乙烯脱轻塔精馏过程及安全事故动态模拟

乙烯脱轻塔是高浓度乙烯精制过程中的关键设备,主要作用为脱除原料乙烯(98 wt.%)中的少量轻组分杂质(CO,H_2,CH_4等),以达到后续醋酸乙烯合成工艺使用的标准。通过Aspen Plus软件对该乙烯脱轻塔进行稳态模拟,添加适当的设备参数后,导入Aspen Dynamics软件中。首先根据经验及相关文献为该塔设计动态控制方案,再改变进料流量、进料组成、冷凝量输入及再沸量输入等条件,模拟实际生产过程中可能发生的扰动,考察该方案是否可以保证该塔在适当的扰动范围内依然安全、合格的进行乙烯精制,并得到该脱轻塔运行过程的临界操作值,尝试提出预防安全事故发生的措施。通过该动态模拟,对乙烯脱轻塔的生产过程有了更符合实际扰动因素、工况的模拟,对实际的工厂操作过程有一定指导借鉴作用。     

醋酸脱水系统的动态模拟及其控制

通过Aspen Plus软件模拟PTA生产的醋酸脱水共沸精馏系统.稳态模拟结果与现场数据吻合较好.在稳态模型的基础上,设计两种控制方案,利用Aspen Dynamics进行动态模拟,测试这两种控制方案的性能,找出较好的控制方案.模拟的结果对生产操作和控制方案的设计具有重要的指导意义.     

MTO产品分离工艺的模拟与优化

根据甲醇制低碳烯烃(MTO)产物分布特点,提出了对传统的前脱丙烷流程的改进,针对脱甲烷塔耗能高乙烯损失量大的问题,通过在脱甲烷塔后加一洗涤塔的方式避免了耗能巨大的深冷分离,同时又保证了烯烃产品的收率和纯度,最终乙烯的质量收率可达99.7%,丙烯的质量收率可达99.3%,乙烯的纯度可达99.98%。采用Aspen Plus模拟软件,选择RK-SOVE物性方法,应用系统中的RadFrac精馏模块对流程进行模拟优化,通过灵敏度分析得到回流比、塔板数、进料位置等工艺参数,为该工艺的开发提供理论依据。     

酯交换合成仲丁醇过程的动态模拟

本文针对以醋酸仲丁酯和甲醇为原料进行酯交换合成仲丁醇的工艺过程,采用Aspenplus建立了反应精馏过程和仲丁醇分离提纯过程的稳态模型。在此基础上,利用Aspen dynamics进行动态模拟,并提出了4种控制方案。通过动态模拟分析各控制方案的动态响应。根据系统对扰动的适应能力,确定最佳控制策略,即SBAC和MEOH进料流量用比例控制器调节,使得进料醇酯比为2.5:1,并用灵敏板温度控制再沸器热负荷。     

多效蒸发海水淡化系统的动态模拟

多效蒸发海水淡化系统动态模拟的研究目的是建立一个完整的多效蒸发海水淡化系统动态模型,分析当系统输入参数变化时系统内其他参数的动态响应规律,并能根据动态模拟结果制定合理的控制方案。研究方法主要采用的是Aspen软件模拟。蒸发器是多效蒸发海水淡化系统的主要单元,在Aspen Plus软件中选用Heater、Flash、Pump和Split模块完成单效蒸发器模型的建立,在单效蒸发器模型的基础上建立了带有热量回收段的多效蒸发海水淡化流程。以六效蒸发海水淡化系统为例,采用与海水等盐度的NaCl溶液作为模拟介质进行模拟。稳态模拟的结果作为Aspen Dynamics软件进行动态模拟的初始参数。动态模拟过程中,分析了最高盐水温度、进料海水温度和进料流量波动时,多效蒸发系统中各参数的动态响应规律,以此为基础根据过程控制工程中制定控制方案的要求提出3种不同的控制方案。在Aspen Dynamics软件中对3种控制方案的控制效果进行比较,选择了恢复时间短,抵抗外界干扰的能力强的控制方案。动态模拟的研究结果对实际生产中的多效蒸发海水淡化系统的控制具有一定的指导意义。     

基于Aspen Dynamics氯乙烯精馏过程的动态模拟及应用

为了找出氯乙烯精馏过程中某个操作参数发生扰动时对其它操作参数的影响,利用Aspen Dynamics软件针对某工厂PVC生产装置实例,建立了氯乙烯精馏过程的动态模拟流程,以该流程为基础进行动态模拟与分析:先是对比了动态模拟的初始化结果与稳态模拟结果,表明动态模拟的计算精度可以满足工程计算需要;然后分析了精馏系统的进料量、进料组成等操作参数发生扰动时,对低沸塔的塔顶、塔底采出量及其组成的影响,以及对高沸塔的塔顶、塔底采出量及其组成的影响,获得了这些干扰引起的动态响应曲线,有利于进一步优化低沸塔和高沸塔的控制方案,从而指导工业生产。     

甲醇制烯烃分离工艺的热集成

本文利用Aspen Plus软件对甲醇制烯烃分离工艺中的前脱丙烷-中冷丙烷吸收工艺进行了模拟分析。在模拟分析基础上,通过降低乙烯精馏塔和脱丁烷塔的操作压力,实现了塔间的热集成;同时,对丙烯精馏塔进行了热泵精馏模拟。经过热集成优化后,系统综合能耗降低了38.8%,表明在前脱丙烷-中冷丙烷吸收分离流程中应用热集成技术优化工艺具有显著的节能效果。     

合成气制乙二醇粗产品提纯工艺的模拟研究

本文利用流程模拟软件Aspen Plus对合成气制乙二醇粗产品的提纯工艺进行研究,通过选用合适的热力学方法、分离模块和恰当的分离顺序等对合成气制乙二醇生产过程中产品的提纯工艺进行了模拟研究。运用Aspen中灵敏度分析工具分别对乙二醇分离过程中的脱甲醇塔、中杂塔、脱乙醇塔、脱丁二醇塔系和精制塔等进行模拟和优化,对与乙二醇形成共沸的组分1,2-丁二醇,文中对比了共沸精馏和萃取法两种分离方法,最终选择了分离效率高、能耗小的萃取方法。通过对各个塔的理论塔板数、进料位置以及回流比等参数的模拟确定了其最优操作条件。并基于这些最优操作条件和连续萃取的分离方法,对整个提纯工艺进行了模拟,得到了纯度较高的乙二醇产品和甲醇、1,2-丁二醇等副产品。论文的结果将为乙二醇的工业生产提供参考。     

脱丙烷塔的操作优化

脱丙烷是乙烯生产过程中分离工段的一个工艺步骤，其目的是将C3和C4以上组分分离。某化工厂的双塔脱丙烷流程的进料量和进料组成的变化波动较大，若不及时改善双脱丙烷塔的操作条件，产品的质量和数量将受到很大的影响。本文应用HYSYS软件在对过程进行稳态、动态模拟分析的基础上，对不同的进料工况提出相应的最佳操作条件，其结果既可用于离线指导实际生产操作，保证装置的产品质量；也可为在线优化控制打下基础。     

动态模拟用于异丙苯工艺苯塔控制方案的设计与优化

应用动态模拟软件DYNSIM开展了异丙苯工艺苯塔自动控制的设计。使用PRO/II建立了苯塔系统的稳态模型,并分析了苯塔压力控制方式及调节阀难以选取的原因为在不同温度、压力以及氮气流量下丙烷在冷凝液中的溶解度变化较大,造成丙烷不凝气瞬间大量释放。通过研究认为采用分程控制调整该塔压力较为合理。采用建立的动态模型研究了在苯塔压力受到干扰后,分程控制方案不同控制曲线对调整塔顶压力的效果。结果表明,经过整定PID参数后,具有不凝气排放和氮气补充同时动作区域的分程控制方案能够在13分钟内调整塔压至设定值。以上研究表明动态模拟软件能够直观地体现化工装置的动态特性,为化工装置设计的安全可靠性提供支撑。     

醋酸脱水萃取精馏过程的控制研究

通过Aspen Plus软件首先模拟了醋酸脱水萃取精馏系统。然后在稳态模拟的基础上,为该过程建立了2种控制结构,并采用动态模拟软件Aspen Dynamics考察了在进料流量发生±20%和进料组成中醋酸发生±5wt%干扰时其控制性能。传统萃取精馏控制结构CS₁不能较好地处理-5 wt%HAC进料组成干扰,醋酸产品质量的稳态余差较大,为0.43 wt%。为了减小该稳态余差,在CS₁基础上添加一个温度控制回路,提出一种改进的控制结构CS₂。模拟结果显示,CS₂对于进料流量和组成干扰均能处理得较好,将该进料组成干扰的稳态余差降到0.03 wt%。     

考虑冷凝器泄漏的精馏塔动态模拟与分析

精馏塔的动态模拟已被广泛用于开发有效的控制方案。以甲醇-水体系为例建立了精馏塔的动态模型,并用换热器准确的表达塔顶冷凝器与塔底再沸器;运用Aspen Dynamic对精馏塔冷凝器发生泄漏的工况进行模拟,分析了塔顶与塔釜流量与组成、回流比、冷凝器和再沸器负荷等参数的动态响应特性,其结果可用于精馏塔操作中的故障诊断,并可为控制方案设计提供依据。     

TDI/DEIP分离塔的优化设计

甲苯二异氰酸酯(TDI)是一种重要的化工原料,本文对采用重溶剂间苯二甲酸二乙酯(DEIP)光气化法生产TDI的流程进行了叙述,分析了TDI／DEIP分离塔的要求和操作条件,利用Aspen Plus流程模拟软件,对理论板数分别为25、30、和35块时不同进料位置和回流量对产品TDI和循环DEIP纯度的影响进行了模拟,找出最佳理论板数为30,最佳进料位置为第15块板,最佳回流量为15000 kg／hr。     

硝基苯精馏过程的模拟优化

传统等温硝化制硝基苯工艺中,采用双塔精馏除去硝化产物中水、苯等轻组分和二硝基苯、硝基酚等重组分。本文采用Aspen plus软件对双塔流程进行稳态模拟优化,对其精馏特性进行了分析,指出初馏塔馏出量是一个重要的操作参数。对馏出比D/F进料位置等参数进行灵敏度分析,其优化值对工业生产过程具有重要的参考指导作用。     

乙烯装置碳二加氢反应器动态建模与控制

乙烯装置碳二加氢反应过程是乙烯工艺流程中非常重要的一个环节,本身具有复杂性,现场装置的反应过程和实验室的机理研究有很大出入,同时碳二加氢反应非常灵敏,且处于生产流程的中部,可变的操作条件较少,精确操作比较困难.因而对碳二加氢反应过程的研究是目前国内乙烯装置技术改造的一个重要内容.本文基于乙烯装置中碳二加氢反应过程机理,采用HYSYS流程模拟软件建立了加氢反应器的稳态和动态模型.通过对模拟结果与实际工业过程数据的对比表明,模型的误差在5％以内,能够满足工业过程建模的要求.同时,本文对碳二加氢反应器的常规PID控制方案进行了测试,针对反应器进料温度的变化和氢炔比的变化,分析了反应器的动态响应,讨论了不同进料工况下的操作条件对反应过程的影响.结果表明,碳二加氢反应器控制方案在反应条件变化时是稳定的,可以用于指导实际生产.     

烯丙醇脱水共沸精馏过程的节能工艺研究

针对烯丙醇脱水共沸精馏过程能耗高的特点,本文使用专业模拟软件Aspen Plus对烯丙醇脱水工艺建立了共沸精馏稳态模型并将热泵精馏、隔壁塔分别应用到共沸精馏工艺,以能耗和年总费用为评价指标,对其进行节能优化。与常规共沸精馏对比结果为：回收期较短时（〈10年）采用共沸隔壁塔方案节能效果更明显。当回收期较长时（〉9年）热泵精馏方案经济效益更加突出。     

乙酸乙酯-乙腈萃取精馏的模拟优化

应用化工模拟软件Aspen Plus对乙酸乙酪-乙腈最低共沸物系的连续萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为二甲基亚砜(DMsO)。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程,并利用灵敏度分析考察了萃取精馏塔的全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂对原料的体积比)等因素对分离效果的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为33,原料和萃取剂分别在第26块和第5块理论板进料,回流比为1.5,溶剂比为3。模拟与优化结果为乙酸乙酯.乙腈萃取精馏分离过程的设计和操作提供了依据。     

费托合成水相副产物混合醇分离脱水工艺模拟及优化

针对费托合成水相副产物混合醇的回收问题,通过对混合醇的物性进行分析结合流程模拟软件Aspen Plus,开发了一种费托合成水相副产混合醇分离脱水工艺。运用Aspen Plus中的灵敏度分析工具计算出各塔理论板数、进料位置、回流比等操作参数,并对全工艺流程进行节能分析,提出了最优的工艺流程。模拟计算结果表明,该工艺得到的合成水中含醇量为PPM级,混合醇回收率很高,得到的混合醇产品含水量小于1%,优化后的工艺节能42%。     

Kaibel隔板塔简捷设计和稳态分析

Kaibel类型隔板精馏塔可代替传统三塔流程来进行四组分分离,除节能和节省投资外,与需要多块隔板的其它四组分隔板塔构型相比,因其构造简单(只需一块隔板)、更易于工业上实施而具有重要的应用前景。本文提出一种Kaibel塔简捷设计方法,基于模拟软件Aspen Plus中DSTWU模块,构造出Kaibel塔的等效结构。同时,对内部耦合物流(分汽比和分液比)对分离效果的影响进行稳态模拟分析,结果表明,分汽比和分液比的变化对Kaibel塔产物纯度有重要影响,且对侧线产物的影响大于塔顶和塔釜产物,是操作和控制时需要重视的因素。     

丙烯酸甲酯-甲醇-水体系精制过程的模拟与优化

利用计算机模拟和优化手段,应用Aspen Plus模拟软件,对工厂中丙烯酸甲酯的精制系统进行了流程构建及模拟优化。由实验相平衡数据回归得出缺失的丙烯酸甲酯-水的NRTL交互作用参数,在所建模型基础上,重点研究了萃取比、温度、理论级数对萃取塔萃取效果的影响及理论板数、进料位置、回流比对精馏塔产品质量分数的影响。通过分析比较,得到最佳操作条件,对工厂的实际生产和操作具有一定的指导意义。