四产品Kaibel隔壁精馏塔分离丙二醇混合物的模拟与节能分析

研究了包含甲醇、水、丙二醇和二丙二醇四组分混合物的分离问题,针对混合物的特征和分离要求,提出四产品Kaibel隔壁精馏塔的分离工艺,并利用Aspen Plus软件对Kaibel塔进行设计与节能分析。首先,设计了分离四组分混合物的三塔精馏流程（TCD）和热集成三塔精馏流程（HTCD）;其次,开展了四产品Kaibel塔分离四组分混合物的模拟研究,取得了满足分离要求的塔设计参数;最后,采用能量衡算和㶲损失分析相结合的方法,对Kaibel塔的用能特征进行了分析和比较。研究表明,与热集成三塔精馏流程相比,四产品Kaibel塔在操作费用方面不占优势,但在设备投资方面具有明显优势,可以实现在一个塔内四组分的分离,总㶲损失可降低9.41%。     

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。     

隔壁萃取精馏塔分离戊烷混合物的模拟研究

基于环戊烷制取项目,提出了隔壁萃取精馏的新工艺。利用Aspen Plus软件的Multifrac模块,以DMF为萃取剂,对隔壁萃取精馏过程进行了研究。通过灵敏度分析对影响分离的操作参数进行了优化,根据优化后的结果可以得到质量分数为99. 61%的环戊烷,质量分数为90. 15%的2,2-二甲基丁烷,主要原因是隔壁萃取精馏塔能够有效地避免组分返混,提高精馏效率。和常规工艺相比,隔壁萃取精馏节能18. 1%,并减少了相关塔件设备的投资。     

节能型分隔壁精馏塔分离烷烃混合物

在小型的分隔壁精馏塔装置上对烷烃混合物的分离进行了研究,考察了回流比、分配比以及实验开始时塔釜釜液中辛烷的质量分数对分离效果的影响。实验表明,最佳条件为回流比为5,分配比为1,实验开始时釜液中辛烷的质量分数为50%时,塔顶的正已烷含量达99.72%,侧线中正庚烷的含量达95.48%,塔釜辛烷的含量可达96.80%。采用Aspen plus对两塔分离流程与分隔壁精馏塔的能耗和设备投资进行了比较,结果显示,分隔壁精馏塔比两塔分离流程可节能22.3%,并可节约设备投资17.8%。     

用分隔壁精馏塔分离三组分混合物的节能研究

为了比较分隔壁精馏塔与常规精馏流程能耗,确定其应用范围,采用Aspen plus软件中的精馏严格模型,对2种常规精馏流程和3种分隔壁精馏塔进行模拟计算,比较了各种分隔壁精馏塔序的节能效果。结果表明,中间组分的摩尔分数越高,分隔壁精馏塔的节能效果越好,分隔壁精馏塔可用于分离中间组分摩尔分数较高的混合物,且适于分离指数在0.61至2.1之间的物系。分隔壁侧线精馏塔适用于分离指数≥1、轻组分摩尔分数较高的混合物。分隔壁侧线提馏塔适于重组分摩尔分数较高的混合物。     

乙二醇单叔丁醚与乙二醇二叔丁醚的分离

在实验测定乙二醇单叔丁醚(TMBE)与乙二醇二叔丁醚(TDBE)相平衡数据的基础上,回归得到了Wilson方程的相互作用参数Λ12和Λ21,并利用回归参数的Wilson方程预测了TMBE和TDBE共沸组成随压力降低,TMBE的摩尔分数降低。根据此特性,文中设计了利用差压精馏分离TMBE和TDBE的流程,并在Pro/II流程模拟软件上,建立了差压精馏分离TMBE和TDBE的模型并进行了模拟计算。模拟结果表明:利用差压精馏可分别获得纯度(摩尔分数)大于99%以上的TMBE和TDBE。     

乙二醇单叔丁醚与乙二醇二叔丁醚的分离

在实验测定乙二醇单叔丁醚(TMBE)与乙二醇二叔丁醚(TDBE)相平衡数据的基础上,回归得到了Wilson方程的相互作用参数Λ12和Λ21,并利用回归参数的Wilson方程预测了TMBE和TDBE共沸组成随压力降低,TMBE的摩尔分数降低。根据此特性,文中设计了利用差压精馏分离TMBE和TDBE的流程,并在Pro/II流程模拟软件上,建立了差压精馏分离TMBE和TDBE的模型并进行了模拟计算。模拟结果表明:利用差压精馏可分别获得纯度(摩尔分数)大于99%以上的TMBE和TDBE。     

隔壁精馏塔节能应用研究

本文以分离三组分进料为例,对比考察各种类型隔壁塔的能耗,建立评估经济性模型,探索隔壁塔合适的应用工况。     

分隔壁萃取精馏塔分离醋酸水溶液的模拟

提出了一种新的单塔萃取精馏精制醋酸水溶液的新工艺,该工艺采用分隔壁萃取精馏塔(DWC-E)替代常规萃取精馏流程的萃取精馏塔及溶剂回收塔,不仅节省了设备投资,而且降低了总能耗。利用Aspen Plus模拟软件,对DWC-E塔及常规萃取流程进行了模拟。DWC-E塔的操作条件:塔板数40块,侧线精馏段的板数10块,回流比2,溶剂摩尔比2.5,在此条件下,比较了常规萃取精馏流程与分隔壁精馏塔内温度、液相组成及汽液相流量的变化。结果表明,DWC-E塔比常规的2塔萃取精馏流程节能23.91%。     

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。     

隔壁精馏塔应用于空气分离的研究

以空气分离为例,考察了将隔壁精馏塔应用于空气分离的建模与基于年总成本的优化过程。首先对于空分上塔的氩浓度剖面进行了分析,提出了两种应用隔壁精馏塔的可能性,最终选择了带侧线精馏段的隔壁塔。然后考察了空分隔壁精馏塔上塔的各个结构参数与操作参数对其年总成本的影响,在保证产品质量的基础上得到优化的结构参数与操作参数。研究表明,与传统流程相比,将隔壁精馏塔应用于空气分离过程可使年总成本减少7.69%。     

隔壁精馏塔的热力学等效模拟研究

对隔壁精馏塔的热力学等效模拟进行研究。隔壁精馏塔和全热耦合精馏Petlyuk塔在热力学上等效,通过三塔模型对隔壁精馏塔进行简捷计算,计算结果作为初值,利用Aspen Plus软件中Multifrac-Petlyuk模块对DWC进行严格模拟计算,并利用灵敏度分析模块,分别对各参数进行优化,确定最佳的塔参数及操作条件。以甲醇-乙醇-正丙醇三元体系为例,隔壁精馏塔的热力学等效模拟结果为:主塔塔板数62,预分塔塔板数30,互连位置N1为20,N2为50,基于预分塔的进料位置在第10块板,基于主塔的侧线出料位置为第38块板,主塔回流比为8,互连物流qL,12=340 kmol/h,qV,12=880 kmol/h,在此参数下,可以得到质量分数99.2%的甲醇、97.9%的乙醇和97.3%的正丙醇,满足分离要求。     

基于Aspen Plus模拟乙二醇叔丁醚和乙二醇的精馏过程

利用Aspen plus软件计算了乙二醇叔丁醚的物性参数,使用NRTL模型模拟了乙二醇叔丁醚和乙二醇的精馏过程。利用灵敏度分析方法确定了合理的精馏塔理论塔板数、进料位置、回流比以及操作压力,使乙二醇叔丁醚产品的纯度(摩尔百分数)达到99.9%,乙二醇产品的纯度(摩尔百分数)达到99.5%。模拟值与实际值的比较表明,理论计算与实际应用吻合较好,为乙二醇叔丁醚的分离设计提供可靠的依据。     

乙二醇丁醚国内市场调查

我国乙二醇丁醚生产能力达到12万t/a,有些装置生产技术高于国际水平,但国内企业几乎没有产品量产。调查发现进口产品价格甚至低于国内生产成本。建议组织调查,必要时提出反倾销诉讼。     

乙二醇-尿素复配溶剂萃取分离模拟油酚混合物

煤直接转化液体产物中除含有大量的酚类化合物外,还含有一些其他含氧含氮化合物,这些物质对于酚的萃取分离具有重要影响。采用乙二醇-尿素复配溶剂作为萃取剂,考察了萃取剂中尿素含量、搅拌时间、静置时间、温度以及萃取剂使用量对煤直接转化液体产物模拟油中酚类化合物萃取效果的影响,探究了模拟油中杂原子化合物苯乙酮、吲哚、吡啶对酚类分离效果的影响。结果表明：乙二醇-尿素复配溶剂对间甲酚的萃取效果要明显优于尿素,搅拌时间为20 min,静置时间为10 min时就可达到萃取平衡,升高温度不利于萃取,间甲酚萃取率随着萃取剂使用量的增加呈现先增加后趋于平缓的趋势,当温度为25℃、m（萃取剂）：m（模拟油）（剂油比）为1：1时,乙二醇-尿素复配溶剂对间甲酚萃取率可达99.2%;模拟油中添加苯乙酮、吲哚、吡啶均会降低萃取剂对间甲酚的萃取率,相对于苯乙酮和吲哚,吡啶对间甲酚分离影响最大,可使间甲酚萃取率降低到71.6%。     

乙二醇异丁醚通过小试技术鉴定

1984年1月20日,在辽宁省石化局主持下,在大连召开了“乙二醇异丁醚”小试技术鉴定会。乙二醇异丁醚是大吨位精细化工产品乙二醇醚类系列化品种之一,由于其分子内含有烷基、羟基和醚基的特殊结构,故具较强的溶解能力,闪点高(不易起火),毒性低,是一种重要的工业溶剂和化学中间体,应用广泛。在涂料方面:它是硝化纤维素、醇醛树脂、酚醛树脂、聚丁二烯树脂等优良溶剂,尤其对发展丙     

催化新工艺促进乙二醇丁醚技术升级

南京化工园的德纳(南京)化工有限公司采用自主技术建设的6万吨/年乙二醇丁醚项目已进入设计阶段。这一项目采用德纳公司开发的催化剂技术,生产的乙二醇丁醚收率可达90%以上,副产品二乙二醇丁醚将控制在10%以下,而目前国际通用的乙二醇丁醚催化技术,目的产物收串只能在75%以内。同时,新工艺还将避免传统工艺中大量副产品无法有效利用的弊端。     

双反应段反应隔壁精馏塔的模拟研究

提出了一种新颖的具有2个反应段的反应隔壁精馏塔,采用这种反应隔壁精馏塔替代了常规反应精馏序列中的2个反应精馏塔。以环己烯与环己烷的分离为例,利用Aspen Plus模拟软件,在进料、产品纯度等设定条件基本相同的情况下,以年总成本为目标函数分别对双反应段反应隔壁精馏塔与常规反应精馏序列进行了优化与比较。结果显示,与常规反应精馏序列相比,双反应段反应隔壁精馏塔同样能够实现环己烯/环己烷混合物的完全分离,并在一定程度上能够缩减设备投资与设备占用空间。