采用分离集成技术从碳十芳烃中提取均四甲苯

采用萃取精馏和连续多级结晶相结合的分离集成技术从C_(10)芳烃中提取均四甲苯。选择甘油为萃取剂,考察实际塔板数、回流比、萃取剂与原料液的体积比(溶剂比)、进料量、结晶温度、结晶时间、抽滤时间等因素对分离均四甲苯的影响。萃取精馏条件:实际塔板数为106块、原料进料位置为第75块塔板、萃取剂进料位置为第5块塔板、溶剂比为1.0、回流比为4、原料进料量为2 mL/min,在此条件下,萃取塔顶馏分中均四甲苯的质量分数为42.7%,收率达到98.4%。连续多级结晶条件:结晶温度-6℃、结晶时间5 h、抽滤时间20 min,在此条件下,可将均四甲苯质量分数从42.7%提纯到99.18%,收率为90.95%。     

叔丁醇-乙醇-水混合溶液萃取分离工艺流程模拟与优化

以乙二醇为萃取剂,利用Aspen Plus软件中的Rad Frac模块和NRTL物性方法对叔丁醇-乙醇-水混合溶液的常规萃取和隔壁塔萃取分离工艺流程进行了模拟与优化,分别考察了各塔回流比、塔板数、原料进料位置、萃取剂用量及进料位置、侧线采出位置等因素对分离效果的影响。结果表明:隔壁塔萃取分离模拟工艺最佳优化条件中萃取塔T 1～T 4的理论塔板数依次为26,26,41,15块,进料塔板依次为第7,15,40,16块,回流比依次为2.5,1.3,2.7,2.0,T 2和T 3萃取剂进料位置均为第5块;2种工艺分离出的叔丁醇、乙醇、水的质量分数均超过95.00%,且隔壁塔萃取分离工艺比常规萃取分离工艺节能约65.03%。     

MEK-NFM萃取精馏分离C_4烷烃和烯烃流程模拟

针对甲乙酮生产装置的丁烯提浓工艺过程,提出了采用质量比为1的甲乙酮(MEK)-N-甲酰吗啉(NFM)混合溶剂萃取精馏分离C4馏分中烷烃和烯烃的方法。采用Aspen Plus流程模拟软件建立了平衡级数学模型,并考察了萃取精馏塔和汽提塔(溶剂回收塔)理论塔板数、进料位置、回流比、溶剂比等参数对分离性能的影响。模拟结果表明,萃取精馏塔最佳工艺条件为理论塔板数90块、原料和萃取剂进料位置分别在第43和第6块理论塔板、萃取剂与原料质量比(溶剂比)13、回流比1.5;汽提塔最佳工艺条件为理论塔板数35块、进料位置在第10~20块理论塔板、回流比3.0,所得丁烷产品中正丁烷和丁烯产品中总丁烯质量分数分别在97%和98%以上,总丁烯产率大于98%。     

催化裂化汽油萃取蒸馏脱硫的研究

以140℃为切割点,对催化裂化汽油进行切割。切割后轻组分和重组分的硫含量分别为234μg/g,903μg/g。以二甲基甲酰胺为萃取剂,轻组分为原料,通过单因素实验优化了萃取蒸馏脱硫工艺条件。结果表明,最佳工艺条件为:总塔板数17块,萃取剂进料位置第六块塔板,汽油进料位置第十一块塔板,回流比1,萃取剂/原料油(质量比)1,塔顶温度控制在60℃左右。在此条件下,精制油硫含量为48μg/g,收率为60.8%,硫含量满足欧Ⅳ汽油排放标准。     

萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的模拟

采用化工流程模拟软件Aspen Plus,以NRTL模型计算气液平衡,对萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的过程进行模拟。选择1,2-丙二醇为萃取剂,考察了萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、萃取精馏塔理论塔板数、粗环氧丙烷进料位置、萃取剂进料位置、萃取剂进料温度和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,在满足环氧丙烷产品纯度为99.99%(w)的条件下,优化的工艺条件为:溶剂比0.45,萃取精馏塔理论塔板数30块,粗环氧丙烷进料位置第20块塔板,萃取剂进料位置第5块塔板,萃取剂进料温度45℃,回流比0.14。在此工艺条件下,环氧丙烷回收率为99.99%,单位产品热负荷为0.936 GJ/t。     

萃取精馏分离二氯甲烷-丙酮的工艺模拟

以水为萃取剂对二氯甲烷-丙酮混合物进行了萃取精馏过程模拟,体系的气-液平衡和液-液平衡分别采用Wilson模型和NRTL模型预测。分析了总理论板数,回流比,萃取剂进料速率、塔板数、温度和原料进料塔板数、温度等操作参数对精馏过程的影响。并取得了最佳工艺参数为:萃取塔采用36块理论板,回流比为3,原料在第16块板进料,萃取剂用量1 500kg/h,第7块板进料时塔顶得到二氯甲烷-水的共沸物,分层得99.9%的二氯甲烷,塔釜得到丙酮-水的混合物进入丙酮塔;丙酮塔为简单精馏塔,采用35块理论板,回流比为4,第25块板进料,塔顶可得99.7%的丙酮,塔釜得到几乎纯净的水,经冷却后可用作萃取塔的萃取水,循环套用。     

萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇的分析与优化

以萃取精馏法分离乙酸乙酯(EA)和乙醇共沸物系,通过汽液平衡和剩余曲线分析以及实验验证,选取了二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂;采用Aspen Plus软件分别对间歇精馏过程和连续精馏过程进行流程模拟,针对连续精馏过程,分析萃取剂进料量、塔板数、回流比、进料位置等参数对产品纯度及再沸器热负荷的影响。实验结果表明,通过对连续精馏过程的模拟找到最佳的操作条件为:原料组成为30%(w)乙醇、70%(w)EA,进料量为1 000 kg/h,DMSO进料量为1 600 kg/h,萃取精馏塔塔板数为30,质量回流比为0.9,原料进料位置为第21块板,萃取剂进料位置为第5块板,溶剂回收塔塔板数为10,质量回流比为0.6,进料位置为第5块板。在该条件下,产品中EA含量为99.93%(w)、乙醇含量为99.82%(w),且萃取剂DMSO可循环使用。     

萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯过程的模拟

选用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂,采用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,利用化工流程模拟软件,对萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯的过程进行模拟。考察了溶剂和原料的进料位置、萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、回流比和理论塔板数对苯乙烯回收率和萃取精馏塔塔釜热负荷的影响,并通过正交实验设计得到较优的精馏操作参数。在满足产品中苯乙烯含量为99%(w)的条件下,正交优化的结果为:溶剂进料位置第6块塔板、原料进料位置第72块塔板、溶剂比9、回流比8、理论塔板数140。在该条件下,苯乙烯回收率为95.46%,热负荷为4.611 7 GJ/h,综合评价最好。     

正己烷-甲基环戊烷-N-甲基吡咯烷酮三组分物系汽液平衡的测定及萃取精馏的模拟

采用改进的Othmer汽相单循环平衡釜,在常压下测定了正己烷-甲基环戊烷-N-甲基吡咯烷酮(NMP)三组分物系的汽液平衡数据。采用NRTL方程对实验数据进行关联,回归得到了NRTL方程的模型参数,汽相摩尔分数的实验值和计算值平均绝对相用对偏差为1.96%。萃取精馏正己烷-甲基环戊烷适宜的萃取剂与原料的质量比(溶剂比)为8。模拟结果表明,采用NMP为萃取剂、萃取精馏正已烷-甲基环戊烷适宜的条件为:溶剂比8、理论板数45、原料进料位置第26块塔板、萃取剂进料位置第7块塔板、回流比为2。在此条件下,塔顶馏分中正己烷的质量分数可达99.10%。     

萃取精馏法精制1,2-环氧丁烷的研究

1-丁烯催化环氧法生产的1,2-环氧丁烷(BO)粗溶液中含有水、甲醇、丙醛、丙酮等杂质,这些杂质与BO的相对挥发度接近于1,用普通精馏难以得到高纯度的BO产品。用萃取精馏法,以3-甲基辛烷为萃取剂,应用流程模拟软件Aspen Plus数据库中NRTL模型对BO的萃取精馏过程进行了全流程模拟计算,确定了较优化的工艺参数:BO粗溶液进料量为1 000 kg/h,溶剂比(萃取剂与BO粗溶液的质量比)为4,萃取塔理论塔板数为40块,粗BO原料进料位置为第21块塔板,萃取剂进料温度为42℃,塔顶有机相回流量为89 kg/h,塔顶水加入量为62 kg/h;产品塔理论塔板数为16块,进料位置为第12块塔板,回流比为0.9。在上述工艺条件下,BO的产品纯度达到99.79%(w),水含量低于200×10-6(w),醛含量低于50×10-6(w),可用作聚合单体。     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

分隔壁塔萃取精馏分离环己烷-苯共沸物的模拟优化

以糠醛为萃取剂,采用模拟软件Aspen Plus对环己烷-苯共沸物体系的分隔壁塔萃取精馏工艺进行了模拟优化。利用单变量灵敏度分析考察了分隔壁萃取精馏塔的塔板数、回流比、溶剂比、萃取剂和原料的进料位置等因素对产品纯度及再沸器热负荷的影响。确定了最优的工艺条件:分隔壁萃取精馏塔主塔及副塔的理论板数分别为34和10,回流比分别为2和3,主塔溶剂比为2.4,原料和萃取剂的进料位置分别为第22块板和第7块板,气相分配比为0.2,侧线抽出板的位置为主塔的第31块板。与传统的萃取精馏相比,分隔壁塔萃取精馏工艺可降低能耗13.5%。     

加盐萃取精馏制取无水乙醇过程的模拟

利用PROⅡ流程模拟软件,在101.3kPa下,对以乙二醇-醋酸钾为复合萃取剂(醋酸钾的质量浓度为0.2g/mL)的质量分数95%的乙醇水溶液加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程进行模拟计算,并进行了实验验证。考察了萃取剂进料位置、原料进料位置、溶剂比(萃取剂与进料的质量比)、回流比等对塔顶乙醇含量的影响。模拟结果表明,随回流比、溶剂比的增大,塔顶乙醇含量增加;随萃取剂进料位置降低或原料进料位置的升高,塔顶乙醇的含量降低;萃取段所需理论板数不少于9块。最佳的回流比为1.0、溶剂比为1.0,在此条件下,塔顶乙醇的质量分数可达99.9%。模拟值与实验值吻合良好。     

乙腈-水萃取精馏及热集成改进工艺多目标优化

通过三元相图分析乙腈-水-乙二醇萃取精馏体系热力学性质,利用灵敏度分析确定工艺决策变量优化范围。针对总费用的设备费用、操作费用2个冲突目标,以产品和溶剂纯度为约束条件,建立常规和热集成萃取精馏工艺多目标优化模型,利用Actxserver接口建立Matlab和Aspen Plus联合模拟优化平台,通过调用NSGA-Ⅱ算法求解多目标优化问题。结果表明：对于常规萃取精馏优化过程,种群数为30,初始解经过300代演化,已经达到最优Pareto前沿解,其设备费用受萃取精馏塔塔板数显著影响,操作费用与萃取剂循环量、萃取精馏塔塔回流比相关。采用相同算法参数的热集成工艺优化显示：增设预热器(HX)和控制冷凝器出口温度,改变了原料和萃取剂进料热状态,减少了进料板位置有效能损失,用较少萃取精馏塔塔板数和再沸器负荷即可满足生产要求,3组代表性优化方案的设备费用、操作费用平均降幅分别达到4.15%和7.91%。     

基于中间再沸器的萃取精馏精制含水乙腈的过程研究

采用Aspen Plus软件对以乙二醇为萃取剂的萃取精馏工艺精制含水乙腈的过程进行了模拟优化。以全流程的年度总费用(TAC)最小为目标,对各项设计变量如全塔塔板数、进料位置和回流比等进行了优化,得到最佳工艺参数。以降低能耗费用为目的,在萃取剂再生塔提馏段增设中间再沸器,采用费用较低的中压蒸汽作为加热介质,考察了中间再沸器的位置以及抽出量对TAC的影响。结果表明:中间再沸器设置在第9~10块塔板之间时,全流程的TAC最小,当处理规模为100kmol/h时,相比无中间再沸器的普通萃取精馏的TAC节约7.61×10~4$/a。     

N,N-二甲基乙酰胺萃取精馏分离苯乙烯的工艺研究

利用流程模拟与小试试验相结合的方法进行了以N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）为溶剂的裂解C8馏分萃取精馏分离苯乙烯工艺研究。采用流程模拟考察了溶剂比、回流比、溶剂进料板位置和溶剂进料温度对苯乙烯产品纯度和收率的影响规律,结果表明：以DMAC为溶剂,在进料位置为第11～13块塔板、溶剂比为3.8～4.2、回流比为3.1～3.3、溶剂进料温度为45～50 ℃的条件下萃取精馏所得苯乙烯产品的纯度可达99.8%以上,苯乙烯回收率达98.5%以上。小试试验的各项数据与流程模拟结果吻合,证明流程模拟系统可靠、结果可信。与以环丁砜（SUL）为溶剂的萃取精馏工艺相比,该工艺塔釜操作温度更低,只有113 ℃,有利于减少苯乙烯聚合反应的发生,从而利于装置长周期稳定运行。     

加盐NMP法萃取精馏分离裂解碳五馏分

利用Aspen Plus流程模拟软件,以含NaSCN的N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对加盐NMP法萃取精馏分离裂解碳五馏分(C5)的过程进行模拟计算。考察了萃取剂中盐含量、萃取剂进塔温度、回流比及萃取剂与C5进料的质量比(溶剂比)等因素对分离效果的影响。模拟结果表明,当萃取剂中NaSCN质量分数为2.17%、萃取剂进塔温度为40℃时,第一萃取精馏塔需要的理论塔板数由未加盐时的80块减少到60块,溶剂比由3.45降到1.77;当第二萃取精馏塔在回流比为2,需要的理论板数由未加盐时的120块减少到92块,溶剂比由7.90降到7.76;采用加盐NMP法萃取精馏分离C5,异戊二烯、双环戊二烯和间戊二烯的纯度分别为99.90%,98.90%,90.30%,收率分别为98.86%,94.99%,98.93%,比传统的二甲基甲酰胺法和NMP法均有所提高。