分壁式萃取精馏分离环己烷-环己烯的模拟与优化

使用Aspen Plus化工流程模拟软件,以二甲基亚砜为萃取剂,研究了分壁式萃取精馏过程和双塔萃取精馏过程对环己烷-环己烯混合物的分离。结果表明,2种方法均可实现二者的有效分离,其中分壁式萃取精馏过程得到的环己烷和环己烯质量分数分别为99.53%和99.25%。与双塔萃取精馏过程相比,分壁式萃取精馏过程再沸器热负荷降低3.92%,冷凝器热负荷降低15.26%,可以有效节能。     

正交设计优化分壁式萃取精馏分离乙酸异丙酯-异丙醇的模拟研究

利用Aspen Plus模拟软件,以DMSO为萃取剂,采用分壁式萃取精馏对乙酸异丙酯和异丙醇共沸物进行分离模拟研究,采用正交设计对灵敏度分析结果进行进一步优化,得到乙酸异丙酯和异丙醇质量分数分别为99.44%和99.34%,回收萃取剂质量分数99.99%。分壁式萃取精馏过程相比于常规双塔萃取精馏再沸器热负荷降低7.74%,冷凝器热负荷降低22.81%,实现了有效节能。     

分壁式萃取精馏分离甲酸乙酯-乙醇体系模拟及优化

利用Aspen Plus软件,以DMSO为萃取剂,模拟研究了甲酸乙酯-乙醇体系的分壁式萃取精馏过程。以灵敏度分析工具对影响分离效果的参数进行优化分析。经过优化之后,分壁式萃取精馏可以分别得到质量分数为99. 9%的甲酸乙酯、质量分数为99. 4%的乙醇。与传统双塔萃取精馏相比,完成相同的分离任务,分壁式萃取精馏工艺热负荷降低6. 7%,而且减少了设备投资。     

萃取精馏分离四氢呋喃-水共沸物的模拟研究

利用化工流程模拟软件Aspen Plus,以DMSO为萃取剂,模拟研究四氢呋喃-水共沸物的分隔壁萃取精馏和单塔侧线采出萃取精馏过程。分隔壁萃取精馏优化后工艺参数为:主塔22块理论板,萃取剂3块理论板处进料,原料17块理论板处进料,回流比0.5,溶剂比0.45;副塔10块理论板,回流比2.4。可得到摩尔分数为99.90%的四氢呋喃和99.19%的水,回收萃取剂的摩尔分数为99.72%。和常规双塔萃取精馏相比,冷凝器热负荷降低18.63%,再沸器热负荷降低15.58%,实现了有效节能。而单塔侧线采出萃取精馏不能实现四氢呋喃和水的有效分离。     

乙醇脱水分壁式萃取精馏工艺研究

利用Aspen Plus过程模拟软件,采用乙二醇作萃取剂,模拟研究了分壁式萃取精馏对摩尔分数为82%乙醇溶液脱水的分离过程。建立了分壁式萃取精馏模型,得到了优化的工艺参数,主塔理论板数为11块,精馏段理论板数为5块,回流比为0.10;副塔原料进料位置为第14块板,萃取剂进料位置为第4块板,隔板在副塔第18块板底端,萃取精馏段回流比为0.419,溶剂比为1.1。比较了分壁式萃取精馏和常规双塔2种流程下的能耗。模拟结果表明,采用分壁式萃取精馏,再沸器能耗降低了15%,节能效果明显。     

基于分壁式精馏塔的甲醇-碳酸二甲酯分离新工艺研究

提出了利用分壁式萃取精馏塔分离甲醇-碳酸二甲酯共沸物的新工艺,分析并建立了分壁式萃取精馏塔的热力学等效模型,利用Aspen Plus对该塔进行模拟和参数优化。主塔理论板数为36块,侧线精馏段理论板数为5块,隔板底端在主塔第27块塔板上,原料进料在第15块板,萃取剂进料在第3块板,回流比为1.2,溶剂比为1.2,在此参数下对分壁式萃取精馏塔进行严格模拟,可得到质量分数99.58%的碳酸二甲酯和99.82%的甲醇,回收萃取剂的质量分数可达到100%。与常规萃取精馏工艺相比,再沸器热负荷降低16.01%,冷凝器热负荷降低13.47%。     

稀盐酸中回收氯化氢的分壁式萃取精馏工艺

提出了从稀盐酸中回收氯化氢的分壁式萃取精馏工艺,建立了工艺流程。采用浓硫酸作为萃取剂,利用Aspen Plus化工模拟软件对工艺流程进行了模拟和参数优化。参数优化结果为理论板数42块,原料进料在第16块板,萃取剂进料在第3块板,回流比取1.5。根据优化的参数进行模拟,与常规萃取精馏工艺进行了对比,结果表明在满足分离要求的前提下,分壁式萃取精馏的工艺流程再沸器负荷降低了14.2%,冷凝器的负荷降低了15.4%,能耗降低的同时还可以节省设备投资和运行费用。     

分壁式萃取精馏塔制取无水正丙醇的实验与模拟研究

采用分壁式萃取精馏塔制取无水正丙醇,以乙二醇为萃取剂,在溶剂比为3、主塔回流比为2.5时,实验测得塔顶正丙醇的质量分数达到96.03%,塔釜乙二醇的质量分数达到99.44%,可作萃取剂直接循环利用。利用Aspen Plus对该工艺进行模拟计算,其结果与实验基本一致。模拟对比该工艺和常规双塔萃取精馏工艺,结果显示分壁式萃取精馏塔节能22.5%,降低了能耗和设备投资。     

分隔壁塔萃取精馏分离乙醇-碳酸二甲酯共沸物的模拟优化

提出了采用分隔壁萃取精馏塔分离乙醇—碳酸二甲酯共沸物的新工艺,利用Aspen Plus软件对该工艺进行了模拟。采用单因素灵敏度分析模块对6个关键工艺条件进行了优化并确定了最佳工艺条件。与常规的双塔及带侧线的单塔萃取精馏工艺相比,再沸器热负荷分别降低42.97%和20.68%,达到了节能降耗、减少设备投资的良好效果。     

萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系模拟与优化

以糠醛作为萃取剂分别使用常规萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和差压热集成萃取精馏对苯和环己烷体系进行分离研究,使用流程模拟软件Aspen Plus V8.4进行模拟分析,对初步设计的三稳态流程,分别进行灵敏度分析,使用多目标遗传算法对过程进行整体优化以获得最优结构参数。结果表明,隔壁塔萃取精馏和差压热集成萃取精馏相对于常规萃取精馏所需再沸器热负荷可分别减小21.5%和15.7%。对三工艺流程进行经济性分析,发现与常规流程相比,隔壁塔萃取精馏的年总费用下降了6.0%,而差压热集成萃取精馏年总费用增加了50.8%,为萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系工业化设计提供了理论依据和设计参考。     

萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈流程模拟与优化

提出了采用萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈的新工艺,并与传统的双塔萃取精馏工艺进行了对比。以乙二醇为萃取剂,采用Aspen Plus中的Rad Frac模型对新工艺进行了严格稳态模拟,并分析了溶剂比、主塔回流比、原料进料位置、分配比和互联位置对乙腈质量分数和全塔热负荷的影响。结果表明,隔壁萃取精馏塔的最佳工艺条件为:溶剂比为0.9,主塔回流比为22,原料进料位置为9~13块,分配比为4∶1,互联位置为21块板。完成相同的分离任务,比传统的双塔萃取精馏工艺节能62%,同时减少了设备的数目和投资。     

间壁塔萃取精馏制取植物油抽提溶剂的研究

针对植物油抽提溶剂萃取精馏系统存在的萃取剂结焦问题展开研究,分析了萃取剂结焦的原因,提出了间壁塔萃取精馏制取植物油抽提溶剂的思路,并应用工艺模拟软件对比了间壁塔萃取精馏工艺和常规精馏工艺。模拟结果表明,间壁塔主塔合适的理论塔板数为30,侧线塔塔板数为10,剂油比为1.1(体积比),侧线采出位置为第27块板。与常规两塔精馏相比,再沸器热负荷降低约10%,冷凝器热负荷降低15%,且设备投资也有所减少。     

DMC-甲醇-水三元混合物的萃取精馏分离工艺

运用Aspen Plus软件回归文献数据校正了碳酸二甲酯（DMC）-水（H₂O）混合物的UNIQUAC热力学模型参数,并以该模型为基础分析了水作为萃取剂萃取精馏分离DMC-甲醇（CH₃OH）-水三元混合物的分离原理,结合混合组分的三角相图和物料组成设计了反向萃取精馏工艺,发现选用水为萃取剂可以利用DMC-水的部分互溶特性,通过三塔精馏即可分离DMC-甲醇-水三元混合物,沸点较高的DMC和少量水由塔顶馏出,而沸点较低的甲醇和大部分水由塔底采出,避免了DMC-甲醇二元共沸物的形成。同时,在相同分离要求下设计了变压精馏工艺,通过对两个精馏工艺参数模拟优化,发现萃取精馏工艺的总冷凝负荷和总加热负荷分别为888.7kW和898.2kW,其总能耗较变压精馏工艺节约了47.2%,萃取精馏工艺的年总费用（TAC）比变压精馏工艺下降了48.8%。     

萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系的控制策略

将常规萃取精馏、差压热耦合萃取精馏以及隔壁塔萃取精馏技术应用于以糠醛为萃取剂的苯和环己烷共沸物分离过程。在稳态模型的基础上,利用Aspen Dynamics软件进行控制研究,对三工艺流程提出了若干控制策略。结果表明,对于常规萃取精馏过程,再沸器热负荷与进料量比值控制结构在降低控制过程超调量方面表现出明显优势;对于差压热耦合萃取精馏过程,带有压力-补偿控温策略的方案控制效果更佳;而对于隔壁塔,则选择了无隔板下方气液分离比控制的结构来作为较优的控制策略。     

变压精馏和萃取精馏分离四氢呋喃-水模拟及节能

基于四氢呋喃/水共沸体系的特性,研究了变压精馏和萃取精馏2种工艺分离四氢呋喃和水的方法,进一步考察了2种工艺的可行性及节能情况。物性计算方法采用NRTL活度系数方程,其二元相互作用参数通过汽液相平衡实验数据回归获得,采用Aspen Plus对上述2种工艺进行模拟及优化,获得了2种工艺较优的工艺参数,并对比能耗。结果表明:采用双塔热集成变压精馏工艺或双塔萃取精馏工艺均可有效地分离四氢呋喃-水二元共沸体系,四氢呋喃产品符合《GB/T 24772—2009工业用四氢呋喃》优等品规格,但热集成变压精馏工艺更为节能,节省循环水11. 0%、节省蒸汽20. 3%,且不引入第三组分,更适合四氢呋喃-水体系的分离,为该共沸体系分离的设计与节能提供依据。     

隔壁塔分离乙醇-正丙醇-正丁醇体系

以乙醇-正丙醇-正丁醇为分离体系,研究回流比、气液分配比等操作参数对隔壁塔分离效果的影响。将常规双塔精馏序列转化为隔壁精馏序列并保证各操作参数的最优值,利用Aspen Plus模拟软件对乙醇-正丙醇-正丁醇三组元的常规精馏序列和隔壁塔精馏序列进行模拟分析,探究隔壁精馏工艺最佳操作区域及节能效果,模拟结果表明,在满足分离要求下,气液分配比存在一个相互关联关系,使隔壁塔精馏序列存在一个再沸器热负荷最小的最佳操作区域。与常规精馏序列相比,完成相同的分离任务,隔壁塔精馏序列再沸器节能6 954.368 k W,冷凝器热负荷减少2 934.291 k W。结果表明,隔壁塔精馏序列不但提高了热力学效率、降低了能耗,并且大幅降低设备投资。     

乙二醇萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃的最优工艺

对乙二醇萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃共沸体系的工艺基于年度总费用最小进行了优化设计。采用设计规定与序贯迭代优化程序考察了双塔萃取精馏工艺与三塔萃取精馏工艺的经济性。结果表明,最优方案与原料组成有关,当四氢呋喃摩尔分数小于37%时,采用三塔萃取精馏工艺最优;当四氢呋喃摩尔分数大于37%时,采用双塔萃取精馏工艺最优。     

热耦萃取精馏分离应用于甲醇-四氢呋喃体系的优化设计分析

甲醇-四氢呋喃属于共沸体系,传统分离工艺采用双塔串联萃取工艺进行分离纯化,即引入第三种组分,该工艺能耗、占地面积等相对较高。该研究尝试提出了一种新的工艺方法,即热耦萃取分离工艺(精馏工艺与萃取工艺相耦合);对相关工艺参数进行优化设计分析,得到最佳操作参数;与传统双塔萃取工艺相比,热耦萃取工艺可减少能耗约5%,同时设备投资及占地面积也相应减少。     

四氢呋喃-乙醇变压精馏分离

共沸混合物分离是化工过程中常见的分离难题。变压精馏是根据物系压力改变而使液体混合物共沸点组成发生变化,进而使共沸物系得以分离的一种有效分离方法。在热力学分析基础上,提出了四氢呋喃-乙醇液体混合物变压精馏分离双塔工艺流程。以NRTL-RK为物性计算方法,利用Aspen Plus模拟软件对变压精馏分离工艺过程进行分析及模拟,并对工艺参数进行优化。研究结果表明:在常压塔和0.8 MPa高压塔组成的双塔流程中变压精馏可将四氢呋喃-乙醇最低共沸混合物进行较好的分离。     

制取无水叔丁醇的精馏工艺优化和对比

无水叔丁醇是一种重要的化工原料,然而在工业生产过程中会与水形成最低共沸物,难以通过简单精馏的方式获得。基于此,本文提出双塔萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和反应精馏三种精馏工艺来制取高纯度叔丁醇。在双塔和隔壁塔萃取精馏的优化中,利用Aspen Plus软件模拟该分离过程,以年度总费用（TAC）为目标进行过程优化,得到最佳操作参数。在反应精馏塔中,采用环氧乙烷多股进料的方式,环氧乙烷可与水反应并打破叔丁醇/水的共沸平衡最终制得无水叔丁醇。鉴于反应精馏塔的复杂性,对于反应精馏塔的操作参数进行详细的灵敏度分析以确定反应精馏塔在叔丁醇除水的可行性和潜力。模拟结果表明,与双塔萃取精馏相比,隔壁塔萃取精馏虽然能降低能耗但是也会增加6.51%的TAC,因此隔壁塔萃取精馏并不具有经济性;而反应精馏塔则能降低47.69%的能耗和35.36%的TAC,显现出巨大的应用潜力。