萃取精馏和变压精馏分离苯-乙醇的模拟研究

采用Aspen Plus化工流程模拟软件，通过NRTL热力学模型，分别进行苯和乙醇混合物的萃取精馏和变压精馏分离模拟研究。萃取精馏采用丙三醇为萃取剂，萃取精馏塔以33为理论塔板数、28为混合物进料位置、2为萃取剂进料位置、1.1为回流比、3.0为溶剂比(萃取剂用量与混合物进料量比值);溶剂回收塔以5为理论塔板数、3为进料位置、1.0为回流比时，分离得到苯和乙醇的质量分数均为99.62%。变压精馏由常压塔(101.325 kPa)和高压塔(520 kPa)串联而成，常压塔以18为理论塔板数、8为进料位置、3.0为回流比；高压塔以16为理论塔板数、10为进料位置、3.0为回流比时，可得到乙醇和苯质量分数分别为99.52%和99.01%。     

变压精馏分离甲醇-苯体系的模拟与优化

基于甲醇-苯二元共沸体系的压力敏感性,利用Aspen Plus软件对变压精馏(PSD)分离甲醇-苯工艺进行模拟与优化。采用序贯迭代法,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,确定了最佳工艺条件:低压塔理论板数19,原料进料位置为第12块塔板,回流板位置为第9块板,回流比0.7;高压塔理论板数21,进料位置第14块塔板,回流比1,所得甲醇和苯产品纯度均达到了99.9%。同时,探究了变压精馏分离甲醇-苯工艺的部分热集成方案,与传统变压精馏相比可节能42.7%,可为甲醇-苯分离的实验研究及其他共沸体系的分离提供参考。     

连续萃取精馏分离异丙醇-水的静态模拟分析

一般方法难以分离异丙醇-水形成的共沸体系,故选用乙二醇为萃取剂,采取连续萃取精馏的方法应用Aspen Plus软件模拟其分离过程并进行分析。萃取精馏塔的初始参数为物料进料流率4 800 kmol/h、n(异丙醇)∶n(水)=3∶2,理论塔板数26块、物料进料位置为第16块塔板、最小回流比1.4、萃取剂进料位置为第4块塔板,可分离得到质量分数为99.5%的异丙醇,再用Aspen Plus中Model Analysis Tools模块的灵敏度分析对实验进行模拟优化,优化结果为理论塔板数28块、物料进料位置第17块塔板、最小回流比1.5、萃取剂进料位置第4块塔板,优化后异丙醇的质量分数可达到99.8%。     

萃取与精馏耦合分离苯-甲醇的研究

研究了萃取与精馏耦合法用于苯-甲醇共沸物中的甲醇回收。通过实验手段从萃取剂选择、萃取比及萃取温度变化3个角度对萃取效果进行考察。实验结果表明,水的萃取效果最好,在操作温度35℃下,萃取比1∶1时,甲醇萃取分配系数为40. 0,选择性系数4 260. 8。在此实验数据上,提出以水为萃取剂的萃取与精馏耦合分离工艺流程,并运用流程模拟软件进行3塔连续模拟计算,得到了优化的工艺条件。模拟结果表明,当甲醇塔(T1)理论塔板数为15块、回流比为2,萃取塔(T2)理论塔板数为4块,回收塔(T3)理论塔板数为20块、回流比为2时,可得质量分数在99. 5%以上的苯和甲醇成品。     

对二甲苯萃取精馏分离乙醇-丙酸乙酯共沸物

利用COSMO-SAC模型对常用萃取剂进行筛选,进而确定对二甲苯适合作为分离乙醇-丙酸乙酯二元共沸物系的萃取剂,并利用汽液平衡实验验证了所选萃取剂的分离效果。结果表明对二甲苯能够分离乙醇-丙酸乙酯共沸物系。采用Aspen Plus模拟软件对乙醇-丙酸乙酯-对二甲苯三元体系进行了连续萃取精馏模拟,并获得了适宜的工艺参数：萃取精馏塔中,理论塔板数为60块,原料进料位置为第50块塔板,萃取剂进料位置为第25块塔板,回流比为7,溶剂比为0.8,塔顶乙醇的含量可达到99.85%;溶剂回收塔中,理论塔板数为30块,进料塔板的位置为第11块塔板,回流比为6,塔顶得到丙酸乙酯的质量分数为99.0%。     

甲醇-乙腈共沸体系变压精馏工艺的模拟与优化

运用Aspen Plus软件对甲醇-乙腈混合物变压精馏工艺进行模拟与研究,并且基于总流程能耗最小的评价方式对工艺参数进行优化,最终实现了甲醇与乙腈的高效分离,甲醇与乙腈产物的质量纯度均达到0.999,最终的工艺参数为高压塔的塔板数为50,回流比1.9,原料进料位置第39块塔板,循环物流进料位置第39块塔板;低压塔的塔板数为85,回流比5.3,进料位置第42块塔板。该研究方法为基于能耗最小优化工艺参数的变压精馏设计提供了参考。     

Aspen plus模拟甲醇-乙醇精馏分离

以甲醇-乙醇精馏为模拟对象,用aspen plus在NRTL物性下,对精馏塔进行了简捷设计和严格核算,并对塔板数,进料位置,进料温度做了灵敏度分析。最后得出了进料温度25℃,操作压力0.1 MPa,理论板数40,进料位置第28块板,回流比7.1时,塔顶甲醇含量高达99.99%,塔底乙醇含量可达99.4%。     

变压精馏分离醚后C_4中甲醇组分模拟研究

基于Aspen Plus模拟软件,选用UNIFAC物性方法对变压精馏分离C_4与甲醇共沸物过程进行模拟与优化。考察了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和能耗的影响。确定了较佳工艺条件:加压塔理论板数为30,回流比为1.2,原料进料位置分别为第15块塔板,塔釜C_4质量分数为99.99%;低压塔理论板数为20,回流比为1.2,进料位置为第9块塔板,塔釜甲醇质量分数为99.99%。与传统萃取精馏相比,变压精馏能耗稍高,但无需引入其他组分。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。     

离子液体萃取精馏分离乙醇和2-丁酮共沸体系的过程模拟

以离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([DMIM]DMP)为萃取剂,分离乙醇和2-丁酮共沸体系。采用Aspen Plus流程模拟软件,对乙醇和2-丁酮体系的萃取精馏过程进行了模拟。考察了溶剂比、全塔理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置和回流比等因素对分离效果的影响,获得了萃取精馏分离乙醇和2-丁酮体系的最佳工艺优化条件为:萃取精馏塔的全塔理论板数为22,原料和萃取剂进料位置分别为第11块和第3块理论板,回流比为0.5,溶剂比为0.5。在此条件下,产品2-丁酮的摩尔分数达到99.98%,乙醇的摩尔分数达到99.99%,再生的萃取剂[DMIM]DMP的摩尔分数达到100%。说明以[DMIM]DMP为萃取剂萃取分离乙醇和2-丁酮共沸物具有很好的效果。     

离子液体萃取精馏叔丁醇-水二元共沸体系流程模拟

采用Aspen Plus流程模拟软件对叔丁醇-水体系的萃取精馏过程进行流程模拟,采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][AC])和传统溶剂乙二醇分别作为萃取剂,并对二者分别作为萃取剂的流程进行对比.通过灵敏度分析工具(Sensitivity)考查了溶剂比、理论塔板数、回流比、原料进料位置和溶剂进料位置对分离效果的影响.结果显示,采用[EMIM][AC]萃取分离叔丁醇-水二元共沸体系的最佳工艺优化条件为:全塔理论塔板数为25,回流比为0.9,溶剂比为0.7,原料和萃取剂进料位置分别为第15块理论板和第2块理论板,塔顶关键轻组分叔丁醇质量分数为0.999,收率为99.9％,同时,[EMIM][AC]的回收率达到100％.与乙二醇相比,[EMIM][AC]作为萃取剂的萃取精馏塔塔顶和塔底能耗分别减少了32.72％和45.19％.     

C5馏分萃取精馏模拟研究

以异戊二烯为目标产物,采用Aspen plus模拟软件对C5的萃取精馏过程进行模拟与优化。以乙腈为萃取剂,重点研究了萃取塔进料位置、理论板数、回流比以及剂料比对产品收率及纯度的影响。优化二次萃取工艺为一次萃取工艺,得到聚合级异戊二烯。萃取塔的适宜操作条件为：压力200 kPa,理论塔板数60块,进料位置为第25块塔板,回流比4,剂料质量比5.0。该操作条件下,异戊二烯收率及纯度分别为99.48%、99.70%。     

异丙醇-异丙醚-水三元物系分离的模拟与研究

提出了非均相层析-萃取精馏分离工艺,并基于Aspen Plus对该分离过程进行模拟研究,以得到质量分数为98.3%的异丙醚和99%的异丙醇,水相异丙醚的质量分数小于2×10-5,异丙醇的质量分数小于1×10-4为目标,确定了粗馏塔、醚精制塔、异丙醇精制塔、乙二醇回收塔最佳工艺参数。粗馏塔的理论塔板数为26,进料板位置为第13块理论板,摩尔回流比为0.14。醚精制塔的理论塔板数为23,进料板位置分别为第3和15块理论板,摩尔回流比为0.92。异丙醇精制塔的理论塔板数为25,进料板位置为第3和第18块理论板,摩尔回流比为2.85。乙二醇回收塔的理论塔板数为40,进料板位置为第15块理论板,摩尔回流比为0.08。总体工艺具有流程简单、产品纯度高、易于操作的特点。     

己二酸二甲酯催化加氢产物精馏模拟计算

以己二酸二甲酯催化加氢产物为分离对象,设计了3塔连续精馏工艺,并利用Aspen Plus软件对精馏过程进行了模拟计算。采用DSTWU模块进行简捷计算、RADFRAC模块进行严格计算,对回流比、理论塔板数、进料位置进行了优化。结果显示,塔B1、塔B2、塔B3的理论塔板数分别为17、28、11;回流比分别为0.47、0.94、1.73;最佳进料位置分别在10、18、7块塔板。产品中甲醇、正丁醇、2-甲基环戊醇和1,6-己二醇的质量分数分别为99.9%、99.5%、95.0%、99.5%。     

[Emim]AC萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇工艺模拟

以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]AC)为萃取剂,萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇共沸体系。采用Aspen Plus流程模拟软件,对萃取精馏工艺进行了模拟和优化。考察了溶剂比、全塔理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置和回流比等工艺参数对分离效果的影响。萃取精馏塔的最佳工艺参数为:全塔理论板数30,原料和萃取剂进料位置分别为第23块和第2块理论板,回流比为1.0,溶剂比为0.7。闪蒸罐操作温度和压力分别为85℃和20 kPa。在最优工艺条件下,产品乙酸甲酯的质量分数达到99.95%,甲醇的质量分数达到99.54%,均满足分离要求。说明采用离子液体[Emim]AC作为萃取剂分离乙酸甲酯和甲醇共沸物具有工业应用前景。     

隔壁萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇的计算机模拟与节能增效

利用化工模拟软件对隔壁萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇共沸物进行优化。采用全局经济优化法,模拟优化后隔壁萃取精馏塔的设计参数为:主塔塔板数51块,萃取剂进料位置为第2块,进料流率30 150 kg/h,萃取剂流率17 810 kg/h,混合物进料位置为第18块,回流比0. 22;侧线精馏塔塔板数30,侧线气相采出位置为第43块,采出量16 325 kg/h,回流比1. 0。与普通连续萃取精馏比较,每年节省总能耗46. 8%,节省总费用1 179. 7万元。     

萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物

通过气液平衡实验和Aspen Plus模拟软件对萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸体系的可行性进行了研究。实验和模拟结果表明:乙二醇作为溶剂能有效地改变体系的相对挥发度,UNIFAC模型能够对萃取精馏混合物系相平衡行为进行较准确的描述;通过改变原料进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料位置等操作参数对该体系的分离进行了模拟,得到了可行的分离条件:理论塔板数为30,原料进料位置为第20块塔板,溶剂进料位置为第3块塔板,溶剂比为1.5,回流比为2。实验值与模拟值吻合良好,说明了模拟的可靠性。     

丙酸甲酯和甲醇共沸物萃取精馏分离工艺的研究

采用萃取精馏工艺对甲醇和丙酸甲酯二元共沸物进行分离,筛选出以苯酚为萃取剂,借助Aspen Plus软件对该过程进行模拟研究,通过单因素优化详细考察了两塔的理论板数、进料位置、回流比以及溶剂比等工艺参数对塔顶产品质量分数和再沸器能耗的影响,确定了较优的工艺参数:萃取精馏塔理论板数32块,待分离原料进料位置第16块,萃取剂进料位置第6块,回流比为1.4,溶剂比为1.3,塔顶甲醇产品质量分数为99.9%;溶剂回收塔理论塔板数24,进料位置第6块,回流比为1.3,塔顶丙酸甲酯产品质量分数为99.9%。在上述模拟优化基础上,进一步通过实验验证了萃取精馏工艺的可行性。最后对某公司5 600 t/a的丙酸甲酯和甲醇混合液进行工程设计,为该二元共沸物的分离提供依据。     

发酵液中β-苯乙醇精制过程模拟研究

利用Aspen plus软件,对β-苯乙醇-乙醇-水体系的分离过程开展模拟研究,以1000 kg/h的处理量为例,对精馏分离的影响因素,如回流比、压力等进行分析探讨,获得β-苯乙醇精制工艺适宜的工艺条件为:粗蒸塔理论板数为18,适宜进料位置为第5块理论板,回流比为0. 8;萃取塔理论板数为15,萃取剂进料量为380 kg/h;精蒸塔理论板数为20,适宜进料位置为第6块理论板,回流比为0. 6;在此条件下β-苯乙醇分离精制的能耗为14吨蒸汽/吨β-苯乙醇。     

精馏回收制药废液中四氢呋喃和甲醇工艺的模拟与实验

以ChemCAD软件对含有四氢呋喃、甲醇和水的制药废液的萃取精馏分离进行了模拟。以ChemCAD软件确定乙二醇为萃取剂,采用三塔流程分离该混合物。首先模拟以具有24块理论板的精馏塔进行萃取精馏从混合物中分离出四氢呋喃,废液在第17块板以饱和液体进料,萃取剂在第2块板以饱和液体进料,溶剂比采用1.65,回流比为1.5,四氢呋喃回收率可达99.5%。萃取剂乙二醇回收所需塔板数为5块,甲醇回收所需塔板数为18块。通过实验验证了萃取精馏模拟结果的可靠性。