热集成变压精馏分离吡啶-水的工艺模拟与优化

基于吡啶-水体系的共沸组成对压力变化敏感,提出了热集成变压精馏的新工艺。新工艺采用冷凝器-再沸器式热集成,利用高压塔塔顶蒸汽加热低压塔再沸器,以节省能耗和操作费用。选择NRTL活度方程为物性计算模型,使用Aspen Plus软件对该工艺流程进行严格稳态模拟。为了获得经济最优的工艺条件,提出了局部经济优化和全局经济优化相结合的优化方案,并建立了优化迭代流程。优化结果显示:当低压塔和高压塔的操作压力分别为16 kPa和1 200 kPa,总理论板数分别为12和14,新鲜原料和循环物流分别从低压塔第9块板和从第6块板进料,高压塔的物流进料位置为第8块板,高压塔质量回流比为0.59时,年度总费用(TAC)最小。与常规的变压精馏工艺相比,热集成变压精馏工艺更加节能经济,可以节约能耗43.52%,节省年度总费用40.70%。     

浆料体系中异丁烯水合反应的实验研究

以高纯异丁烯气体、去离子水为原料,阳离子交换树脂NKC-9颗粒为催化剂,在搅拌高压釜中进行半连续的水合反应,实验考察了温度、压力、催化剂质量含量、叔丁醇初始浓度、搅拌速度及催化剂颗粒粒径对反应的影响。结果表明．过高的温度对反应产生不利影响;增加异丁烯气体压力、提高搅拌速度及叔丁醇初始浓度能提高反应速率;减小催化剂颗粒粒径能提高反应速率,而且超细催化剂颗粒能增强异丁烯气体在水中的传质速率。     

EO/EG装置生产过程中有机酸的生成原因分析

分析了环氧乙烷，乙二醇装置工艺系统中有机酸生成的原因．指出在银催化剂作用下，乙烯氧化过程有机酸生成主要成分是甲酸和乙酸，银催化剂不是影响氧化反应器出口醛含量的主要因素；杂质、温度等对反应器出口气中的醛含量有重要影响，也直接影响到装置前系统的有机酸含量；乙二醇后系统中有机酸的增加仅取决于两级吸收及解析工艺的稳定操作。     

浆料系统内上升气泡周围微细颗粒浓度分布和附着效率的理论研究

Quantitative prediction of distribution function and adhesion efficiency of particles around a rising bubble in slurry systems is presented in this work. By solving the convection-diffusion equation (Fokker-Planck equation), the influence of Brownian diffusivity of fine particles on concentration distribution and adhesion efficiency is demonstrated with the hydrodynamic force and van der Waals attractive potential between particles and bubble considered. It is found that two kinds of mechanism dominate the adhesion process of particles on bubble according to different Peclet number or size of particles and bubble, as well as other properties of the slurry systems. In addition, the viscosity ratio of bubble to the suspending fluid was found to have obvious influence on particle adhesion.     

费托合成水相副产物混合醇分离： 馏分切割工艺设计及控制

费托合成水相副产物主要为C₁~C₈醇（甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇和辛醇）与水的混合物,其中水的质量分数高达95%,且C₂~C₈醇与水均形成最低共沸物。此类醇水混合物的完全分离虽具重要价值,但难度大、能耗高,一直是学界和工业界的关注热点。本研究充分利用C₂~C₃醇水混合物的均相共沸物特性和C₄~C₈醇水混合物的高度非均相共沸物特性,提出两塔-侧线分相器工艺：通过侧线精馏塔实现C₁~C₃醇水、富C₄~C₈醇水和水的精准馏分切割;富C₄~C₈醇水混合物通入分相器以打破精馏边界,其中富水相返回侧线精馏塔,富醇相进入汽提塔,得到无水C₄~C₈醇混合物。基于年度总成本（total annual cost,TAC）的稳态优化表明,与常规三塔粗分流程相比,两塔-侧线分相器工艺能够降低TAC 14.79%,节约能耗15.96%。进一步,建立了两塔-侧线分相器工艺的控制结构,动态模拟表明,结合浓度控制器与前馈比例的控制结构表现出良好的控制性能。     

分子蒸馏过程模型化研究进展

介绍了分子蒸馏基本原理和常用分子蒸馏设备 ,系统地对分子蒸馏过程模型化的研究进展情况进行了叙述 ,重点介绍了蒸发系数法、液体内部传质传热和蒸馏区惰性气体压力对分子蒸馏的影响等方面的研究结果 ,并对其进行了评述 ,同时对分子蒸馏过程研究的进一步发展提出了一些展望。     

吸附剂细粉增强气液两相传质(Ⅰ)机理

对于两元物系,进行了吸附剂细粉（小于10μm）强化气液两相传质的机理研究。分析了吸附对气液两相传质的强化作用,以及细粉颗粒对流体性质和组分扩散的影响,提出了吸附剂细粉强化传质的机理。根据渗透理论和对吸附等温线的线性化处理,推导出了相应的数学模型,并进行了模拟计算。     

半连续脂肪酸甲酯化过程的研究(Ⅱ)——操作优化

对半连续脂肪酸甲酯化的操作优化问题进行了研究.定义生产费用为操作优化的目标泛函,选择甲醇进料速率为控制变量、反应压力为控制参数,分别应用动态规划法和Powell法对上述操作优化问题求解.两种方法求解的结果是一致的,采用优化的操作将使生产费用降低5%～15%,特别对有催化的快速甲酯化过程,优化操作的效果更明显.文中还讨论了价格等因素对优化操作策略的影响和求解计算量问题.实验表明,由理论计算得到的优化操作策略和目标是可以实现的.     

正丁醇-氯苯-苯乙酮三元体系等压汽液平衡的测定与关联

正丁醇-氯苯常压下存在最低共沸现象,首先应用汽液平衡法从6种备选溶剂中筛选出苯乙酮作为最佳萃取剂,然后分别测定了正丁醇-氯苯、正丁醇-苯乙酮、氯苯-苯乙酮3个二元体系以及正丁醇-氯苯-苯乙酮三元体系在101.33 kPa下的汽液平衡数据。所有实验数据都通过了Herington法和Van Ness法的热力学一致性检验,采用Wilson、NRTL和UNIQUAC 3种活度系数模型进行关联计算,其二元拟合数据与实验数据吻合较好。使用关联得到的二元交互参数推算三元汽液平衡数据,并与实验值进行对比,偏差在合理范围以内。结果表明,苯乙酮作为萃取剂可以有效地改变正丁醇与氯苯的相对挥发度,在溶剂质量比为1：1时能够使共沸现象消失。为工业上使用萃取精馏分离正丁醇-氯苯体系提供参考,也为汽液平衡数据库补充新的内容。     

乙酸异戊酯+异戊醇和乙酸异戊酯+正己醇体系汽液平衡

在50.00和101.33 kPa下,采用改进的Rose汽液平衡釜测量乙酸异戊酯+异戊醇和乙酸异戊酯+正己醇体系的汽液平衡数据。乙酸异戊酯+异戊醇在50.00 kPa下形成最低共沸物。使用Herington法对汽液平衡数据进行热力学一次性检验,结果表明测得的汽液平衡数据符合热力学一致性。对实验数据使用NRTL、Wilson和UNIQUAC活度系数模型进行关联,回归获得相应的二元交互参数,模型计算的温度和组成与实验值相比均方差小于0.20 K和0.0050,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合较好。通过Wilson模型预测乙酸异戊酯+异戊醇体系在98.4 kPa时共沸点消失。为化工数据库增添了内容,为乙酸异戊酯体系的工程设计和进一步深入研究奠定了基础。