醋酸-水体系复杂精馏过程模拟与优化

醋酸的缔合效应使得醋酸 水体系的非理想性非常严重,文中考虑汽相的二聚缔合,液相用NRTL方程修正其非理想性,计算出的常压下汽液平衡数据与文献值比较吻合,并把所推导的热力学模型用于多股进料精馏模拟计算,确定了精馏过程的最佳回流比以及精馏塔内温度、质量分数分布,并讨论进料温度、质量分数等因素变化对精馏过程的影响,获得了对醋酸 水体系精馏过程实际生产具有指导意义的优化操作参数。     

常压下环己烷-环氧环己烷二元体系汽液平衡研究

合成环氧环己烷的反应液中常含有环己烷,为获得高纯度的环氧环己烷产品,可采用精馏方法进行分离。而精馏设计计算需要环氧环己烷-环己烷二元体系汽液平衡数据,为此用改进的Rose汽液平衡釜在常压(101.3 kPa)下测定该二元体系的汽液平衡数据,并对所测得的数据进行热力学一致性检验,结果表明实验数据符合热力学一致性。以汽相组成的误差平方和作为目标函数,分别用Wilson方程和NRTL方程关联实验数据,得到分子交互作用能量参数,并对汽液平衡计算值与实验值进行比较,发现二者偏差较小,可以满足工程上分离设计的需要。     

Aspen Plus在萃取精馏实验教学中的应用探索

萃取精馏实验是化学工程与工艺专业一个重要的综合性实验,该实验进行汽液平衡测定,萃取精馏实验操作,应用Aspen Plus软件的Data Regression进行汽液平衡数据回归得到UNIQUAC方程的交互作用参数,应用Flash模块进行闪蒸计算得到乙醇-水相对挥发度,应用Rad Frac模块优化萃取精馏工艺参数及萃取精馏操作过程模拟,理论计算与实验操作相结合,激发了学生的学习兴趣,加深了学生对实验原理、萃取精馏过程的理解,提高了学生解决复杂工程问题的能力。     

甲基肼-水二元体系汽液平衡数据的测定及回归

采用改进的Ellis汽液平衡釜在常压下测定甲基肼(MMH)-水二元体系的汽液平衡数据。用Herington半经验法对其进行了热力学一致性检验。借助化工流程模拟软件Aspen Plus中的物性数据回归(Data Regression)功能,关联得到实验数据的Wilson和NRTL活度系数方程参数。用两种方程计算得到的汽相组成与实验数据进行比较,平均偏差分别为0.0185、0.0252。结果表明两种模型都可用于化工工程设计。     

聚甲醛二甲醚体系汽液平衡数据的测定与关联

通过改进的Rose汽液平衡釜在常压条件下测定了PODE₂-PODE₃二元体系的汽液平衡数据,对所测得的实验数据进行热力学一致性检验,结果表明所测汽液平衡可通过热力学一致性检验。使用Aspen Plus v8.8 模拟软件,分别对NRTL、Wilson、UNIQUAC活度系数模型进行关联,通过回归得到对应的二元交互作用参数,并将三种模型拟合所得到的汽液平衡数据与实验所得的数据相对比,得到拟合值与实验值的温度和气相组成的平均绝对偏差均不大于0.37 K和0.0044,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合均较好,偏差均在合理范围内。这些工作为化工数据库增添了精馏的基础数据,也为含PODE₂和PODE₃体系的精馏设计与工程设计的进一步深入研究奠定了基础。     

聚甲醛二甲醚体系汽液平衡数据的测定与关联

通过改进的Rose汽液平衡釜在常压条件下测定了PODE₂-PODE₃二元体系的汽液平衡数据,对所测得的实验数据进行热力学一致性检验,结果表明所测汽液平衡可通过热力学一致性检验。使用Aspen Plus v8.8模拟软件,分别对NRTL、Wilson、UNIQUAC活度系数模型进行关联,通过回归得到对应的二元交互作用参数,并将三种模型拟合所得到的汽液平衡数据与实验所得的数据相对比,得到拟合值与实验值的温度和气相组成的平均绝对偏差均不大于0.37 K和0.0044,表明3种模型的拟合结果与实验数据吻合均较好,偏差均在合理范围内。这些工作为化工数据库增添了精馏的基础数据,也为含PODE₂和PODE₃体系的精馏设计与工程设计的进一步深入研究奠定了基础。     

反应精馏法合成醋酸丁酯的模拟研究

文章采用Aspen Plus对反应精馏法生产醋酸丁酯过程进行稳态模拟。对塔板数、进料位置及进料比进行了优化,得到了精馏塔理论板上的温度、汽(液)相流量组成分布和再沸器热负荷。结果表明进料位置和进料比对年总成本TAC影响很大。该计算对反应精馏法合成醋酸丁酯工艺的设计和操作具有实际意义。     

湿法制酸工艺流程设计模拟

根据H2SO4-H2O-SO3体系的汽液平衡实验数据,及H2SO4、H2S、SO2、SO3恒压热容Cp随温度变化的关系,对Aspen Plus软件相关物质物性数据进行了修正,在此基础上,进行酸气湿法制酸流程模拟,得出准确的过程物料衡算数据,已用于工程项目方案建议书设计计算。     

乙酸异丙酯-异丙醇-DMSO的等压汽液相平衡和萃取精馏模拟

在101.3 kPa压力下,采用汽液平衡釜测定了二元物系异丙醇+二甲基亚砜（DMSO）、乙酸异丙酯+DMSO和三元物系异丙醇+乙酸异丙酯+DMSO的汽液平衡数据。利用Van Ness点校验法检验以上气液平衡数据,结果表明,数据符合热力学一致性。采用NRTL、Wilson和UNIQUAC活度系数模型对二元数据进行了拟合,并进行了三元物系汽液相平衡数据预测,结果表明,回归数据和实验数据吻合良好。Wilson模型的预测结果优于NRTL和UNIQUAC模型。一定量DMSO的加入可消除异丙醇和乙酸异丙酯的共沸点,因此,DMSO可作为一种有效的萃取剂来萃取精馏分离此二元物系。然后,通过流程模拟软件Aspen Plus,使用获得的二元交互作用参数对三元系统的萃取精馏进行了模拟。讨论了在不同的操作条件（塔板数、进料位置、溶剂比和回流比）下,异丙醇和乙酸异丙酯分离的情况,得到了最适宜的操作条件。     

甲醇污水减压热泵精馏回收工艺优化研究

为了对甲醇污水减压热泵精馏回收工艺进行准确模拟,采用改进的Rose釜通过循环法测定甲醇污水体系的汽液相平衡数据,利用Aspen Properties 7.2对此数据进行NRTL-RK模型的交互作用参数回归关联,借助Aspen Plus 7.2探讨进料中甲醇质量分数、理论塔板数、进料板位置、系统真空度与压缩机功耗之间的相互关系并对它们进行工艺优化。结果表明:甲醇污水体系的汽液相平衡数据较二元甲醇-水体系存在较大偏差,回归关联得到的交互作用参数可顺利通过热力学一致性验证,其回归参量和回归结果的标准偏差仅为0.204 7,0.985 0;在确保塔顶甲醇产品和塔底外排废水达标的前提下,T-101的进料中甲醇质量分数应尽量控制不低于11%,最佳理论塔板数为14,最佳进料板位置为第7块塔板,而系统真空度则维持在65 kPa为宜。经可靠性验证,减压热泵精馏处理后塔顶及塔底甲醇的平均质量分数均满足规定要求。文中可为该技术的工业化应用和大规模推广提供科学、可靠的理论支撑和数据来源。     

MTO脱甲烷塔分离过程模拟及优化

采用Aspen Plus流程模拟软件对1800kt/a MTO装置的中冷脱甲烷塔分离过程进行模拟和优化。选用RK-SOVE状态方程和RadFrac模块进行计算并与实际工况进行对比,验证了模型的可靠性。并对进料位置、中间冷却器位置和处理量进行灵敏度分析,着重考察了吸收剂使用量及其组成对分离效果的影响。模拟结果表明,预切割-脱甲烷工艺虽然在降低乙烯损失和吸收剂用量方面对吸收?-脱甲烷工艺进行了改进,但是综合效果并不明显。灵敏度分析显示除预切割-脱甲烷工艺的吸收剂用量外,其余考察变量均存在最优值。     

低温甲醇净化合成油尾气重整气的模拟分析

根据低温甲醇净化工艺流程,利用Aspen Plus软件建立了费托合成油尾气重整气的低温甲醇净化过程的数学模型,获得了净化气流量、各组分体积分数等关键参数,并与实际数据对比,二者相互吻合. 采用灵敏度分析方法进行了分析优化,结果表明吸收塔装置处理负荷可提高8.84%. 当吸收塔负荷不变、且净化气出口CO2的体积分数低于0.5%时,贫甲醇液的温度控制范围为-44~-41℃,吸收塔贫甲醇液量和热再生塔的蒸馏速率分别降低了11.96%和9.55%,净化过程总能耗下降9.43%.     

基于Aspen Plus醋酸乙烯精馏塔的模拟优化

利用Aspen Plus软件,选择NRTL活度系数方程和Hayden-O′connell逸度系数方程的热力学模型,应用系统中的RadFrac精馏模块对醋酸乙烯精馏塔进行模拟,模拟值与实际值基本吻合。讨论了进料位置、回流比、塔顶侧线采出量等参数对精馏分离精度与能耗的影响,提出优化方案为：进料板为第62块,回流比为32,侧线采出质量流量为37.5 t/h。此参数下,重新进行计算,结果显示,塔顶冷凝器和塔釜再沸器的热流量分别降低了15.5%和16.9%,塔顶侧线采出液中醋酸乙烯和塔釜采出液中醋酸的质量分数分别上升了0.4%和0.13%。     

多晶硅尾气回收吸附塔再生气回收分析

多晶硅尾气回收中吸附塔再生气的主要成分为氢气,回收利用价值较高。阐述了多晶硅尾气回收吸附塔再生气冷凝气相回收利用的过程。分析发现吸附塔反吹气,经三级冷却将反吹气中的HCl、氯硅烷,进行分离回收,所得气相氢气回收再利用,造成回收氢气中的甲烷、氮气含量随时间变化累计增加。再生分离所得气相部分需要经过再处理才可进行回收利用。     

Energy saving in a CO2 capture plant by MEA scrubbing

The most commonly used process for the CO₂ capture is absorption by means of chemical solvents such as alkanolamines. This consolidated technology can be applied to CO₂ removal from natural gas, refinery gas, and exhaust gas of power plants.This paper focuses on CO₂ capture from exhaust gas by absorption with monoethanolamine (MEA).A commercial simulation software, namely Aspen Plus^®, is used, with Electrolyte-NRTL thermodynamic package where ad hoc parameters, obtained from regression of experimental solubility data for the system CO₂-MEA-H₂O, have been implemented.The comparison among different schemes is based on energy saving. Both the reboiler heat duty and the total equivalent work (which sums up every work and heat contribution in the purification section) are considered as criteria for comparison.     

LNG接收站蒸发计算状态方程选择

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础,采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果,比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程,建立了LNG接收站储罐蒸发模型,并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高,相对误差为4.70%;LKP方程计算热力学参数最准确,预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度,PR方程精度最高,预测误差为3.77%。此外,PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好,因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。     

CO变换煤气预热器设计探讨

介绍CO变换煤气预热器的选型和设计工况选择,采用HTFS+软件进行热计算,并用AspenPlus软件对不同工况进行模拟分析。     

水平管内油气两相混合物的传热计算

随着油气田开发的不断深入,油气两相混输技术的使用越来越广泛,这就涉及到水平管内油气两相混合物的传热计算问题。鉴于水平管内油气两相流动的复杂性,以三种常用简化计算的假设为基础,分别建立均相传热模型、分相传热模型以及流型传热模型,同时运用Aspen EDR软件对油气两相传热进行计算。将计算结果与工程实际设计值进行对比分析可知,均相传热模型与实际值相差最大;而流型传热模型最接近实际值,其相对误差仅2.6%;分相传热模型与软件计算值误差则介于这两者之间。另外,通过改变流速,对各个模型得出的油气两相传热系数进行了对比分析。     

减压装置的优化和节能改造

对某一炼油厂的常减压装置的模拟和分析,发现现有常减压总拔过低,换热网络上下平台设备和管路压降相差较大,换后终温低于设计值。用Aspen Plus软件对常减压装置建立模型,采用敏感度分析方法,考察采出量对各线产品质量的影响,对常减压塔各个采出进行调优,使总拔出率达提高了3.8%,并进行了水力学核算。从模拟结果提取出冷热物料数据,采用HENS软件,利用智能图表法对现有换热网络系统进行合成、分析和优化,使换后温度提高了18 ℃,达到288 ℃,新增5台换热器,面积1825 m2,和原有换热网络相比,结构改动较小。     

氨法烟气脱硫工艺过程模拟与优化

为了进一步研究氨法烟气脱硫工艺过程,以非平衡级传质理论为依据,利用化工流程模拟软件Aspen Plus建立填料吸收塔脱除SO2过程的数值计算模型,分析和优化操作参数对脱硫效果的影响,模拟结果与文献值吻合较好。模型计算结果表明:脱硫率随着吸收液pH值和液气比的增大而增大;随着进口SO2质量浓度和进口烟气流量的增大而降低,并得出吸收液pH值及液气比在氨法烟气脱硫效率影响因素中占主要位置。所建立的氨法烟气脱硫工艺过程模型准确合理,模拟结果可为脱硫系统实际运行调节各操作参数对脱硫效果的影响提供参考和借鉴。