气相进料对隔板精馏塔优化设计的影响

隔板精馏塔（DWC）在节能和节省设备投资方面具有十分突出的优势,隔板精馏塔中隔板位置是重要的设计变量,影响分离效果及能耗,当进料中含有气相时这种影响更加显著。选用苯、甲苯和对二甲苯三元物系,研究了进料的气相分率对隔板位置的影响并确定最优隔板位置。采用严格模拟方法,以年度总费用（TAC）为评价指标,比较不同进料气相分率下隔板塔的经济性,其中气相进料较液相进料TAC最高可节省23.33%。并通过灵敏度分析展示了在进料中含有气相时确定最优隔板位置的重要性。     

进料组成改变对隔板塔经济性影响的模拟

完全热耦合精馏相比传统精馏可以减少设备投资和操作费用,可代替传统精馏分离多组分混合物。对隔板塔（完全热耦合精馏塔）用于分离三组分混合物时的可操作性和经济性进行了研究。采用严格模拟方法,针对4种不同的进料组成设计了4种不同的隔板塔,并得出各个隔板塔气相和液相分割比对隔板塔年度总费用（TAC）的关系曲线,研究了当进料组成改变时4种隔板塔的经济性。     

进料性质对立式隔板塔操作特性的影响

以正戊烷、正己烷和正庚烷为分离物系,在简捷计算结果的基础上,利用商业模拟软件HYSYS研究了进料热状态、进料组成和相对挥发度等进料性质对立式隔板塔操作的影响。结果表明,进料热状态对于立式隔板塔的操作稳定性和优化操作区的影响较大;进料中轻组分的含量增加不利于立式隔板塔的稳定操作。不同分离难度的物系采用立式隔板塔时的节能效果和操作特性有较大不同,分离难度越大,立式隔板塔的节能效果越明显,但优化操作区间则越窄,且操作稳定性较差。     

隔板精馏塔分离氯化亚砜的模拟研究

隔板精馏技术是一种节能、高效的新型分离工艺。以氯化亚砜产品的精馏过程为实例,应用PRO/II软件对两塔工艺进行模拟计算,模拟结果与工业生产实际数据对比吻合良好,可以得到高纯度产品。进一步模拟计算隔板精馏塔工艺,讨论了汽液相分配比、回流量和侧线采出位置对产品纯度及能耗的影响,确定最适宜操作条件为液相分配比1.4、汽相分配比2、回流量17 000 kg/h、侧线于采出段34块板采出。在最适宜操作条件下与常规精馏塔间接、直接精馏序列相比,分别可节能25.8%和17.9%。     

正确理解精馏塔适宜的进料位置和q值物理意义

精馏塔进料位置和q值物理意义是重要的知识点。理解适宜的进料位置和q值物理意义对学习、理解和掌握精馏知识意义匪浅。本文定性分析了进料适宜位置确定和q值物理意义，以期加深学生对精馏塔进料板位置和q值物理意义的正确理解。     

隔板精馏塔分离丙酮-甲基异丙基酮-水的模拟及工艺优化

21085利用Aspen plus模拟优化带有液-液分相器的双塔分离丙酮-甲基异丙基酮-水三元非均相共沸物的工艺流程,并提出将液-液分离器加入到隔板精馏塔的预分馏塔段中,以实现隔板精馏塔与非均相共沸精馏结合的新型工艺技术.结果表明,隔板精馏塔可以较优地实现对非均相共沸物的分离,在预分馏塔段实现水的脱除,并在塔顶、塔底以...     

新型气相分配器对隔板填料塔性能的影响

针对一种新型隔板塔气相分配器,搭建了一套直径600mm、高度5600mm的隔板填料塔冷模实验系统,探究了液相分配比变化对气相分配比产生的影响以及新型气相分配器在隔板填料塔内的分配效果。结果显示：在本实验系统中,液相分配比在1～6之间变化时,隔板塔内气相分配比与液相分配比呈负相关的关系,即液流喷淋密度增大的一侧气体量反而会减少,气相分配比最多可由0.95降至0.6左右,这使得隔板塔远离高效操作区,严重影响了隔板塔内的传质效率;喷淋密度分别为6.27m³/(h·m²)、9.41m³/(h·m²)、15.68m³/(h·m²)时,分配器在隔板填料塔中具有较好的分配性能,可以通过分配器上的调节液位高度,使得喷淋密度增大的一侧,气相流量增多,气相分配比可由0.85调节至1.25左右,加强了气液两相传质,保证了隔板塔的高效运行。     

隔板精馏塔分离氯化亚砜的模拟及工艺优化

利用AspenPlus软件对常规的两塔间接序列精馏工艺分离氯化亚砜进行了模拟计算,并提出了一种新型分离工艺—隔板精馏塔工艺。通过对隔板精馏塔的模拟计算,研究了预分离段进料位置、侧线采出位置、回流进料比和分配比对产品纯度和再沸器能耗的影响,结果说明最佳的工艺条件为:预分离段第6块板进料,主塔第55块板采出,回流进料比为4.45,液相分配比为1.60,汽相分配比为1.98。将隔板塔在最佳操作条件下的能耗与常规两塔工艺操作能耗和设备投资进行比较,隔板精馏塔节约冷凝器负荷和再沸器负荷分别为34.62%和34.64%;然后运用专业的设备投资计算软件CAPCOST计算2种工艺设备投资,结果表明,隔板精馏塔新工艺可以降低17.27%的设备投资。综上可知隔板精馏分离氯化亚砜是一种节能、高效的新型分离工艺。     

隔板塔特性模拟研究

文章以三元系统苯-甲苯-二甲苯的三组分分离体系为例,分析对比了常规蒸馏塔和隔板塔的系统特性、分离效果、过程耗能,并对模拟结果进行能耗以及经济效益分析,结果表明,隔板塔的节能百分率可达67%。并由以上的分析结果创新地选择隔板塔的控制结构和控制方法。为隔板塔设计和工业操作提供参考依据。     

精馏塔进料位置图解法探讨

叙述了精馏塔进料位置对全塔效率的影响.认为不在最佳位置进料会导致全塔效率下降,而不是理论塔板数增多;不能用下移进料位置提高塔顶的含量,也不能用上移进料位置提高塔底的含量;工程设计中可在最佳进料位置附近几块塔板的塔圈上增设进料口,操作中可通过改变进料口使塔长期处于最佳工况.     

热泵精馏隔壁塔分离宽沸程物系的模拟

将中间换热和热泵精馏两种精馏节能技术应用到隔壁塔中,提出了带中间换热器的热泵精馏隔壁塔流程,以解决隔壁塔在分离宽沸程物系时出现的塔顶与塔底温差过高而不宜应用热泵精馏的问题。利用精馏塔总复合曲线图,可确定中间产品塔板采出流股的相态,从而得到不同类型的热泵精馏隔壁塔流程。宽沸程物系分离实例的模拟计算结果表明,该类流程在主塔气液相流量较大的情况下具有较高的节能效率。     

三元混合物分壁塔精馏分离的研究

提出了甲醇-乙醇-正丙醇三元混合物分壁塔精馏分离的新工艺。通过模拟和灵敏度分析,考察了分壁塔的进料位置、隔板位置、液体分配比、回流比等工艺参数对分离效果的影响,确定了分壁塔的最佳操作条件,并对分壁塔的能耗进行了分析。结果表明,单个分壁塔能达到常规三元混合物分离的要求,并且比常规精馏流程的分离过程节能约30%。     

分壁式精馏塔精制丁二烯流程模拟

丁二烯是一种重要的石油化工烯烃原料,由于其生产过程能耗高,因此节能降耗成为丁二烯生产工艺的研究热点。利用Aspen Plus模拟软件对丁二烯精制工艺的两套流程进行了模拟研究,考察了分壁式精馏塔(DWC)中内部互连物流连接位置、预分离塔气液相流量和回流比对分离效果和热负荷的影响,对比了相同分离条件下DWC分离流程和传统顺序分离流程的能耗,并根据两套分离流程中塔内液相丁二烯浓度分布情况,分析DWC的节能原因。结果表明,当主塔理论板数105,预分离塔理论板数56,进入预分离塔气相流量1020kmol/h,液相流量890kmol/h,回流比7800时,DWC分离效果最好,丁二烯质量分数可达99.7%,这为DWC精制丁二烯工艺的工业化提供了理论依据。由于DWC有效减少了精馏过程中的返混效应,提高了能量利用率,使其冷凝器可节能29.36%,再沸器可节能29.19%,存在明显的节能优势。     

隔板塔共沸精馏分离二氯甲烷-乙腈-水-硅醚体系

以二氯甲烷-乙腈-水-硅醚为分离体系,采用自制隔板塔小试装置,研究了共沸剂回流比和液相分配比等操作参数对隔板塔分离效果的影响。实验结果表明,当气相分配比R_v为0.5,共沸剂回流比为3时,液相分配比R_l在[0.12,0.2]范围内,隔板塔分离效果较好。在实验的基础上,采用Aspen Plus软件对隔板塔共沸精馏工艺进行模拟,考察了隔板塔共沸精馏工艺最佳操作区域及节能效果。模拟结果表明,特定分离要求下,隔板塔存在一个使再沸器热负荷最小的最佳操作区域,在此最佳操作区域内,R_l和R_v相互关联,呈一一对应关系;与三塔串联简单精馏工艺相比,完成相同的分离任务,隔板塔共沸精馏工艺再沸器节能32.74%,冷凝器热负荷减少33.70%,乙腈回收率由66.47%提高到96.01%,且大幅降低设备投资。     

Experimental study and CFD numerical simulation of an innovative vapor splitter in dividing wall column

The vapor split ratio (R_V) adjustment plays an important role on energy efficiency during dividing wall column (DWC) operation. In order to achieve active control of R_V, this aticle presents an innovative vapor splitter driven by hydraulics. The vapor flows into main tower from prefractionation section through the rectangle hole located at the end of the partition. Vapor splitting is implemented by the change of flow resistance at the rectangular hole caused by adjusting the liquid level on the bottom plate. This design makes full use of the hydraulic properties in DWC, employing simpler construction with single tunable parameter. Numerical simulations and laboratory tests were both carried out to validate its performance in the DWC with a diameter of 600 mm. The results demonstrate that the desired R_V can be handled effectively in the approximate range from 0.5 to 2, basically satisfying the industrial demand for the gas distribution.     

立板式隔板塔分离直馏汽油工艺

对利用一种新型立板式隔板精馏塔切割直馏汽油工艺进行了研究。首先,利用模拟软件HYSYS对该分离过程进行模拟,得到较优的工艺条件。在此基础上,利用立板式隔板塔实验装置,考察了塔顶总回流量、液体分配比等操作参数对产品的影响及装置的操作稳定性。结果表明,塔顶总回流量的增大有助于产品的分离,且液体分配比的选择范围更广。液体分配比的改变对中间侧线产品质量的影响较大,是操作的关键变量。     

乙酰丙酸乙酯的反应精馏模型及隔壁塔节能优化设计

乙酰丙酸乙酯是一种潜在的生物质基平台化合物,在工业上具有很高的应用价值。乙酰丙酸乙酯传统的生产方法主要为间歇反应法,效率较低,产物分离困难且工艺流程较长。因此,本文提出了反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯,在以中试实验结果为依据的基础上,使用Aspen Plus模拟软件建立了工艺流程,并考察了回流比、进料位置、进料摩尔比以及理论塔板数等关键参数,得到了常规单塔反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯的最优配置。而后,为了得到纯度大于99.9%的乙酰丙酸乙酯,本文进一步提出了反应精馏双塔精制流程以及反应精馏隔壁塔流程,并通过对两种流程所得到的产品纯度以及能耗的对比,验证了反应精馏隔壁塔工艺生产乙酰丙酸乙酯的有效性以及在节能方面较大的优势。     

分隔壁精馏塔分离裂解汽油

自制一套塔高8.3m可拆装10L釜分隔壁精馏塔小试装置分离裂解汽油,考察不同的出料位置、侧线采出量、液体分配比等参数对分离效果的影响。得出较佳工艺条件为:进料速度6L/h,进料温度56℃,塔顶出料1.1L/h,回流量为1.5L/h,液体分配比(主:副)为2:1及侧线出料量3.6L/h。在此条件下,塔顶C5的质量分数达到98.5%以上,侧线C5的质量分数小于2%,满足分离要求。该工艺缩短了流程,减少了设备投资。     

Enzymatic catalyzed reactive dividing wall column: Experiments and model validation

A novel process for the integration of chemical reaction and product separation is proposed: the enzymatic catalyzed reactive dividing wall column (eRDWC). The eRDWC combines the highly integrated and complex reactive dividing wall column (RDWC) with the use of a very selective enzymatic catalyst. This apparatus enables the simultaneous production and separation of up to 4 pure product streams. Comprehensive experiments with the reference system of a hexanol and butyl acetate transesterification in a DN 65 pilot scale column show the feasibility of stable steady state operations for this process. A rigorous model for the plant design of an eRDWC wall column is developed. The reaction kinetics and vapor‐liquid‐equilibria for the reference system are measured and implemented in the model. The model is successfully validated using the acquired experimental data. The application of enzymes in continuous reactive distillation processes has the potential to increase the selectivity at milder process conditions. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 2198–2211, 2017