甲醇精馏技术简述

论述了甲醇精馏技术中双塔和三塔精馏工艺,介绍了采用高效丝网波纹填料和分布器的填料型精馏塔的优点。对双塔和三塔精馏技术的经济性进行了比较。     

反应精馏研究进展及应用前景

对反应精馏技术在工艺和模拟方面的研究进展进行了概述 ,简单介绍了反应精馏的关键技术并对反应精馏的应用前景进行了展望。     

甲醇精馏工艺夹点技术应用和换热网络优化

夹点技术被广泛应用在换热网络设计和能量回收利用的过程系统优化中,通过Aspen Energy Analyzer软件等方法对甲醇精馏工艺进行夹点分析和换热网络优化,讨论甲醇精馏工艺节能降耗的优化方案,为能量的更优利用提供理论依据和可行方案。     

甲醇精馏技术浅析

对甲醇精馏的原理、工艺、设备进行了评述,并对双塔精馏工艺和三塔精馏工艺的产品质量、能源消耗、建设投资以及生产规模进行了对比分析。     

聚乙烯醇生产流程优化

针对国内电石法聚乙烯醇生产中的精馏、聚合、回收工段精馏系统的物料特点及工艺要求。结合近年来应用成功的新型分离技术，对聚乙烯醇生产流程提出优化方案，并对优化方案进行计算机模拟计算，模拟结果表明优化的流程方案可比现有流程节省蒸汽消耗47％。     

新型丙烯酸精馏系统的研究

针对丙烯酸传统共沸精馏系统，通过热力学数据分析，利用水、醋酸和丙烯酸本身的沸点差异，提出了采用直接精馏方式提纯丙烯酸的工艺技术方案。基于Aspen Plus流程模拟软件，对丙烯酸共沸精馏工艺及直接精馏工艺进行了流程模拟与分析，发现采用直接精馏工艺可有效简化丙烯酸精制工艺，并降低丙烯酸精馏单元的能耗，对未来丙烯酸装置的设计及运行具有重要指导意义。     

节能型乙醇蒸馏及脱水集成工艺

围绕由生物质发酵醪液生产燃料乙醇过程中精馏与脱水工艺展开研究,提出了精馏塔塔顶部分冷凝技术。通过计算机模拟,着重从能耗方面将该方案与常规工艺以及最近出现的回流段无水乙醇共沸精馏技术进行比较。结果表明,部分冷凝工艺和回流段无水乙醇共沸精馏流程节能效果显著。     

苯乙烯装置乙苯/苯乙烯分离塔节能技术

在石油化工生产过程中,精馏过程无疑是每个装置能量消耗最大的工序之一,为了改善精馏过程高能耗问题,伴随着对常规分离过程不断地调整优化,一些新的工艺应运而生,热泵精馏工艺与多效精馏工艺便在其中且被广泛应用。本文借助流程模拟,对乙苯/苯乙烯分离过程采用常规精馏、热泵精馏技术与多效精馏技术进行了对比分析。分析结果表明,在完成相同分离任务的前提条件下,采用热泵精馏与多效精馏工艺均能够显著降低精馏过程的能耗,具有良好的经济效益和广泛的应用前景。     

循环精馏技术研究进展

在“碳中和”“碳达峰”的战略目标下,过程强化是实现绿色生产的关键技术之一。循环精馏作为一种基于过程强化理论的新型精馏技术,通过采用特定塔内构件和控制方案而改变传统精馏塔内气相和液相的流动方式,实现气液两相分别呈周期性独立运动SPM的操作模式。循环精馏技术理论上可实现塔内液相返混为零,使分离推动力最大化,具有处理能力大、能耗低及分离性能好等优点。相较传统精馏操作,循环精馏技术可使单板效率提高到140%～300%,能耗降低20%～30%。本文针对循环精馏技术的研究背景、工作原理、工业应用、两种专用塔板（Maleta塔板和COPS塔板）以及循环精馏技术在隔板塔和反应精馏等过程强化技术中的应用进行了综合论述。论文对循环精馏技术的控制方法和内构件研究中存在的问题进行了总结,并对循环精馏技术的发展方向和前景进行了展望。     

含氧煤层气甲烷提浓技术比较

含氧煤层气的主要成分是甲烷、氧气和氮气,为了回收利用煤层气中的甲烷,需要对煤层气进行脱氧和脱氮处理,以提高甲烷浓度.通过调研统计,甲烷提浓技术主要包括三种：含氧-低温精馏、脱氧-低温精馏和脱氧-吸附分离-液化技术.并从安全、造价和功耗三个方面对这三种提浓技术的工艺方案及特点进行分析和比较.研究结果表明：脱氧-低温精馏提浓技术的安全性高、造价较低,功耗居中.因此,含氧煤层气提浓甲烷推荐使用脱氧-低温精馏分离技术.     

电子级多晶硅生产中氯硅烷精馏工艺的设计和优化

比较目前多晶硅生产中氯硅烷精馏的国内传统工艺和引进国外工艺;通过研究和借鉴,结合专家意见并进行模拟计算,设计和优化氯硅烷精馏工艺;简化流程,降低能耗,减少精制三氯氢硅中的杂质,从而提高多晶硅产品的品质。     

丙酮缩甘油反应精馏工艺全流程模拟与优化

针对丙酮缩甘油的传统生产工艺单程转化率低、生产设备投资高、后处理过程长及环境污染等缺点,本文设计了一种高效节能的反应精馏（RD）生产工艺。基于反应动力学和热力学基础数据,建立丙酮缩甘油反应精馏严格数学模型对反应精馏工艺全流程进行理论探究。通过对塔内浓度分布的分析,揭示了产物水对丙酮缩甘油反应精馏合成效果的影响。探究不同丙酮循环量对全流程生产工艺的影响;并以反应精馏塔和丙酮回收塔塔釜再沸器负荷为目标函数,对全流程的参数进行探究和优化,结果表明全流程优化后相比单塔优化的总能耗可节约3.6%。同时与工业传统先反应后精馏流程相比,优化后的反应精馏全流程节约能耗15.1%。该结果可为丙酮缩甘油工业化生产工艺设计提供参考和依据。     

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。     

热泵精馏应用于异丁烷精馏过程的节能改造

异丁烷资源丰富,但工业利用率低,造成资源未得到合理利用。本文首先分析了C₃和C₄混合物分离体系的特点,建立异丁烷精馏常规工艺流程,并对其进行模拟计算。模拟结果表明:塔釜蒸汽消耗量较大,造成能耗过高。目前,解决精馏过程能耗过高的处理方式集中在工艺参数的优化,在精馏方式上却少有报道。为了解决这一问题,本文提出了采取热泵精馏技术进行节能改造,并建立了异丁烷精馏的热泵精馏新工艺。通过模拟计算且对结果进行深入分析,得出当塔顶/塔釜压力分别为7×10⁵Pa和7.5×10⁵Pa、循环工质流量3055.13kmol/h、压缩机压缩比为2.286条件下满足分离要求,且能耗较低。分析热力学效率与经济性并与常规流程进行对比,结果表明:热泵精馏新工艺节能效果极佳,由常规精馏的68.16GJ/h降低为热泵精馏的45.87GJ/h;热泵精馏新工艺适用于该体系且更加节能、环保。     

具有完全热集成和水集成的合成甲醇精制工艺

提出了一种新的三塔精馏工艺用于合成甲醇的精制过程。在采用差压双效精馏实现系统内热集成的方案中，新工艺将加压塔塔顶蒸汽分为两部分，一部分作为预塔再沸器的供热源，其余部分作为常压塔再沸器的供热源，实现了供热蒸汽的完全热集成。同时将常压塔塔底出料的高纯软水和加压塔塔底部分含盐水回用为预塔萃取水，实现了系统内工艺软水的完全集成，既节约了工艺软水，又减少了系统的废水排放量。运用Aspen Plus定态模拟方法，对Lurgi工艺，文献中提到的W-C工艺和新的Z-W工艺进行对比研究，研究结果表明Z-W工艺比现有Lurgi工艺节约能量21.4 %，节约软水100 %，减少废水排出量81.4 %；比文献中W-C工艺节约能量11.7 %，节约软水100 %，减少废水排出量68.5 %。     

乙醇脱水塔内两相和三相共沸精馏

研究了乙醇脱水塔内的两相共沸精馏和汽液液三相共沸精馏过程。利用Aspen plus模拟软件对乙醇脱水塔内4种工况的精馏曲线、共沸剂浓度分布、回流量和再沸器能耗进行了分析比较。结果表明,苯做共沸剂时,脱水塔内两相共沸精馏和汽液液三相共沸精馏的精馏曲线、共沸剂浓度分布、回流量和再沸器能耗相近,脱水塔精馏曲线都跨越了精馏边界,并且共沸剂在塔内大多数板上都有较高浓度分布。而环己烷做共沸剂时,两相共沸精馏工况和汽液液三相共沸精馏工况条件下的脱水塔内精馏曲线、共沸剂浓度分布、回流量和再沸器能耗有较大差别。汽液液三相共沸精馏工况条件下,环己烷在塔内大多数板上有较高浓度分布,起到较好的脱水作用,而两相共沸精馏工况条件下脱水塔内共沸剂仅分布在塔顶几块塔板上,塔内多数板上没有起到共沸剂作用。     

甲醇精馏工艺流程比较及模拟

针对国内粗甲醇双塔精馏和三塔精馏两种主要工艺,从操作条件、工艺特点、产品质量等方面进行分析比较;通过ProII软件分别对这两种流程进行模拟计算,比较其能耗如冷却水、蒸汽的消耗,为工艺选择提供依据。     

逆向蒸馏

采用严格模拟法对多组分蒸馏过程进行了研究。给出了产生逆向蒸馏的3个主要原因,即进料位置不当、进料中关键组分摩尔分数过低以及实际回流比(摩尔比)接近最小回流比。分析了逆向蒸馏的弊端,如进料位置不当所引起的逆向蒸馏,使冷凝器和再沸器能耗分别增加12.76%和12.19%,总计能耗增加达24.95%。提出了避免逆向蒸馏的方法。蒸馏塔设计需分析有无逆向蒸馏现象,逆向蒸馏应予以消除,同时还需进行参数优化,包括塔板数、进料位置、回流比等。而简化法计算结果过于粗糙,只能作为参考而不能作为最终设计的依据。     

水蒸汽法与CO_2循环活气法蒸馏松脂的比较

从能量消耗、过程装备、产品质量以及排放三废方面,进行水蒸汽法与CO2循环活气法蒸馏松脂的比较,结果表明CO2循环活气法比水蒸汽法节省能量。CO2循环活气法蒸馏松脂不需要油水分离器、盐滤器,又因为不需要带走活气的冷凝热,冷凝冷却器的换热面积也减少,也不需要建造大型过热水蒸汽锅炉;CO2循环活气法蒸馏松脂所得的产品不含水份,松香无结晶现象,松节油透明无混浊;而且该法蒸馏松脂无三废产生,是一种清洁的生产方法。     

具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其模拟

提出了一种新的三塔精馏工艺用于合成甲醇的精制过程.在采用差压双效精馏实现系统内的热集成方案中,新工艺从加压精馏塔进料板上部的侧线采出中等甲醇浓度的物料作为常压精馏塔的进料,有效地平衡了两塔的分离负荷,进一步降低了双效精馏的总能耗,同时,将预精馏塔产生的盐碱类物质浓缩分离到加压塔底采出,使常压塔底出料为高纯度软水,将其循环复用为预塔萃取水,实现了系统内的工艺软水集成,不但降低了新鲜工艺软水的消耗,而且还减少了系统的废水排放量.运用计算机稳态模拟方法对传统的两塔工艺、现有的三塔双效精馏工艺和本文提出的新工艺进行了对比研究,研究结果表明：新工艺可以比两塔工艺节能49.2%,节水38.0%;比现有三塔工艺节能24.7%,节水38.0%.