Aspen Plus模拟计算侧线采出量在酸性水汽提装置中对能耗的影响

利用Aspen Plus流程模拟软件对酸性水汽提装置进行流程模拟计算,选择Rad Frca严格计算模块和ELECNRTL物性方法,主要研究侧线采出量在酸性水汽提装置中对能耗的影响。结果表明：模拟结果和实际操作整体一致,蒸汽流量模拟值与实际值仅相差0.119 t/h,酸性水汽提塔顶温度模拟值与实际值仅相差0.21℃;在侧线采出量为8.8 t/h时,可节约蒸汽0.4 t/h。     

Aspen Plus模拟己二酸氨化法制己二腈精馏单元的研究

使用化工流程模拟软件Aspen Plus模拟年产五万吨己二腈精馏单元。选用Aspen Plus提供的活度系数模型NRTL,然后进行简捷计算和严格计算,比对计算结果,两者接近,说明结果可信。最后,灵敏度分析,从而得到双塔精馏的最优参数：T0401在第9块板加料,回流比为21.1,塔顶采出率为0.006最优;T0402在第6块板加料,回流比为0.41,塔顶采出率为0.92最优。     

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%。     

苯-异丙醇-水共沸体系的模拟分离

基于Aspen Plus概念设计,提出了一种普通精馏-液液萃取-萃取精馏相结合的分离工艺,得到了苯和异丙醇的质量分数分别为99. 9%和99. 2%,并利用灵敏度分析,确定各塔的关键模拟参数:初分塔的理论板数为5,进料位置为第2块理论板,塔顶采出量为300. 0kg/h;脱水塔的理论板数为12,进料位置为第6块理论板,塔顶采出量为117. 0 kg/h;萃取精馏塔的理论板数为36,进料位置为第30块和第3块理论板,塔顶采出量为100. 8 kg/h;萃取剂回收塔的理论板数为10,进料位置为第4块理论板,塔顶采出量为16. 2 kg/h;液液多级萃取塔的理论板数为9。     

C4生产MMA原料预分馏工段的模拟优化

利用Aspen Plus模拟软件对C₄氧化生产MMA原料预分馏工段工艺流程进行模拟,并利用Aspen Plus中Sensitivity模块对T1001塔进行优化。根据物系性质选择NRTL热力学方程,采用RadFrac模块建立模拟流程并进行计算;考察了操作参数对T1001塔塔顶产品中异丁烯及正丁烷回收率的影响,得到优化的操作参数:理论塔板数97、回流比3.2、塔顶压力5.43 bar、萃取剂进料位置第11块板、萃取剂进料温度45℃,此时塔顶产品中异丁烯的回收率达99.6%,正丁烷的回收率为0.8%。     

TFE精馏塔工艺过程的模拟与优化

采用Aspen Plus V11化工流程模拟软件对四氟乙烯(TFE)精馏塔进行模拟,运用UNIFAC基团拆分法对TFE精馏塔进料组分建立物性分析体系。考察了进料板位置、回流比、热负荷和塔顶采出量对塔顶关键组分的影响,并用灵敏度分析工具优化模拟,对精馏塔条件进行优化,得出的较优操作条件可指导实际生产。     

丁二酸二甲酯精制工艺的设计与模拟分析

阐述了采用换热匹配利用加氢反应放热的丁二酸二甲酯精制工艺,该工艺基于对C4资源深度利用的顺酐酯化法生产丁二酸二甲酯技术。运用Aspen Plus软件对工艺流程进行了稳态模拟计算,工艺优化结果为:脱轻塔的适宜进料位置、优化的回流比和塔顶采出量分别为第5块板、7和19 kg/h;精制塔的适宜进料位置、优化的回流比和塔顶采出量分别为第11块板、3和764 kg/h;最终获得纯度(质量分数)高达99.9%的丁二酸二甲酯产品,其回收率为99.8%。另外运用Aspen Dynamics软件进一步考察了该工艺的动态性能,在进料流量和进料组成扰动情况下,控制系统可以有效调整装置操作条件使其在2—4 h内趋向平稳运行,精馏塔采用单端温度控制结构足以保证丁二酸二甲酯产品纯度和回收率。稳态和动态模拟结果为丁二酸二甲酯精制工艺的工业化设计和实际操作提供了借鉴。     

Aspen Plus在核燃料循环污溶剂精馏设计中的应用

本文利用Aspen Plus流程模拟软件,对核燃料循环过程中产生的废磷酸三丁酯(TBP)-煤油(OK)有机相进行模拟精馏研究,利用Aspen Plus中的"Sensitivity"模块进行精馏参数优化。设计和优化结果为:精馏塔塔板数为12,进料板为第10块塔板,TBP/OK馏分的采出塔板为第6块塔板,TBP/OK馏分的采出量为0.258(与进料的体积比),回流比为1时,塔釜馏分中TBP的体积含量为99.75%,塔顶馏分中TBP的体积含量为0.011%,塔中部TBP/OK馏分中的TBP体积含量为82.65%,满足工业要求,为工业设计与生产提供指导意义。     

混合溶剂法生产6-APA中溶剂回收的工艺模拟

萃取直通法生产6-APA会产生大量含有机溶剂的废水。利用Aspen Plus软件,采用VLLE平衡和NRTL方程,模拟计算了6-APA废水中醋酸正丁酯和正丁醇混合溶剂的回收工艺。考察了理论塔板数、气相采出量等操作参数对产品纯度的影响,获得了优化的模拟条件。结果表明,采用20块理论板,塔顶气相采出量为2600 kg/h时,经分相后得到的有机相产品纯度约为90.4%,其中醋酸正丁酯和正丁醇基本被完全回收,为6-APA工艺废水的处理与利用提供了参考。     

醋酸乙烯精制工艺的流程模拟与优化

运用Aspen Plus软件,对某公司45万t/a醋酸乙烯精馏装置进行了流程模拟,模拟结果与实际值吻合良好。在此基础上,分别对粗分塔、醋酸乙烯精馏塔、醋酸精馏塔的工艺参数进行了优化,确定了优化后的工艺参数:粗分塔的回流比为1.2,醋酸乙烯精馏塔塔顶循环回流比为4.0,侧线采出位置为第30块塔板,侧线采出量为57 000 kg/h,醋酸精馏塔共沸剂工艺水的进料量为5 500 kg/h。通过工艺参数优化,不仅醋酸乙烯产品的质量分数达到99.964%,而且使粗分塔、醋酸乙烯精馏塔和醋酸精馏塔的总能耗降低8.43%。     

超重力减压间歇精馏的传质性能

以不锈钢波纹丝网为填料,应用超重力减压精馏间歇全回流操作分离乙醇/水共沸物系。考察了进料乙醇质量分数x_f为50%~95%、操作压力P为101.33~11.33kPa和超重力因子β为20.90~130.64时乙醇-水体系的传质性能。实验中设备运行稳定并且单级旋转精馏床传质性能随着超重力因子β的增大先增强后减弱,随着压力P的减小和进料浓度x_f的增加而增强,并在P=11.33kPa时分离高浓度原料时打破共沸点。与相同条件下传统填料塔相比,分离效果明显高于传统塔,且HETP为7.94~14.20mm,仅为传统塔的1/6~1/4,传质性能显著增强。并对能耗进行分析,超重力装置由于自身体积小等优点便于达到所需真空度,能耗降低明显。     

超重力精馏回收果胶沉淀溶剂的应用

同时应用超重力精馏连续与间歇操作分离回收果胶沉淀溶剂中的乙醇,并以不锈钢波纹丝网为填料,在原料乙醇质量分数x_f=55%、回流比R=4、超重力因子β=63.16～252.67、原料流量F=15～50L/h、1.01×10⁵Pa和室温进料下操作,研究了四级超重机在连续精馏过程中的传质性能;并在β=161.71、R=2.5～7及1.01×10⁵Pa操作条件下,考察了间歇精馏过程中不同回流比R对塔顶和塔底乙醇浓度x_d和x_w的影响.结果表明,在连续精馏过程中,理论塔板数N_T随β和F的增大而增加,设备的等板高度HETP为41.12～58.21mm,x_d=93%,x_w=35%;在间歇精馏过程中,x_d随着R的增大先增高后降低,x_w随着R和t的增大而下降,所得产品x_d为92.5%,x_w为1.05%;乙醇分离回收效果良好,回收率为91.28%,单位回收乙醇产品成本为0.644元/L,充分表现出超重力精馏工艺应用于果胶沉淀溶剂的回收再利用的优势.     

LiNO3-NaNO3-KNO3三元熔盐材料的设计及热稳定性研究

采用共形离子溶液模型(conformalionic solution model, CIS) 在二元熔盐体系相图的基础上，对三元熔盐体系LiNO₃-NaNO₃-KNO₃进行了相图计算，得到该三元体系最低共熔点为117.7℃，相应的摩尔分数组成分别为x(LiNO₃) = 0.375，x(NaNO₃) = 0.075，x(KNO₃) = 0.550。按照热力学最低共熔点计算结果，采用熔融法制备了三元硝酸熔盐，通过DSC和TG实验测定其最低共熔点为118.3℃，这与计算得到的结果(117.7℃)基本一致。TG测试结果表明当温度低于587.2℃时，该三元熔盐体系较为稳定，其工作温度范围为118.3~587.2℃，该三元硝酸熔盐适合在太阳能热发电中作为高温传热蓄热材料使用。     

三组元全热耦合精馏过程的模拟计算

本文利用Aspen软件对三组分进料全热耦合精馏的分离流程进行设计和模拟,建立了相应的具体计算步骤。首先利用三塔模型把热耦合精馏过程简化为3个单独的简单清晰分割塔,通过简捷法设计和模拟得到塔板数和回流比等初值后进行严格法模拟,得到热耦合精馏的数据和操作条件。然后采用Aspen软件中的RadFrac模型,将三塔模型的模拟初值代入全热耦合模块进行严格模拟。结果表明,采用全热耦合精馏分离C4三组分比传统精馏的直接序列和间接序列节能约为20%。     

精馏-吸附-膜分离耦合工艺制备高纯度酒精流程模拟

高纯度酒精广泛应用于食品、医药和石油化工等行业,国内外制备高纯度酒精的常用方法为酒精五塔精馏,但传统酒精精馏工艺往往伴随高能耗与高成本。为了解决上述问题,本文提出一种精馏-吸附-膜分离耦合新工艺,从乙醇发酵液中高效获得高纯度酒精。借助Aspen Plus流程模拟软件对精馏-吸附-膜分离耦合工艺进行研究,并用灵敏度分析工具对其精馏塔部分进行参数优化。结果表明,当精馏塔的塔板数为37、回流比为9、进料位置为第35块塔板、吸附剂采用天然沸石、膜分离用聚偏氟乙烯渗透汽化膜时,乙醇质量分数达到99.2%,乙醇回收率为65.6%。与传统五塔精馏方法相比不仅能获得高纯度酒精,而且能耗与设备成本相对较低,也充分提高了空间利用率,具有很好的工业前景。     

丙烯直接环氧化溶剂回收过程的能耗模拟与优化

为了提高1500 t/a环氧丙烷中试装置的能量利用水平,在建立了热力学模型的基础上,采用PRO/II流程模拟软件对装置的溶剂回收塔进行计算,并考察了操作条件对再沸器加热蒸汽消耗量的影响。经中试装置验证,采用优化操作条件后实际蒸汽耗量可从10 t/tPO下降到9.4 t/tPO,降幅为6%。鉴于单塔节能的挖潜效果欠佳,本文设计了溶剂回收的双效精馏流程。模拟计算的结果表明,可使蒸汽消耗量从单塔优化后的9.27 t/tPO下降到5.68 t/tPO,节能率达到38.6%,为万吨级装置的设计提供参考依据。     

分隔壁精馏塔分离醇类混合物的模拟

以分隔壁精馏塔分离乙醇、正丁醇及正己醇为例,建立分隔壁精馏塔稳态模型。用Aspen Plus软件进行模拟,模拟数据与实验数据吻合良好。同时考察了分隔壁精馏塔内液体分配比对产品含量的影响及正丁醇液相组成分布情况。比较了采用分隔壁精馏塔和常规二塔流程分离此物系的节能情况。结果表明,由于分隔壁精馏塔能极大地减少返混现象的产生,故达到相同的分离要求,分隔壁精馏塔比常规精馏的流程更节能,采用分隔壁精馏塔分离此物系时,中间组分的摩尔分数越高,节能效果越好,当进料组成为n(C2H5O)∶n(C4H10O)∶n(C6H14O)=1∶3∶1时,可节能25.9%。分隔壁精馏塔技术是一种节能、经济的新工艺。     

甲醇单效精馏与双效精馏的能耗分析与对比

结合唐山中润煤化工有限公司的实际工况,以流程模拟软件为基本分析工具,将单效精馏系统与双效精馏系统的能耗进行了计算与对比,计算数据表明,就系统的蒸汽消耗量和冷却水使用量,双效精馏系统比单效精馏系统低一半以上。并对实际工况下双效精馏系统的能量传递进行了分析,解释了实际工况下常压塔顶呈现负压的原因。     

热泵耦合甲醇多效精馏节能新工艺

粗甲醇精馏的能耗是影响甲醇生产成本的关键因素之一。虽然五塔多效精馏可以降低精馏过程能耗,但仍存在相当的低品位余热未利用,为进一步降低五塔多效精馏工艺的能耗,本研究引入机械蒸汽再压缩式（MVR）热泵,在常压塔提馏段增设辅助再沸器,形成热泵耦合多效甲醇精馏新工艺。基于新工艺的全流程模拟数据,文章利用夹点技术对热泵设置的合理性进行分析,采用能耗、效能系数（COP）和年总成本（TAC）等指标对新工艺过程进行评价。结果表明：热泵耦合多效甲醇精馏新工艺中热泵设置合理,冷负荷为24.7MW,再沸器总热负荷为22.25MW,COP为22.5,相比五塔多效精馏工艺,冷负荷、热负荷以及TAC分别降低33.76%、32.64%和26.97%。热泵耦合多效甲醇精馏新工艺节能效果显著。     

Microwave dielectric properties and co-firing with copper of (Bi1−xCux)(Nb1−xWx)O4 ceramics

Effect of substitution of CuO and WO₃ on the microwave dielectric properties of BiNbO₄ ceramics and the co-firing between ceramics and copper electrode were investigated. The (Bi_1−xCu_x)(Nb_1−xW_x)O₄ (x = 0.005, 0.01, 0.015, 0.02) composition can be densified between 900 and 990 °C. The microwave dielectric constants lie between 36 and 45 and the pores in ceramics were found to be the main influence. The Q values changes between 1400 and 2900 with different x values and sintering temperatures while Q_f values lie between 6000 and 16,000 GHz. The microwave dielectric losses, mainly affected by the grain size, pores, and the secondary phase, are discussed. The (Bi_1−xCu_x)(Nb_1−xW_x)O₄ ceramics and copper electrode was co-fired under N₂ atmosphere at 850 °C and the EDS analysis showed no reaction between the dielectrics and copper electrodes. This result presented the (Bi_1−xCu_x)(Nb_1−xW_x)O₄ dielectric materials to be good candidates for LTCC applications with copper electrode.