低浓度DMF废水的热集成回收新工艺

针对普通精馏回收低浓度废水中的DMF能耗高问题,本文提出了6种热集成节能方案,尽可能充分利用各物流的潜热和显热,以期达到降低能耗的目的:1)初始三效精馏工艺;2)增加多级进料预热器的三效精馏;3)四效精馏工艺;4)带热泵的三效精馏;5)单塔热泵精馏;6)改进的单塔热泵精馏。并应用Aspen Plus流程模拟软件对6种节能方案进行了模拟计算。结果表明:对于低浓度DMF废水体系,多效精馏和热泵精馏与普通单塔精馏相比,均有显著的节能效果;增加多级进料预热系统,充分利用物流的潜热和显热,能耗明显降低;四效精馏与增加多级进料预热器的三效精馏节能效果相当;热泵精馏比多效精馏更加节能;改进的单塔热泵精馏最节能,节能率达到79%,每小时仅需3.6t的低压蒸汽,就可处理10t的废水,回收0.5t的DMF。六种节能方案比普通精馏节省约37.1%、47.6%、47.2%、67.9%、73.3%、79.0%的能耗。本文的研究结果对老装置的改造和新装置的设计有一定的指导意义。     

节能型精馏流程优化选择及设计的专家系统的开发研究

石油化工是国民经济发展的支柱产业,据统计,石油化工的能耗约占全国工业总能耗的15%左右,而精馏过程的能耗要占整个石油化工装置总能耗的60%左右,因此要降低石油化工装置的能耗首先要做好精馏过程的节能.可是节能型精馏流程众多,对于1个混合物的分离,从众多的节能型精馏流程中选择出最佳的流程并做到优化设计是很费时费力的,为了帮助用户用最短的时间选择最优的节能流程,本文系统的研究节能精馏流程,提炼出30个典型的,通过优化模拟总结各流程适用特性和应用条件,将每种节能流程的使用特性和应用条件用"知识"来表达从而建立节能型精馏流程优化选择及设计的"知识库",研究节能型精馏流程选择的推理机,利用Prolog语言实现逻辑推理,构建专家系统的知识库,推理机,用.Net语言开发专家系统的外壳即本专家系统软件的界面,并应用面向对象技术开发了一动态链接模块,实现了开发软件与化工工程模拟软件的相互调用,也就完成了节能型精馏流程优化选择及设计的专家系统软件.     

热偶精馏过程模拟与优化的改进

热偶精馏是一种新的节能方式，但传统的热偶精馏模拟计算过程繁复，且基于传统模拟过程的优化方法也难以得到良好的可行解。针对这一问题，本文利用人工神经网络和遗传算法的特点，提出将二者结合以改进热偶精馏过程的优化方法，并将该方法应用于丁二烯分离及乙腈回收流程的研究中，先由神经网络建立黑箱数学模型，再由遗传算法优化热偶精馏的操作参数，通过计算结果比较，表明该方法可以迅速得到优化变量和目标函数，而且获得全局最优解。     

热泵精馏流程构建策略及应用研究

基于蒸汽压缩式热泵精馏流程的特点及应用范围,提出了一个5层次策略来求解较优热泵精馏流程,并对每一层次分别求解,解决构建较优热泵精馏流程的复杂性。根据提出的构建热泵精馏的策略和原则,以粗苯乙烯精馏塔为例,利用流程模拟软件化工之星-ECSS,进行了热泵精馏流程的构建及模拟与优化设计。结果验证了根据本文所提出的策略进行优化设计,能够产生较优的热泵精馏流程。     

异戊二烯萃取精馏过程的能量分析与节能

萃取剂的选取、用量及萃取精馏流程的集成是影响萃取精馏过程能耗的重要因素。本文对从C_5馏分中萃取精馏分离异戊二烯过程的能耗进行了分析,在ACN为萃取剂条件下,采用常规塔序热集成方案可以节能42．91%,在满足工艺指标的条件下,采用热偶精馏流程可以节省过程能耗58．70%。     

多效精馏优化设计的研究进展

综述了多效精馏优化设计的研究进展,总结了早期多效精馏的优化数学模型及其解法,与近年来考虑了时间和控制对系统影响的新的优化设计动态模型。介绍了序贯和联立两种优化设计方法,用以识别系统操作瓶颈,得到节能效果更佳的多效精馏系统,通过实例比较,联立法比序贯法的节能效果更佳。最后展望了多效精馏优化设计的发展方向。     

多效精馏烷烃混合物的Aspen Plus模拟分离

精馏是石油化工能耗最大的单元操作之一,因此对其过程的节能研究非常重要。本文利用Aspen Plus化工模拟软件中的RADFRAC模块和PENG-ROB热力学计算模型,系统模拟了多效精馏顺流(DQF、IQF)、逆流(DQB、IQB)及常规精馏(DQ、IQ)的烃类混合物异丁烷/正丁烷/正己烷的分离。根据各组分的分离要求,通过灵敏度分析优化各工艺参数;同时比较了各精馏构造的有效能损失和热力学效率,并计算了它们的年度总费用(TAC)。结果表明:与间接精馏方案IQ相比,精馏方案IQF、DQB、DQ分别节能20.6%、16.0%、8.4%;热力学效率方面,多效精馏IQF为19.6%,DQB22.2%,普遍比常规精馏的DQ10.0%、IQ10.3%要高;至于年度总费用(TAC),相比于IQ,DQB多耗资12.1%,而IQF、DQ少耗资9.0%和8.7%。综合节能效果、热力学效率、年度总费用得知,IQF这种多效精馏方案最优。     

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。     

精馏装置中采用直接蒸汽再压缩式热泵的计算方法研究

精馏装置中使用热泵是节能的一种有效措施,而以直接蒸汽再压缩的热泵流程为最佳。本文给出了计算的数学模型和以有效能损失最小为目标函数的设计方法,并结合实例阐明了此种热泵的节能效果和经济效益。     

多效精馏回收DMF工艺的研究

针对传统的DMF回收工艺的高能耗,本文提出多效精馏回收DMF的双塔、三塔和四塔工艺流程.利用ASPEN PLUS 化工模拟软件中的RADFRAC模块和NRTL热力学计算模型,系统模拟了多效顺流、多效逆流回收工艺,以处理不同浓度的DMF废水工况.并以能耗最低为目标函数、各塔顶废水蒸出量为决策变量,确定各种回收工艺的最佳条件(包括塔压分布).利用ASPEN PLUS软件中的流体力学计算模块,算出各塔的设备参数,包括各附属冷换设备的面积.并以多效精馏与单塔精馏总费用的相对值最低为目标,确定的最佳DMF回收分离方案为三塔逆流精馏工艺,模拟计算出该工艺各效最佳工艺操作条件.研究结果表明,处理浓度分别为10%、20%和25%的DMF废水时,与单塔精馏工艺相比,三塔逆流精馏工艺节能分别为78%、79%和87%.