Aspen Plus模拟甲醇-乙醇-水体系的萃取精馏

利用Aspen Plus软件模拟技术,对甲醇-乙醇-水体系进行萃取精馏模拟计算,并用实验进行验证。考察了三塔萃取精馏过程中的T1塔、B1塔和B2塔的塔板数、溶剂比(质量比)、进料位置以及回流比对分离产物纯度的影响,确定了萃取精馏塔T1的塔板数为25,回流比为0.4,原料进料位置在19块塔板,萃取剂进料位置在第5块塔板,B1塔的塔板数为38,回流比12,进料位置在18块塔板,B2塔的塔板数为20,回流比0.27,进料位置在13块塔板。在此条件下,99.511%的甲醇收率高达99.754%,99.829%的乙醇收率高达99.887%,模拟结果与实验结果数据吻合度较高,说明该萃取精馏过程能将甲醇-乙醇-水体系高效分开,该模型适用于分离甲醇-乙醇-水混合物。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。     

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。     

萃取精馏分离二氯甲烷和甲醇的过程研究

采用萃取精馏技术对二氯甲烷和甲醇的共沸体系进行分离,以水为萃取剂,通过Aspen Plus软件对该过程进行工艺流程模拟,并利用灵敏度分析模块对萃取精馏塔的理论板数、进料位置、溶剂比、回流比和溶剂回收塔的理论板数、进料位置、回流比等参数对分离效果的影响进行了详细分析,确定了最优工艺参数为:萃取精馏塔理论板数为28,原料进料位置在第14块板,萃取剂进料位置在第4块板,溶剂比为0.6,回流比为1.6,塔顶产品二氯甲烷含量达到99.7%;溶剂回收塔理论塔板数为22,进料位置在第16块板,回流比为1.8,塔顶甲醇含量达到99.8%。在上述模拟优化的基础上进行了实验验证,实验结果与模拟结果相一致,验证了模拟结果的可靠性。最后,对某药厂年处理量为6 200 t的分离过程进行设计。     

萃取精馏分离二氯甲烷和甲醇的过程研究

采用萃取精馏技术对二氯甲烷和甲醇的共沸体系进行分离,以水为萃取剂,通过Aspen Plus软件对该过程进行工艺流程模拟,并利用灵敏度分析模块对萃取精馏塔的理论板数、进料位置、溶剂比、回流比和溶剂回收塔的理论板数、进料位置、回流比等参数对分离效果的影响进行了详细分析,确定了最优工艺参数为:萃取精馏塔理论板数为28,原料进料位置在第14块板,萃取剂进料位置在第4块板,溶剂比为0.6,回流比为1.6,塔顶产品二氯甲烷含量达到99.7%;溶剂回收塔理论塔板数为22,进料位置在第16块板,回流比为1.8,塔顶甲醇含量达到99.8%。在上述模拟优化的基础上进行了实验验证,实验结果与模拟结果相一致,验证了模拟结果的可靠性。最后,对某药厂年处理量为6 200 t的分离过程进行设计。     

甲醇四塔精馏过程模拟分析

为开发一个优化的甲醇精馏提纯工艺,以解决甲醇产品纯度低而影响与汽油、柴油混合均匀性、低温稳定性等问题,利用PRO/Ⅱ化工流程模拟计算软件,以醇类、水作为关键组分,采用修正的ALCO、NRTL模型分别对预精馏塔、回收塔和加压塔、常压塔进行了甲醇四塔精馏流程模拟计算.对进料位置、回流比、理论板数、进料温度、操作压力进行了模拟优化.模拟结果表明,四塔流程生产出的精甲醇产品在纯度、水含量、乙醇含量和甲醇回收率上较二塔、三塔流程有较大的提高,显著提高了精甲醇与汽油或柴油的混合均匀性,改善了混合相的低温稳定性,且装置能耗低,操作稳定、灵活.     

从四氢呋喃、乙醇和水混合液中提取四氢呋喃和乙醇的研究

建立精制四氢呋喃和提纯乙醇的方法,采用Aspen Plus模拟软件对萃取精馏精制四氢呋喃和连续精馏提纯乙醇的工艺进行模拟计算,以N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂,考察相关因素对分离效果的影响,如塔板数、回流比、溶剂比、原料进料位置、萃取剂进料位置、塔顶出料比等,并通过正交试验对工艺条件进行优化设计,确定最佳操作参数。在优化条件下,萃取精馏塔塔顶馏分中四氢呋喃含量达到99.61%,连续精馏塔塔顶乙醇含量为90.24%、收率为99.99%。     

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%。     

具有热集成的甲醇三效精馏工艺及其工业应用

提出了一种具有热集成的甲醇三效精馏工艺,并成功应用在50万t/a甲醇精馏提质增效改造项目中。采用专业的化工模拟软件对各主要精馏塔进行了模拟优化,新增高压精馏塔理论板数N=52层,回流比R≥2.5,进料位置NF=48,加压精馏塔和常压精馏塔回流比分别为2.3和1.8,进料位置分别为48和45。改造后,精甲醇产量达到76万t/a,产品甲醇中乙醇质量分数降至0.01%以下,蒸汽单耗由原来的1.24 t/t降到了0.82 t/t,年增经济效益约3 944.6万元。     

甲醇双塔精馏流程的模拟与分析

应用ASPEN PLUS化工模拟系统中的RADFRAC塔精馏模块对甲醇双塔精馏过程进行模拟。分别讨论了操作回流比、进料位置、塔顶馏出量等参数对甲醇精馏过程的影响,获得了对高纯度甲醇精馏具有指导意义的相关工艺数据。模拟结果表明,该双塔流程生产出的精甲醇产品纯度高、水含量和乙醇含量低,并且该双塔模型能耗低,操作稳定、灵活。     

萃取精馏分离甲醇-乙酸乙酯的模拟研究

通过Aspen Plus化工流程模拟软件,利用萃取精馏法,以二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂,对甲醇-乙酸乙酯共沸物进行了分离模拟研究。确定最优工艺参数为:萃取精馏塔理论板数41,混合物进料位置25,萃取剂进料位置4,回流比2.1,溶剂比3.8;溶剂回收塔理论板数12,进料位置7,回流比0.7。萃取精馏塔塔顶乙酸乙酯质量分数达99.80%,溶剂回收塔塔顶甲醇质量分数达99.74%。对分离过程优化操作及设计提供了理论依据。     

甲醇精馏系统的模拟研究

应用ASPEN PLUS化工模拟系统中的RADFRAC塔精馏模块对甲醇精馏过程进行模拟。分别讨论了操作回流比、进料位置、塔顶馏出量等参数对甲醇精馏过程的影响,获得了对高纯度甲醇精馏具有指导意义的相关工艺数据。模拟结果表明,该流程生产出的精甲醇产品纯度高、水含量和乙醇含量低,并且该模型能耗低,操作稳定、灵活。     

萃取精馏和变压精馏分离苯-乙醇的模拟研究

采用Aspen Plus化工流程模拟软件，通过NRTL热力学模型，分别进行苯和乙醇混合物的萃取精馏和变压精馏分离模拟研究。萃取精馏采用丙三醇为萃取剂，萃取精馏塔以33为理论塔板数、28为混合物进料位置、2为萃取剂进料位置、1.1为回流比、3.0为溶剂比(萃取剂用量与混合物进料量比值);溶剂回收塔以5为理论塔板数、3为进料位置、1.0为回流比时，分离得到苯和乙醇的质量分数均为99.62%。变压精馏由常压塔(101.325 kPa)和高压塔(520 kPa)串联而成，常压塔以18为理论塔板数、8为进料位置、3.0为回流比；高压塔以16为理论塔板数、10为进料位置、3.0为回流比时，可得到乙醇和苯质量分数分别为99.52%和99.01%。     

甲醇回收装置的模拟及优化

利用ASPEN PLUS对甲醇回收装置进行了全流程模拟,并对甲醇萃取塔萃取水量,甲醇回收塔理论板数、进料位置、回流比进一步优化分析,得到最优工艺参数:甲醇萃取塔萃取水量为3500 kg/h,甲醇回收塔理论板数为17块,进料位置为第8块,回流比为7.5。     

完全热集成变压精馏分离乙酸乙酯和甲醇的模拟

采用Aspen Plus软件及NRTL模型对乙酸乙酯-甲醇物系进行了完全热集成变压精馏模拟操作。以乙酸乙酯和甲醇的质量分数为约束函数,以塔釜的热负荷为目标,对两塔的理论板数、进料位置以及回流比进行了优化。基于完全热集成工艺的优化结果为高压T1塔理论板数16块,原料进料位置为第8块板,循环物料进料位置第4块板,回流比为4;常压T2塔理论板数28块,进料位置为第11块板,回流比为5.7。T1高压塔塔底得到的乙酸乙酯和T2常压塔塔底甲醇质量分数都能达到99.5%的分离要求,与传统的变压精馏相比完全热集成变压精馏能耗降低49%。通过实验室的间歇变压精馏小试实验验证,可以分离得到高纯度的乙酸乙酯和甲醇,对实际工艺操作和设备改造有一定的指导意义。     

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。     

煤经甲醇制烯烃过程关键参数辨识与分析

研究了煤经甲醇制烯烃过程,即通过德士古气化炉将煤气化制合成气,后经甲醇制备烯烃,最后分离烯烃。基于动力学模型进行全流程模拟,模拟结果与实际数据较为吻合,乙烯与丙烯质量的相对误差分别为1.74%和1.23%。该流程系统复杂,操作参数较多且关联性强,选取进料煤水质量比为66∶34、合成气转换反应温度为251℃、合成气制甲醇反应温度为280℃、甲醇制烯烃反应温度为455℃、脱甲烷塔进料温度为-80℃及进料位置为第5块板、脱丙烷塔进料温度为38℃及进料位置第10块板为基准流程的主要参数。通过比较操作参数在一定范围内变化对系统热负荷的影响,辨识影响系统能耗的关键参数。同时辨识影响系统经济性评价的关键操作参数。结果表明:合成气制甲醇的反应温度、甲醇制烯烃的反应温度和进料的煤水质量比是对系统能耗影响较大的关键操作参数。     

直接精馏法提取纤维素乙醇

采用直接精馏法研究了高固含量(质量分数)、高黏度的玉米秸秆发酵醪液的精馏工艺,设计了带搅拌桨的不锈钢筛板-填料精馏塔,确定了固含量为11.56%的发酵醪液的幂律模型本构方程,进而得到塔釜中发酵醪液的黏度和搅拌桨转速的关系。在进料量为2.7 L/h、进料体积分数为10%左右、进料温度为30℃、操作压力为常压的条件下,考察了进料位置、回流比、搅拌桨转速等操作条件对纤维素乙醇精馏的影响。实验结果表明:第27块塔板进料、操作回流比5.0、搅拌桨转速36 r/min为最佳操作条件,塔顶乙醇收率可达到99%以上。     

催化精馏合成乙酸乙酯

以乙酸、乙醇为原料,阳离子交换树脂为催化剂,在自制精馏塔内催化精馏酯化合成乙酸乙酯.以捆扎包作为催化剂装填方式,并考察了催化剂布包材料、乙醇进料位置、空速、回流比、进料酸醇物质的量之比对乙醇转化率和塔顶产品中乙酸乙酯含量的影响.结果表明,合适的条件为催化剂布包采用尼龙布材料,乙醇进料位置在催化段底部,空速为0.213 h-1,进料酸醇物质的量之比3:1,回流比1.0.该工艺条件下,乙醇转化率为97.16%,塔顶乙酸乙酯的质量分数为95.44%.     

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。