萃取精馏分离叔丁醇-异丙醇-水共沸体系的研究与优化

用传统的蒸馏方法不能分离共沸体系,而采用萃取精馏分离共沸体系可以达到很好的效果。本文以乙二醇为萃取剂,采用Aspen Plus化工模拟软件对叔丁醇-异丙醇-水的共沸体系萃取精馏过程进行模拟分析,并利用软件中的灵敏度分析考察了回流比、原料进料位置、萃取剂进料位置、进料比、塔顶出料比这些因素对分离效果的影响。利用正交实验,进一步优化工艺参数。结果表明:在最优工艺条件下,塔顶醇的质量含量达到99.8%。本文提出了萃取精馏实现工业化的条件,为叔丁醇-异丙醇-水共沸体系分离的工业化提供了理论依据。     

丙酮和正己烷共沸体系萃取精馏的模拟优化

利用化工流程模拟软件Aspen Plus以NMP为萃取剂对丙酮和正己烷共沸物系的双塔连续萃取精馏过程进行了模拟计算与优化。确定最优工艺方案为:萃取精馏塔理论板数32,正己烷与丙酮原料进料位置为第25块理论板,萃取剂进料位置为第4块理论板数,溶剂比1.8,回流比1;溶剂回收塔理论板数为7块,回流比为0.6,进料位置为第4块理论板数。萃取精馏塔塔顶产品正己烷含量达到99.84%,萃取剂回收塔塔顶丙酮含量达到99.88%。模拟和优化结果为分离过程的优化操作和设计提供理论依据。     

乙酸乙酯-乙腈萃取精馏的模拟优化

应用化工模拟软件Aspen Plus对乙酸乙酪-乙腈最低共沸物系的连续萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为二甲基亚砜(DMsO)。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程,并利用灵敏度分析考察了萃取精馏塔的全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂对原料的体积比)等因素对分离效果的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为33,原料和萃取剂分别在第26块和第5块理论板进料,回流比为1.5,溶剂比为3。模拟与优化结果为乙酸乙酯.乙腈萃取精馏分离过程的设计和操作提供了依据。     

萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的模拟与优化

利用化工流程模拟软件,选用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,对萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸物的过程进行模拟研究。考察不同溶剂对乙醇一甲苯相对挥发度的影响,筛选出适宜的溶剂为正丙苯。对溶剂和原料的进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料温度对萃取精馏效果的影响进行了模拟分析。在保证产品乙醇、甲苯质量分数均在0.998以上的条件下,萃取精馏塔模拟优化结果为:全塔总理论板数35块,溶剂进料位置第16块塔板、原料进料位置第32块塔板、溶剂比1.2、回流比1.6、溶剂进料温度为常温。模拟结果可用于指导实际过程分析和设计。     

DMF萃取精馏精制高纯度甲缩醛的模拟研究

甲缩醛是一种重要的化工原料,是由甲醇和甲醛反应生成,由于甲缩醛和甲醇存在共沸,普通精馏难以提纯至99%以上,需采用特殊精馏加以分离。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种高沸点的含氮类有机溶剂,通过氢键与甲醇形成络合物降低甲醇的挥发度,提高甲缩醛对甲醇的相对挥发度,从而使甲缩醛和甲醇较易分离。本文利用化工流程模拟软件Aspen Plus采用萃取精馏,以DMF为萃取剂,对甲缩醛生产中的产品精制进行了模拟计算,详细分析了萃取精馏塔理论板数、进料位置、溶剂比和回流比对产品浓度的影响,结果表明,最优工艺方案为:理论板数30,甲缩醛进料位置23,萃取剂进料位置4,溶剂比1.0,回流比1.8,塔顶产品甲缩醛含量达到99.9%,为分离过程的优化操作和设计提供依据。     

带有热量集成的乙醇-水萃取精馏过程模拟

使用Aspen Plus,首先对乙醇-水萃取精馏过程的7种萃取剂的分离效能进行了模拟比较,结果显示:丙三醇DMSO乙二醇DMF糠醛苯甲醛NMP;接着,以丙三醇为萃取剂,设计了最优的萃取精馏工艺流程,并确定了萃取精馏过程中萃取精馏塔(理论板数:16,回流比:2,原料进料位置:12,萃取剂的进料量:230 kmol/hr和进料位置:4)和溶剂回收塔(理论板数:7,进料位置:3和回流比:3)的最佳工艺条件;最后,本文还利用热量集成的方法对系统的废热进行了回收利用,不但节约能耗3262.72 kW,还顺产1 MPa低压蒸汽127 kmol/hr。本研究为乙醇.水萃取精馏分离工艺的工业化提供了理论依据和设计参数。     

采用变压精馏回收共沸剂的正丙醇-水共沸精馏模拟研究

本文研究了一种分离正丙醇-水的新型共沸精馏工艺,通过变压精馏的方法对夹带剂乙酸乙酯进行回收。本研究采用Aspen—Plus软件中的RADFRAC精馏模块,以NRTL活度系数方程和Hayden-O'connell逸度方程为热力学模型对本工艺流程进行模拟,讨论了塔板数、进料位置、进料量、回流比和进料温度等参数对产物精馏和共沸剂回收的分离效果的影响,优化得出最佳工艺参数。结果表明,当精馏塔的塔板数为40块,进料位置为34板,回流比为8,夹带剂与进料比为0.9:常压回收塔的塔板数为20块,进料位置为4板,回流比为0.1,减压回收塔和常压回收塔的压力分别设定为0.2 aim和1 atm时,产物正丙醇的纯度为99.22 mol%,回收的共沸剂纯度达到99.87 mo1%,本文对正丙醇的工业生产具有一定指导意义。     

三塔萃取分离叔丁醇-异丙醇-水混合液的模拟及优化研究

叔丁醇、异丙醇和水易形成二元和三元共沸,此共沸体系无法采用常规精馏等方法进行分离。本文分别以乙二醇、环丁砜和乙二醇为萃取剂,NRTL为平衡模型,采用Aspen Plus软件对叔丁醇-异丙醇-水分离的三塔萃取精馏过程进行模拟。分别考察了三塔的塔顶出料量、回流比、溶剂比、塔板数及原料进料位置等因素对分离效果的影响。并设计正交实验方案,对分离过程进行进一步优化,确定过程条件对叔丁醇和异丙醇的纯度及收率的影响,为叔丁醇-异丙醇-水体系分离提供基础数据。结果表明,在优化条件下,可得到纯度和收率为99.87%和94.29%的叔丁醇、纯度和收率为98.69%和89.38%的异丙醇。     

萃取精馏法分离甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯共沸物的研究

由于甲醇/乙酸乙酯和甲醇/乙酸甲酯体系均存在共沸现象,因此对于甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯三元混合物,采用普通的精馏方法很难将甲醇有效分离。本文采用萃取精馏的方法,首先分别比较了不同萃取剂对甲醇/乙酸乙酯和甲醇/乙酸甲酯体系相对挥发度的影响,并选择较为合适的萃取剂。接着利用流程模拟软件Aspen Plus对萃取精馏过程进行了全流程模拟,并对溶剂比、萃取塔理论塔板数、原料与萃取剂进料位置、萃取剂进料温度等因素对分离效果的影响进行了考察,得出了如下较优的工艺参数:萃取塔理论板数为80块,萃取塔原料进料位置为第19块板,萃取塔萃取剂进料位置为第3块板,萃取塔萃取剂进料温度为40℃,溶剂比为3.0;回收塔理论板数为5块,进料位置为第3块板。通过萃取精馏分离工艺,得到的甲醇产品纯度达到0.999以上,其中的羰基化合物质量含量小于20×10~6,符合国标GB338-2011中优等品的标准。     

萃取精馏法从加氢裂解C9芳烃中脱除茚满的模拟与优化（英文）

选择丙三醇为萃取剂,采用ASPEN PLUS化工流程模拟软件对萃取精馏法从加氢裂解C9芳烃中脱除茚满的过程进行模拟计算。考察了理论塔板数、进料位置、萃取剂进料位置、溶剂比及回流比等操作参数对萃取精馏分离效果的影响,并通过正交试验对各操作参数进一步优化。结果表明:当理论塔板数为45、进料位置在第24-26块塔板、萃取剂进料位置为第5块塔板、溶剂比为2.0、回流比为1时,萃取精馏塔顶馏出液中茚满的含量可控制在1%以下。     

二乙氧基甲烷-乙醇-水体系萃取精馏溶剂的筛选

由于二乙氧基甲烷-乙醇-水体系形成共沸物且共沸点接近,不能用普通精馏的方法分离,本文提出采用萃取精馏分离法。从二乙氧基甲烷、乙醇、水与溶剂分子之间存在的诱导力、静电力、色散力及氢键出发,分析和对比十二类溶剂,提出选用多元醇、水、胺类、酮作为萃取精馏溶剂;通过汽液平衡釜测定有所选溶剂存在时,各组分问的相对挥发度,确定乙二醇为分离二乙氧基甲烷一乙醇的良好溶剂;而乙二醇加盐作为复合溶剂,可提高二乙氧基甲烷-乙醇的分离效果。     

一种新型节能回收N,N-二甲基甲酰胺的过程研究

提出了从废水中回收N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的萃取-精馏法节能新工艺,利用Aspen Plus软件对该回收过程进行了模拟计算,详细分析了各个因素对分离效果的影响,并进行能耗比较。结果表明,采用萃取-精馏分离工艺,以氯仿为萃取剂能够很好地实现DMF与水的分离,较佳的操作条件为:萃取塔理论塔板数22,溶剂比2.84,精馏塔理论塔板数18,进料位置7,回流比0.08,精馏塔塔釜DMF含量可达99.98%。与单塔精馏法、双塔精馏法、传统三塔精馏法和节能型三塔精馏法相比,节约能耗分别为78.6%、56.4%、28.8%年和30.1%,节能效果显著,为回收废水中DMF提供理论和设计依据。     

共沸精馏分离烯丙醇-水的工艺模拟及优化

研究了一种以苯为共沸剂的烯丙醇-水的共沸精馏工艺,运用专业软件Aspen Plus7.2版的Rad Frac精馏模块,选择NRTL热力学模型对该体系进行了工艺模拟及计算。考察了理论板数、进料位置、回流进料比等参数对分离效果的影响,并进行了参数优化。结果表明:理论板数为20块,进料位置为10块,回流进料比为3.5,塔釜烯丙醇的纯度能达到99.88%,回收率能达到99.9%,验证了工艺的可行性,并对某企业1万吨/年烯丙醇脱水工艺进行了优化设计。     

萃取精馏法分离正丁醇-异丁醇的模拟和实验研究（英文）

采用连续侧线出料精馏法对原料进行预处理,切取正丁醇-异丁醇富集液。采用色谱法在汽液平衡釜上探索正丁醇-异丁醇在溶剂中的分配效果,选择甘油为最适合的萃取溶剂。运用Aspen Plus模拟软件对正丁醇-异丁醇萃取精馏塔进行过程模拟,考察了蒸馏流率、理论塔板数、原料和溶剂的进料位置、回流比、溶剂比对正丁醇异-丁醇混合物分离效果的影响。通过正交化设计优化和验证实验,得到最佳萃取精馏塔的操作条件,即蒸馏流率D9=17 kg/br,理论塔板数N=49,原料进料位置NF--29,溶剂进料位置NS=8,回流比R=6,溶剂比S:F=11:1。研究结果表明在最佳操作条件下,塔顶异丁醇纯度可以提高到99.80%,得率为89.38%,塔底正丁醇纯度可达到97.53%,得率为99.96%,验证实验结果与模拟结果相对误差小于1%。研究结果为进一步实验研究提供基础参数。     

精对苯二甲酸装置溶剂脱水塔水相回流对分离效果影响的研究

在醋酸脱水共沸精馏系统中,水相回流不仅能调节物料平衡,而且能控制塔顶出料中的醋酸浓度.在醋酸脱水系统设计和控制的研究中,水相回流往往给定一个固定的流量,很少被用作控制变量,水相回流与精馏塔的进料变化及出料组成的关系未见报道.本文利用Aspen Plus流程模拟软件模拟计算精对苯二甲酸(PTA)装置溶剂脱水共沸精馏系统.利用三元相图分析醋酸-水-醋酸正丁酯(HAC-H2O-NBA)体系中,进料组成变化与水相同流和酯相回流之间的关系.在稳态模型的基础上模拟分析进料中水含量和杂质对二甲苯(Px)对水相回流的影响,结果与相图分析一致.研究结果表明:对于某一特定的出料要求,当进料水含量高于69%时,水相回流可以降低为零,如果此时进料组成发生变化,只要调节酯相回流即可保证精馏塔的分离要求,而当进料水含量低于69%时,水相回流需要进行调节以保证塔顶采出水中醋酸含量合格:不能让杂质PX在塔内累积过多,以免因水相回流大量增加而使塔的能耗增加.本文的研究很容易扩展到其它具有特定出料要求的醋酸脱水共沸精馏系统中,研究结果将为实际生产过程中精馏塔出料组成和能耗的控制提供参考.     

脱氢法生产乙酸乙酯的流程模拟与优化

运用化工流程模拟软件Aspen Plus,对乙醇脱氢生产乙酸乙酯的工艺流程进行模拟计算分析,建立了10 wt/a乙酸乙酯生产工业过程的详细流程,最终乙酸乙酯产品纯度达99.98%,收率可达98.26%。对精馏工段关键的乙醇塔和粗塔组成的差压精馏体系进行了灵敏度分析,重点考察了进料板位置、回流比、塔顶采出量等工艺参数对精馏塔分离效果和操作能耗的影响,得到优化的参数,即乙醇塔新鲜进料板位置为第12块,循环物料进料位置为第9块,回流比2.10,塔顶采出量为33500 kg/hr:粗塔进料板位置为第9块,回流比为1.43,塔顶采出量为21000 kg/h。本文研究结果为工业上选择合适的设备参数和操作参数提供有力的数据支持。随后对原换热网络进行了进一步优化设计,节省能耗24.56%。     

芳烃联合装置邻二甲苯精馏塔流程模拟与优化

化工流程模拟软件不断发展,越来越多的化工装置开始采用流程模拟来优化装置的操作。基于精馏过程的实际运行数据,建立了能够良好描述装置实际运行工况的模型,实现了对芳烃联合装置邻二甲苯精馏过程的流程模拟。利用Aspen Plus建立装置模型,按照工艺条件及产品分离要求,使用设计规定工具,对采用精馏方式从混合C8～C10物料中分离邻二甲苯(OX)工艺进行研究。模拟结果与实际工业过程数据相符,能够满足工业建模的要求。基于模型,研究了进料塔板位置、回流比和塔顶采出量等变量对装置稳定运行的影响,从进料塔板,塔顶采出量和进料组分等方面提出了优化建议。研究结果表明:精馏塔塔顶采出量为OX产品主要杂质异丙苯(IPB)含量的显著影响因素。据此提出了包括回流比和塔顶采出量参数的优化方案,可以使主要杂质异丙苯的含量下降40%的同时,每年可节省燃料成本。     

乙醇脱水制乙烯工艺流程模拟研究

本文开发了一种乙醇脱水制乙烯工艺。为降低装置能耗,提高乙烯回收率,乙烯精制单元采用由脱重塔和脱轻塔组成的双塔分离工艺,以避免使用高能耗的深冷分离设备。本文运用PRO/II流程模拟软件建立了乙醇脱水制乙烯全流程工艺模型,通过研究乙烯精馏单元精馏塔的理论塔板数、进料位置、回流比等参数对乙烯分离效果的影响,确定了较优的工艺操作条件;通过全流程模拟计算,得到全装置总体物料平衡,乙烯产品纯度达到99.98 wt%,乙烯回收率达到99.5%,乙烯精馏部分单位产品能耗为1.03MJ/t。     

醋酸脱水非均相共沸精馏过程多稳态研究

非均相共沸精馏过程中存在多稳态现象,它给共沸精馏过程的分析和控制带来了用难.本文利用流程模拟软件Aspen Plus对以醋酸正丁酯为共沸剂的醋酸脱水共沸精馏过程进行模拟计算.在稳态模型基础上,选择酯相进料流量为操作变量,塔底出料中醋酸含量为观察变量,对醋酸脱水系统进行灵敏度分析.分析结果表明,系统中存在多稳态区域,不同稳态下系统的行为特征相差较大.对开环系统进行动态脉冲测试表明,系统在酯相进料流量正脉冲作用下会从正常工作的稳态变化到低稳态,而通过控制精馏塔内温度变化区间的位置能够保证系统运行在所需的稳态上.最后,针对非均相共沸精馏过程模拟计算很难收敛到所需稳态的问题,本文分析指出可以通过酯进料流量的调节使模型计算收敛到所需的稳态.本文的多稳态研究方法较容易扩展到其它的非均相共沸精馏体系,研究结果将为实际共沸精馏过程的分析设计提供参考.     

稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟

醋酸是一种重要的化工原料,其水溶液广泛存在于各类工业过程中。由于醋酸与水会缔合使得两者的相对挥发度不大,生产中用于分离醋酸/水的工艺能耗较高,因此研究者和工业界都在寻求更好的分离方法。本文以醋酸正丙酯做挟带剂,应用Aspen Plus流程模拟软件,汽相逸度采用Hayden-O’Connell方程,液相活度系数采用NRTL方程计算,实现了稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟。本文详细讨论了全塔理论板数、进料位置、回流比等因素对脱水塔性能的影响。结果表明,在理论板数50块,回流比3.2,醋酸进30块板,挟带剂与进料比0.15条件下,塔釜得到醋酸浓度高于95%。模拟结果对醋酸脱水工艺的设计和改造具有重要的指导意义。