苯氯化侧反应与精馏集成生产过程,在对实际生产过程合理简化与假设基础上,研制了该生产过程含控制策略的动态模拟系统。在动态模拟系统中合理设置引起反应能力与分离能力不匹配故障因素,如反应器进料配比失调、回流量过低和塔釜加热量不足等过程扰动,进行故障动态仿真研究。分析在故障扰动下整个系统的故障动态特性,获得有效的故障数据,解决了在实际生产装置上无法进行故障实验研究获取系统故障信息的难题。     

轻苯精制工艺的几点改进

莱钢焦化厂苯精制装置于１９９１年投产，年加工轻苯１万t，采用连续吹苯后半连续精馏工艺。２００１年实施了吹苯塔和纯苯塔气相串联新工艺，并对操作和部分设备进行了改进。通过改进，不但降低了生产成本，而且使多年在８５％左右的三苯收率，提高到８９％以上，取得了显著的经济效益。１改进措施（１）分离甲苯、二甲苯的精制塔是半连续间歇釜式精馏塔，在每次分离完甲苯、二甲苯后需向塔内通直接蒸汽４～６h，清扫塔体、塔盘，去除残余成分，为下一次生产做好准备。由于频繁地通蒸汽清扫塔，造成精制塔内壁、塔盘、浮阀等腐蚀严重，个别…     

侧反应器反应精馏过程合成醋酸甲酯的模拟

采用Aspen Plus模拟了合成醋酸甲酯的侧反应器反应精馏过程,研究进料位置、回流比、酸醇比、侧反应器数量等对反应精馏过程的影响,得到优化的工艺条件。该研究结果与传统反应精馏装置对比表明,2种精馏装置性能接近,侧反应器反应精馏技术具有工艺流程环保、塔结构简单等优点。模拟研究结果可为合成醋酸甲酯侧反应器精馏塔提供基础理论和设计数据,为在类似反应精馏体系应用该装置提供技术支持。     

热泵耦合甲醇多效精馏节能新工艺

粗甲醇精馏的能耗是影响甲醇生产成本的关键因素之一。虽然五塔多效精馏可以降低精馏过程能耗，但仍存在相当的低品位余热未利用，为进一步降低五塔多效精馏工艺的能耗，本研究引入机械蒸汽再压缩式（MVR）热泵，在常压塔提馏段增设辅助再沸器，形成热泵耦合多效甲醇精馏新工艺。基于新工艺的全流程模拟数据，文章利用夹点技术对热泵设置的合理性进行分析，采用能耗、效能系数（COP）和年总成本（TAC）等指标对新工艺过程进行评价。结果表明：热泵耦合多效甲醇精馏新工艺中热泵设置合理，冷负荷为24.7MW，再沸器总热负荷为22.25MW，COP为22.5，相比五塔多效精馏工艺，冷负荷、热负荷以及TAC分别降低33.76%、32.64%和26.97%。热泵耦合多效甲醇精馏新工艺节能效果显著。     

太阳能直热式多效蒸馏淡化系统热力分析

本文设计了一种太阳能直热式多效蒸馏淡化系统,它将太阳能直热式系统和多效蒸馏系统相结合来淡化苦成水。文中对这一系统进行产水量和蒸发器的热力分析并进行了模拟计算,结果表明当太阳能直热式系统出水温度达到60℃,系统一天的产水量可达40Kg,当多效蒸馏的效数为4时,淡水的成本在5—7元。在太阳能资源丰富而淡水缺乏的地区,使用太阳能直热式多效蒸馏系统是可行的。     

减压多效膜蒸馏过程试验研究

针对膜蒸馏(MD)过程能耗高、蒸汽冷凝耗水量大的问题,首次设计了减压多效膜蒸馏过程(MEMD)。其特征是在减压膜蒸馏(VMD)过程中设立特殊的多效蒸发区。其中的膜组件同时具有蒸汽的换热降温与原料液的升温蒸发双重作用,从而实现VMD过程蒸发潜热的高效回收利用。试验研究了主蒸发区膜组件面积、多效蒸发区组件管程的进液流量、多效蒸发区组件长度等参数对MEMD过程性能的影响。当主蒸发区膜组件面积为0.10 m2、多效蒸发区组件长度为868 mm、管程进液体积流量为4.0 L/h时,系统的当量膜通量最大(34.8 kg/(m2.h)),额外冷却水用量仅为传统VMD过程的30.8%(每L产水消耗17.2 L冷却水);增加多效蒸发区的组件长度,能显著提高蒸汽相变热回收率,但不能提高系统的当量膜通量。     

A novel multi-effect methanol distillation process

Crude methanol distillation is an energy-intensive separation process and contributes significantly to the cost of methanol production. Although a number of energy-efficient distillation systems have been proposed, there is potential for energy savings in methanol distillation. To further reduce the energy consumption of methanol distillation, a novel five-column multi-effect distillation process is proposed in this work, which is essentially an improved version of an existing four-column scheme. The four-column scheme is made up of a pre-run column, a higher-pressure column, an atmospheric column and a recovery column. The new five-column scheme adds a medium-pressure column after the original higher-pressure column. In this way, the load of the original higher-pressure and atmospheric columns can be decreased by about 30%. The five-column arrangement creates a multi-effect distillation configuration involving efficient heat integration between higher-pressure and medium-pressure columns, atmospheric and recovery columns, and recovery and pre-run columns. Steady-state process simulation results indicate that temperature differences at two sides of each heat exchanger are appropriate, allowing effective heat transfer. Economic analysis shows that the energy consumption of the five-column scheme can be reduced by 33.6% compared to the four-column scheme. Significant savings in operating costs can therefore be achieved, resulting in an economically viable process for methanol distillation.     

普通精馏和共沸精馏精制粗乙酸的研究

通过对该体系气液相行为的研究,建立了多相共沸精馏的热力学模型并计算出模型参数。应用化工模拟软件AspenPlus,以现场操作数据为基础,对脱低沸塔和脱高沸塔组成的双塔精馏过程以及单塔(粗乙酸精制塔)普通精馏过程进行模拟,计算结果同工业生产中的实测数据基本吻合。通过模拟计算,确定了理论塔板数和最佳回流比,发现在降低能耗和提高乙酸质量回收率上单塔精馏优于双塔精馏。选取乙酸异丁酯作为共沸剂进行共沸精馏模拟,并与普通精馏方法进行了对比。     

合成气一步法制备二甲醚的工艺流程模拟与优化

二甲醚作为燃料的替代品,其生产开发在化学工程领域受到了广泛关注。本文对合成气一步法制备二甲醚过程进行了模拟分析,提出了用水作为吸收剂并采用多效精馏的二甲醚生产新工艺。利用Aspen Plus化工模拟软件对吸收塔进行模拟比较了甲醇和水作为吸收剂的能耗,模拟结果表明,用水吸收较甲醇吸收总热负荷降低23.54％,总冷负荷降低35.97％,更为节能。从节能降耗角度出发,根据不同的分离任务,提出了采用两塔分离甲醇-水及三塔分离甲醇-水的两项工艺改进措施。结果表明,采用两塔分离甲醇-水工艺比原工艺二甲醚产量增加了11.50%,能量消耗无明显变化。进一步采用三塔精馏工艺总冷负荷比原工艺减少45.07％,总热负荷减少19.27%,且二甲醚产量增加11.15％,节能效果显著。     

Soft-sensing modeling and intelligent optimal control strategy for distillation yield rate of atmospheric distillation oil refining process

It is a challenge to conserve energy for the large-scale petrochemical enterprises due to complex production process and energy diversification. As critical energy consumption equipment of atmospheric distillation oil refining process, the atmospheric distillation column is paid more attention to save energy. In this paper, the optimal problem of energy utilization efficiency of the atmospheric distillation column is solved by defining a new energy efficiency indicator — the distillation yield rate of unit energy consumption from the perspective of material flow and energy flow, and a soft-sensing model for this new energy efficiency indicator with respect to the multiple working conditions and intelligent optimizing control strategy are suggested for both increasing distillation yield and decreasing energy consumption in oil refining process. It is found that the energy utilization efficiency level of the atmospheric distillation column depends closely on the typical working conditions of the oil refining process, which result by changing the outlet temperature, the overhead temperature, and the bottom liquid level of the atmospheric pressure tower. The fuzzy C-means algorithm is used to classify the typical operation conditions of atmospheric distillation in oil refining process. Furthermore, the LSSVM method optimized with the improved particle swarm optimization is used to model the distillation rate of unit energy consumption. Then online optimization of oil refining process is realized by optimizing the outlet temperature, the overhead temperature with IPSO again. Simulation comparative analyses are made by empirical data to verify the effectiveness of the proposed solution.     

常减压装置初馏塔侧线投用分析

常减压装置是炼化企业的重要组成部分，随着科学技术的发展，越来越多的企业开始投用初馏塔侧线以达到增产航煤的目的。某炼化企业3^#常减压装置加工混合原油8.0Mt/a，通过Aspen Plus进行装置的流程模拟及操作优化，确定了初馏塔侧线最佳抽出位置为第22块塔板，抽出量为16t/h，常压塔最佳取热比为塔顶+顶循∶一中∶二中=0.387∶0.233∶0.380。结果不仅使常二中增加取热8.11GJ/h，为后续换热网络优化提供了有利的条件，而且还在保证各侧线产品质量合格的基础上增产航煤16t/h，常压塔的拔出率也从35.5%提高到了36.3%。说明了常压塔在中段取热优化基础上，投用初馏塔侧线对航煤的增产效果较为明显，常压塔的拔出率也会增加。并且随着我国航空航天事业的飞速发展，市场对航煤的需求量日益提高。因此对于初馏塔侧线的投用具有很大的现实意义。     

氨纶生产中二甲基乙酰胺精制塔的节能改造

对氨纶生产中二甲基乙酰胺(DMAc)精制塔热节减和热回收进行了节能分析,找出节能的关键。通过使用较低成本冷却剂和回收利用塔顶潜热的节能措施,在投资较少费用的情况下,取得了明显的经济效益。改造后,每吨产品成本降低了25.3%。     

三聚甲醛分离过程模拟与优化

对萃取法分离精制三聚甲醛工艺过程进行了模拟,在试验研究基础上,以经济效益为出发点,对三聚甲醛分离精制生产装置进行了优化计算,得到了最优的萃取塔操作相比和精馏塔操作回流比,优化计算结果可作为工业化装置设计依据。