苯-甲苯双效精馏的优化计算

建立了苯－ 甲苯单塔精馏的ＭＥＳＨ 方程组,采用分割技术用计算机进行迭代求解,得到了塔内各理论板的气液流量、温度和浓度分布及塔顶和塔底热负荷,并计算了该过程的热力学效率为１３ ．９７ ％ 。在此基础上,提出了苯－ 甲苯的并流型双效精馏流程,并对该流程进行了工艺分析,确定了高压塔塔顶采出量及回流比为两个塔的协调变量。在规定各塔压和高压塔塔底流量的条件下,以综合效益为优化目标,以两塔的回流比为决策变量,采用一维定步长搜索给出决策变量改进值的方法进行优化计算,确定了双效精馏流程的工艺操作条件。优化计算结果表明,高压塔压力为３４ ．３４ Ｎ／ｃｍ ２ ,回流比为１ ．１ ,低压塔压力为常压,回流比为３ ．２ 的双效精馏比单塔精馏可节约供热量３２ ％ ,节约蒸汽用量２８ ％ ,且双效精馏过程的热力学效率可提高４ ．３９ ％ ,是一种非常有效的节能措施     

恒回流比二元间歇精馏轻组分的极限浓度

介绍了采用恒回流比操作方法,在塔顶、塔板持液时,间歇精馏二元理想混合物,馏出液中轻组分极限浓度的数值计算方法.通过举例计算检验了馏出液中轻组分极限浓度的数值计算方法的合理性.     

甲醇变压逆流双效精馏系统工艺模拟与优化

对粗甲醇的精馏工艺方法进行了评述,提出以变压逆流工艺实现精馏系统内热集成,达到节能目的.建立了变压逆流双效精馏系统工艺模型,基于序贯模块法的稳态过程模拟进行流程模拟计算,得到了该流程的基本数据,对具有热集成的精馏系统加压精馏塔操作压力对分离的影响、冷凝再沸器传热温差、分离要求对精馏节能的影响等方面进行对比研究并优化.结果表明：变压逆流热集成的甲醇双效精馏工艺差压小,是宜选的流程,可以节蒸气25.5%,节冷却水31.6%.     

恒回流比二元间歇精馏轻组分的极限浓度

介绍了采用恒回流比操作方法，在塔顶、塔板持液时，间歇精馏二元理想混合物，馏出液中轻组分极限浓度的数值计算方法．通过举例计算检验了馏出液中轻组分极限浓度的数值计算方法的合理性．     

隔离壁精馏塔萃取精馏制无水乙醇

用隔离壁精馏塔萃取精馏制无水乙醇.在溶剂比为1.8,回流比为3:1,乙醇原料进料速度为1.6 mL/min时,塔顶乙醇的质量分数达到99.5%;塔釜乙二醇的质量分数达到96.4%,可直接作萃取剂循环利用.用Aspen Plus对该工艺和二塔萃取精馏工艺对比,结果与实验相一致,塔顶组成相对误差为0.5%,塔釜组成相对误差2.4%.结果显示该工艺比现有工艺少一个塔、一个再沸器和一个冷凝器,节能12%,降低了能耗和设备投资.     

节能型芳烃分离工艺研究

采用稳态模拟技术,对芳烃生产装置精馏系统进行优化节能研究.研究结果表明:将3种典型双效精馏流程应用于芳烃分离流程中,在保证苯塔产品指标的前提下,均有一定的节能效果.权衡整体投资和产生的经济效益,选择平流双效精馏流程对芳烃分离流程苯塔进行节能改造意义更大,其节能率达43.65%.     

萃取精馏分离醋酸水混合物模拟和优化

以ε-己内酰胺为萃取剂,用Aspen Plus在NRTL-HOC物性条件下,来模拟醋酸和水的萃取精馏分离。并对萃取精馏塔和溶剂回收塔进行优化设计,得到了两塔最佳的操作条件如下:萃取精馏塔最佳的馏出比为0. 58,最佳的理论板数40块,原料液进料位置为第26块板,ε-己内酰胺进料位置为第3块板,操作回流比为3,溶剂比为1. 0;溶剂回收塔最佳的馏出比为0. 51,最佳的理论板数为8块,进料位置为第6块板,操作回流比为2. 1。在最佳操作条件下,萃取精馏塔顶醋酸的含量高达99. 8%,两塔再沸器总热负荷为6616. 89 k W,比普通精馏过程节能64. 94%。     

溶剂生产中醪塔的优化模拟

针对丙酮-丁醇精馏工艺过程中醪塔分离性能差和能耗高的问题,提出了优化方案,增加了醪塔塔高,添加一个侧线采出位置.应用PRO/Ⅱ化工流程模拟软件对优化后的醪塔进行模拟,考察了醪塔理论板数,侧线采出位置、进料位置等因素对醪塔分离性能和蒸汽消耗量的影响.优化后经模拟确定了醪塔理论板教为40块,进料位置为第18块理论塔板处,侧线采出位置为第10块理论塔板处.该条件下,醪塔塔顶馏出物中水含量由47.09%降到13.23%;侧线采出产物轻相中丁醇的含量为73.07%,而优化前在醪塔塔顶产物中丁醇的含量为34.19%;能耗与原工艺相比降低了38.74%;醪塔塔釜废醪液中总溶剂含量降为0.013%.工业醪塔试车运行结果与模拟结果吻合良好.     

多效顺流精馏回收DMF的工艺

针对传统的DMF回收工艺存在的高能耗问题,提出了多效顺流精馏回收DMF的双塔、3塔和4塔回收流程.利用ASPEN PLUS化工模拟软件中的RADFRAC模块,选用NRTL热力学计算模型,模拟计算了多效顺流精馏回收工艺处理不同DMF浓度的工况.以能耗最低为考察变量、各塔顶废水的蒸出量为决策变量,确定了各种回收工艺的最佳操作条件,包括各塔的压力分布.在此基础上,利用ASPEN软件中的流体力学计算模块,计算得到了各塔的设备参数,包括冷换设备的面积.以设备投资费用与操作费用之和最小为目标函数,确定了最优分离流程为3塔顺流精馏回收工艺.     

热集成变压精馏分离乙酸乙酯与乙醇工艺及模拟

基于乙酸乙酯与乙醇共沸特性的分析,提出了热集成变压精馏的分离工艺,由加压塔和常压塔串联构成。选择NRTL (non random two liquids)模型为物性计算方法,其二元相互参数由汽液相平衡数据回归,利用Aspen Plus软件对提出的分离工艺进行模拟与优化,详细分析了两塔的理论板数、进料位置及回流比对分离的影响,并对比能耗。结果表明,热集成变压精馏分离工艺能很好地实现乙酸乙酯与乙醇的分离,得到最佳的工艺条件,与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节约加热蒸汽34.7％,为共沸物分离的设计和过程节能提供依据。     

四氢呋喃—水恒沸物萃取精馏过程的三塔优化计算

以1mol产品需要的能耗为目标函数，采用复合形优化方法对萃取精馏过程进行了优化计算，其结果表明当萃取精馏塔的塔板数为12块、进料位置为第8块、溶剂比为0．96、回流比为0.88、产品的流量为0.61mol／h；溶剂1,4—丁二醇回收塔的塔板数为12块，回流比为0．66；四氢呋喃提浓塔的塔板数为7块，回流比为0．80时，该萃取精馏过程不仅满足产品的纯度99．0％的要求，而且能耗最低。     

甲醇合成中双效精馏节能研究

针对目前国内精馏能耗偏大的情况,以稳态数学模型为基础,对生产能力为8万t/年的甲醇生产过程中的双效精馏的3种流程(并流型、逆流型、平流型)进行了计算。分别得到3种流程所需最小蒸汽量与蒸汽品质和冷水量。通过对不同流程所需的加热蒸汽的费用比较,提出了精馏设计的最佳节能优化方案。结果表明:在相同生产能力下,逆流型流程实现了较好的节能效果,比单塔流程节约蒸汽加热费用约30.3%,比目前国内最常用的双效并流流程节约蒸汽加热费用约16.6%。     

醋酸甲酯精馏过程的计算机模拟与优化设计

在计算机上模拟优化设计了醋酸甲酯精馏塔的精馏方案。采用新型高效专利塔板－梯形立体喷射塔板（ＣＴＳＴ）解决了含发泡物质物料的精馏难题。优化改造后,在原塔外壳及降液板不变的条件下,生产能力提高８０％,能耗降低４０％,且改造后塔的操作运转平稳,操作弹性明显增大,同时产品质量明显提高,原料消耗降低,每年多回刷醋酸甲酯１６０ｔ。     

精馏塔神经元网络推断控制

精馏塔馏出物产品的质量控制是精馏过程中非常重要的一部分,根据精馏塔的特点,提出了一种精馏塔产品质量神经网络推断控制方法.为了增加控制的精度,采用神经元网络作为模型预估器.首先给出了作为模型预估器的RBF神经元网络结构及算法实现,隐层节点的作用函数采用高斯核函数,采用K-均值聚类算法,调整中心,利用递推最小二乘,求取输出层的权值;然后,给出了精馏塔产品质量神经网络推断控制框图,并以某16块塔板精馏塔作为仿真对象,对系统进行仿真研究,结果表明,在进料成分改变时,该系统具有良好的抗干扰能力并具有较高的控制精度.     

反应精馏法合成一氯丙酮

采用塔式反应器,用反应精馏的方法合成一氯丙酮,可以有效控制二氯丙酮的形成,当反应区域一氯丙酮的含量过高时易形成二氯丙酮,在反应精馏塔内通过调节反应区物料组成选定了合适的提馏段塔板数,使反应区一氯丙酮质量分数保持相对恒定值,使反应最终产物一氯丙酮含量在98％以上,二氯丙酮控制在0．5％以下。     

固体酸催化合成ε-己内酯的研究Ⅲ—分离过程的模拟

借助Aspen模拟软件平台,对以环己酮、过氧化氢为原料,B2O3/γ-Al2O3固体酸两步催化合成ε-己内酯的产物体系的精馏分离工艺进行了模拟计算。在考虑各组分特性的基础上,采用UNIQ-NTH物性方法、RadFrac严格模型,分别对精馏塔的串联流程及并联流程进行了模拟计算。结果表明:并联流程优于串联流程,模拟计算结果能够满足工艺及产品的分离精度要求。通过对并联流程各精馏塔进行详细的模拟计算,得到了可为实际分离工艺设计和生产操作过程提供依据的数据。     

酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟

以实际工业生产装置为对象,研究酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟问题.建立过程非平衡级模型,引入分离效率函数,对模型进行求解.模拟结果与工业生产数据吻合良好,成功地解决了复杂反应精馏过程模型的建立与求解问题,并在此基础上开发出完整实用的仿真软件.软件对碳酸二甲酯的反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作具有一定的参考价值.     

酒精精馏塔的模糊解耦控制

针对酒精精馏过程中精馏塔塔顶和塔底2个温度控制回路存在较强耦合,提出一种酒精精馏塔模糊解耦控制器的设计和实现方法,并应用于筛板式酒精精馏塔实验装置。试验结果表明,此控制系统实现了解耦控制的要求,与常规的2个独立PID回路控制相比较,在产品质量和节约能耗方面都具有较大的优势。