催化精馏隔壁塔合成乙酸乙酯的模拟研究

提出应用催化精馏隔壁塔合成乙酸乙酯的新工艺流程,以催化精馏隔壁塔替代常规催化精馏塔及乙酸乙酯塔.利用Aspen Plus模拟软件,模拟催化精馏隔壁塔及常规工艺流程,比较分析2种工艺流程塔内的液相组成分布以及温度分布,并分析液相分配比对催化精馏隔壁塔的影响.证明催化精馏隔壁塔既可节能25.7%,又可降低设备投资费用和操作费用.     

反应隔壁精馏塔合成乙酸丁酯模拟研究

提出用反应隔壁精馏塔合成乙酸丁酯的工艺流程,以反应隔壁精馏塔代替常规乙酸正丁酯反应精馏塔和乙酸正丁酯产品精制塔,将反应隔壁精馏过程和常规反应精馏生产过程模拟比较,在相同生产能力和产品纯度要求下,反应隔壁精馏塔可降低能耗30%以上,同时可减少设备投资。最后,对提出的反应隔壁生产乙酸丁酯的生产流程进行优化,考察进料位置、采出进料比、副塔液相分配比等因素对乙酸丁酯生产过程能耗和乙酸丁酯产品纯度的影响,并得到适宜的生产操作条件。     

反应精馏合成乙酸乙酯的实验研究与模拟

本文以Amberlyst-36Wet离子交换树脂为催化剂,采用间歇搅拌釜式反应器,在消除内外扩散影响的条件下,测得不同温度下反应速率常数.研究自制反应精馏塔中(直径25 mm,高2.2 m)乙酸乙酯的合成工艺,得到反应精馏的工艺参数.在实验基础上,建立改进工艺的Aspen Plus模拟流程图.实验结果与模拟计算值吻合良好,表明所建立的Aspen Plus模型能够很好地描述反应精馏合成乙酸乙酯过程.以乙醇转化率、产品乙酸乙酯的收率和塔顶油相乙酸乙酯的质量分率为考察目标,通过流程模拟和灵敏度分析,确定该工艺的最佳工艺参数:精馏段、反应段和提馏段的理论板数分别为9、7和7;醋酸和乙醇的最佳进料位置在第9块和第16块塔板上;回流比R为1.6.在此工艺条件下,产品乙酸乙酯的含量是95.2%(wt),乙醇转化率为96.1%.     

酯交换合成碳酸二乙酯反应精馏工艺的模拟

碳酸二乙酯是一种性能优良的绿色溶剂,在锂离子电池行业中应用广泛。以碳酸二甲酯和乙醇为原料,采用反应精馏工艺生产碳酸二乙酯是目前的主流工艺。由于该反应分为两步进行,因此如何调节工艺参数来提高反应物转化率和产品收率是工业生产中的重要问题。本文以实验得出的动力学方程、UNIQUAC热力学模型,应用Aspen Plus流程模拟软件实现了工业实际反应精馏工艺流程的模拟,详细讨论了进料位置、回流比、进料配比等因素对反应精馏塔性能的影响。结果表明,模拟值与实验值吻合良好,在回流比为4.5～5,混合进料第20块板,进料醇酯比2.5:1,反应段（2～31）块板,空速小于0.18 hr^-1时,反应精馏塔性能最佳。模拟结果对反应精馏合成碳酸二乙酯的工艺设计和过程优化具有重要指导意义。     

反应精馏合成乙二醇二乙酸酯工艺的模拟

采用反应精馏技术以乙二醇和乙酸为原料,NKC-9树脂为催化剂,通过酯化反应合成乙二醇二乙酸酯。运用Aspen Plus对反应精馏工艺进行模拟,详细考察理论板数、回流比、进料配比等因素对反应精馏塔性能的影响,从而获得适宜的工艺操作参数。结果表明:在精馏段、反应段和提馏段理论板数分别为3、7、5,进料酸醇比为2.6:1,回流比为1.1,塔顶采出进料摩尔比为0.53的工艺条件下乙二醇的转化率达99.9%,乙二醇二乙酸酯的收率达99.9%。模拟结果对反应精馏合成乙二醇二乙酸酯的工艺设计和过程优化具有重要指导意义。     

乙烯脱轻塔精馏过程及安全事故动态模拟

乙烯脱轻塔是高浓度乙烯精制过程中的关键设备,主要作用为脱除原料乙烯(98 wt.%)中的少量轻组分杂质(CO,H_2,CH_4等),以达到后续醋酸乙烯合成工艺使用的标准。通过Aspen Plus软件对该乙烯脱轻塔进行稳态模拟,添加适当的设备参数后,导入Aspen Dynamics软件中。首先根据经验及相关文献为该塔设计动态控制方案,再改变进料流量、进料组成、冷凝量输入及再沸量输入等条件,模拟实际生产过程中可能发生的扰动,考察该方案是否可以保证该塔在适当的扰动范围内依然安全、合格的进行乙烯精制,并得到该脱轻塔运行过程的临界操作值,尝试提出预防安全事故发生的措施。通过该动态模拟,对乙烯脱轻塔的生产过程有了更符合实际扰动因素、工况的模拟,对实际的工厂操作过程有一定指导借鉴作用。     

模拟甲基叔丁基醚反应精馏的过程

为揭示反应精馏过程的耦合特性,从而为进一步开发新的反应精馏设计方法提供理论支持,采用Gibbs自由能平衡级模型,应用Aspen Plus软件模拟分析MTBE的反应精馏过程,研究了回流比与理论板数对反应和分离效果的影响。结果表明由于反应和精馏的相互作用,在固定回流比改变理论板数(或固定理论板数改变回流比)的情况下,存在最佳理论板数(或回流比)使产品组成最高,这种特性与普通精馏有所不同。     

乙酸甲酯催化精馏水解塔过程模拟

分析乙酸甲酯催化精馏水解过程,建立该实验塔物理模型,据此合理简化,建立平衡级与固定床相结合的数学模型及其计算方法.应用该模型方法对本工艺试验的3种催化精馏塔型,分别按2种工况模拟实验过程,得到了与实测数据吻合良好的计算结果.验证了该模型和计算方法的适用性和准确性,能够为过程放大和工艺条件优化提供可靠数据.     

乙酸丁酯反应精馏过程模拟设计

反应精馏偶合了反应和精馏两种单元操作,通过精馏促进反应,可以提高反应转化率和收率,为可逆反应的化工过程生产提供了新的设计途径。基于严格热力学分析计算,利用计算机模拟和优化手段。提出了乙酸丁酯反应精馏、分离纯化的生产流程。采用UNIQUAC方程表征乙酸-正丁醇-乙酸丁酯-水四元非理想体系的汽液平衡,首先,根据实验数据回归了热力学模型中的交互作用参数,并预测了体系中5个共沸物组成,模型的计算结果与实际数据吻合。基于平衡级模型,提出了由平衡反应器、反应精馏塔、倾析器和纯化塔构成的可行流程,对提出的设计流程进行了模拟、优化,得到了操作工艺参数。模拟结果对工业过程的设计和改造具有一定的指导意义。     

计算机模拟合成乙苯催化精馏过程

本文对含有不凝组份的苯和乙烯烷基化催化精馏过程进行了计算机模拟。以少量实验验证计算机模拟的可靠性。在得出计算机模拟结果基本可以表述催化精馏过程实际情况后，利用计算机模拟方法优选出最佳工艺条件。而后又用实验装置对所选最佳工艺条件进行验证，从而证明可利用实验与计算机模拟相结合的方法对催化精馏进行工艺条件的优选。     

反应精馏过程模拟与参数的影响

反应精馏平衡级模型方程反应项引入可变参数λ ;模型求解将变量分内、中、外三层迭代 ,计算结果表明算法易收敛、准确性较高、初值易给定。以乙醇乙酸酯化反应精馏过程为例 ,就过程参数对反应精馏的影响进行了计算。     

反应精馏生产丁酸酐的过程模拟

丁酸酐是一种重要的有机原料,其现有的生产工艺为间歇操作,收率较低。本研究将反应精馏技术应用到生产丁酸酐的工艺中,建立了连续生产工艺的数学模型,在实验数据的基础上,用数据分析软件MATLAB对实验数据分析处理,得到相应的模型参数。采用ASPEN PLUS进行工艺方案的模拟计算,结果表明,利用反应精馏连续生产丁酸酐的工艺是可行的,以分离促反应,产品收率到达了97%以上,同时选择工艺操作参数,最佳条件为:酸酐比2:1、反应压力0.2 atm、塔板数为12块,确定反应区主要为进料板附近。     

溶剂脱水塔共沸精馏过程模拟与优化

针对溶剂脱水塔醋酸分离难的问题,利用剩余曲线图(RCM)法研究醋酸-水-NBA三元共沸物体系,理论分析回流组分的改变对溶剂脱水塔操作的影响.运用ASPEN PLUS软件模拟某石化公司的脱水塔装置,结合实际分析精馏过程的各种影响因素,和优化相应的操作参数.回流比在0.76,水回流率在0.0285,酯相回流中的116流股比率控制在0.9时,模拟结果最佳.该结果对生产会有一定的指导作用.     

测定甲醇与异丙醇的汽液平衡数据及精馏的研究

甲醇和异丙醇是重要的化工原料和溶剂,作为溶剂使用会产生大量甲醇和异丙醇混合液,本文研究甲醇-异丙醇的分离问题;测定甲醇-异丙醇的汽液平衡数据,采用最小方差法关联汽液平衡数据,并确定相对挥发度方程式;以甲醇-水为标准体系,由精馏结果标定精馏塔的等板高度;在相同条件下,研究不同塔高对甲醇-异丙醇精馏分离的影响,确定塔效率.本文为进一步放大实验提供依据.     

碳四烃反应精馏分离异丁烯的模拟研究

采用Aspen Plus软件对碳四烃进行了1-丁烯临氢异构制2-丁烯反应精馏分离异丁烯的模拟研究。分别考察了全塔理论级数、塔顶压力、反应段位置、反应段级数、每级催化剂量、碳四进料位置、回流比等因素对1-丁烯异构化率、塔顶1-丁烯质量百分比浓度及塔釜异丁烯质量百分比浓度的影响,获得了适宜的工艺操作条件和范围。此外,针对1-丁烯临氢异构制2-丁烯反应精馏技术提出了三种不同的工艺方案,并进行了优化和对比,结果表明:与塔内单反应段方案相比,采用塔内双反应段方案可减少催化剂用量41.2%;采用预反应器加塔内单反应段方案可减少催化剂用量48.0%,并且可降低全塔理论级数9.1%。     

反应精馏合成亚硝酸甲酯的工艺模拟与优化

中在气偶联合成法生产乙二醇(EG)的工艺过程中,亚硝酸甲酯(MN)反应塔的设计及运行,在整个流程中起到至关重要的作用,本文以实际中试装置数据为基础;采用NRTL热力学方程与KINETIC动力学反应控制模型,通过Aspen软什模拟MN反应塔的工艺,根据实际装置的反应转化率与反应时间,验证并修正了KINETIC动力学参数;结果表明:如果反应时间在50 s内完成、反应物转化率达99.95%、产品回收率达99.96%,与实际操作参数吻合.同时利用Aspen软件的灵敏度,分析模块优化塔的操作参数,(包括理论板数、进料温度、进料位置及同流量等).模拟结果对MN反应塔的工艺设计与工业化有一定指导意义.     

MTBE反应精馏过程动态模拟和控制系统分析

针对在闭环控制方面还远远不能满足反应精馏技术实际操作需要的问题,展开了相关研究。首先建立了通用反应精馏过程非平衡级动态模型,并在此基础上对MTBE(甲基叔丁基醚)反应精馏(Reactive Distillation,RD)过程进行了动态性能的分析和控制系统的设计,提出了一种基于软测量技术的产品质量／转化率联合控制方案。仿真结果表明,该方案优于其他控制方案,可有效地进行产品质量和转化率的多指标控制,控制效果良好。     

反应精馏制备碳酸二乙酯的过程模拟与优化

碳酸二乙酯(Diethyl carbonate,DEC)是一种绿色环保的化工产品,用途广泛,具有良好的工业应用价值。为避免传统工艺副产物多、产物难分离等问题,采用碳酸丙烯酯一步法合成碳酸二乙酯,并将反应精馏技术应用于碳酸丙烯酯与乙醇酯交换反应生产碳酸二乙酯工艺中。以乙醇钠为催化剂条件下碳酸丙烯酯酯交换反应动力学为基础,应用Aspen Plus软件对反应精馏过程进行模拟,分别探讨了反应精馏塔精馏段、反应段和提馏段理论板数、醇酯进料比、操作回流比和塔顶采出进料摩尔比对碳酸丙烯酯转化率的影响,从而确定适宜的工艺条件:反应精馏塔的精馏段、反应段、提馏段理论板数分别为2、8、8:醇酯比为8;操作回流比R为6.7;塔顶采出进料摩尔比为0.71。在此工艺条件下碳酸丙烯酯的转化率为79.54%。模拟结果对反应精馏合成碳酸二乙酯的工艺设计和过程优化具有重要指导意义。     

甲苯二异氰酸酯装置光气化反应精馏过程模拟优化

分析了光气化法生产甲苯二异氢酸酯(TDI)的工艺流程特点,建立了胺盐反应动力学模型,结合反应精馏塔的工艺参数及操作条件,胺盐的反应精馏塔进行模拟。考察了塔釜温度、侧线采出温度、塔釜停留时间和塔板停留时间的变化对胺盐转化率及再沸器热负荷的影响,得到了优化的参数,即塔釜温度150℃,侧线采出温度为92℃,塔釜停留时间20 min。优化结果使得胺盐转化率达到99.5%,为工业实际操作提供参考。     

基于Aspen Plus用户模型的MTBE反应精馏模拟

采用用户模型技术,运用Fortran语言编写反应动力学子程序,并将其嵌入Aspen Plus精馏过程中,从而在Aspen Plus平台实现了MTBE反应精馏过程的动力学模拟,结果表明,所建用户模型MrBE反应精馏塔内温度、液相组成分布模拟值较好地吻合了文献值。以MTBE收率及纯度作为目标函数,研究了精馏塔相关参数改变对目标函数的影响,得到的优化条件分别如下:操作压力为1100 kPa,回流比为6,甲醇进料位置为第10块板,反应段塔板数为8块,此时MTBE收率为95.53%,纯度为99.2%。