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。     

C9芳烃萃取精馏所用溶剂的计算机筛选法

基于UNIFAC基团贡献理论,结合计算机分子设计和以有限活度系数法为基础的萃取精馏模拟,提出了新的萃取精馏所用溶剂的筛选方法。应用此法预测了多种溶剂对于C_9芳烃异构体的分离效果。其规律和结果与文献报道较为一致,验证了该方法的可行性与合理性,并获得了一组对C_9物系分离有效的溶剂。     

萃取精馏过程中溶剂的分子设计

提出一种新的分子设计方法,名为分类枚举法。该法中先将基团分成骨架基团和功能基团两类,前者是那些能组成烷烃、芳香烃和环烷烃的基团,后者为其余的基团。然后组合骨架基团,列举出所有烷烃、芳香烃和环烷烃分子,再用功能基团代替它们中相应的骨架基团,从而产生其它分子,而后用基团贡献法,计算每个分子的性质,得到预期的溶剂。由于工业成本限制了溶剂分子内功能基团的种类数,分类枚举法可以避免组合爆炸。另外,本文中还修正了八角规则,以避免不合理的基团组合,提高计算效率。最后,用一个工业实例来说明分类枚举法的实用性。     

复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水的研究

介绍了乙酸乙酯在工业生产中的应用；在前人的研究基础上，采用合适的萃取剂，在萃取塔上考察了不同溶剂比、回流比等因素对产品纯度的影响，并摸索复合萃取分离乙酸乙酯－乙醇－水三元体系的适宜操作条件，在溶剂比为1：1：1，R=4时，能一次得到高浓度（99．5％）的乙酸乙酯，同时得到95％的乙醇溶液，得率高、能耗低，为工业试验提供了基础数据。     

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。     

醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏溶剂设计筛选研究

本文采用改进的遗传算法设计了醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏萃取剂,根据体系特征选取特定基团,采用子基团号直接替代基团的编码方案,设计出的分子以数字形式体现,简化传统遗传算法编码方式,提高算法运行效率。对操作算子中的选择算子,交叉算子进行了改进,避免了遗传算法自身缺陷。为了全面评价采用改进遗传算法设计的醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏萃取剂,本文建立了模糊综合评价的优化筛选方法,从选择性,溶解度,热容,粘度,相对分子量,沸点及毒性等方面对设计出的萃取剂进行综合评判,使评价结果更加可靠。设计结果表明:采用该设计方法设计的萃取剂如水,二甲亚砜,丙三醇和乙二醇等与工业生产上使用的萃取剂具有很好的一致性。且设计出的萃取剂水和丙三醇相对挥发度的预测值与文献报道值相对偏差分别为0.71%和6.35%。醋酸甲酯-甲醇体系萃取剂设计过程主要考虑分离效果方面的性能,在化工生产中还需要考虑萃取剂的可操作性和经济成本,对设计结果中的典型分子,采用模糊综合评价的方法对其进行优劣判断。筛选评价结果显示从醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏分离效果、可操作性和经济性综合考虑,水,二甲亚砜,丙三醇,乙二醇及十一烷是效果较好的萃取剂。设计和筛选结果表明本文研究方法具有较好的可靠性和应用价值。     

萃取精馏的条件及选择萃取剂的研究

采用UNIFAC改进模型和MATLAB计算软件,对萃取精馏过程中萃取剂选择、萃取剂性能和萃取条件的影响进行了研究。通过对甲醇-丙酮、甲醇-乙酸甲酯和苯-环己烷等多个共沸体系在不同萃取剂和不同萃取条件下的相对挥发度的计算比较,确定了体系进行萃取精馏分离时合适的萃取剂分别为DMSO、水和DMF等,讨论了原料组成和溶剂比对相对挥发度的影响。结果表明:溶剂比是重要的影响因素之一,溶剂比越大,被分离体系的相对挥发度越大;原料组成对相对挥发度的影响较弱,随着重组分含量的增加,体系的相对挥发度稍有下降。本文还对文献数据进行了关联和比较,计算结果与文献符合良好,表明所开发的程序具有一定的可靠性和适用性。     

环己烷精馏装置仿真培训系统的开发

化学工业的生产特点及其在安全环保方面的特别要求决定了企业员工培训和学校学生的实习都不允许在真实的生产装置上动手操作,解决这一难题的途径之一是开发具有真实工业场景、工艺过程和操作参数与实际装置高度接近的仿真培训系统。按照工艺和设备具有典型代表性的思路,选择以环己烷氧化制环己酮生产装置中的环己烷精馏为对象开发仿真培训系统,针对三效精馏和组分多的复杂工艺,采用序贯模块法开发了整个系统的仿真模型,将各个独立的模型设计成独立的模块,模块之间通过变量进行连通,模块的连接关系按工艺连接关系搭接,仿真对象的有关数据来源于实际生产装置的运行参数,保证仿真速度的实时性和外部特性的逼真。整个系统包括了环己烷精馏装置生产工艺仿真软件,计算机控制系统(DCS)的实时仿真和仿真操作评价系统,是对环己烷精馏装置的全系统仿真。系统中开发平台的各项功能,提供了一套完整的开放式仿真平台。通过使用证明该系统能够有效模拟环己烷精馏的工艺现象和工艺操作步骤,真实地反映装置的开停车、生产及事故状态的动态效果,同时对工艺装置的安全分析和应急处理训练提供了一个良好的平台,可满足培训操作工和学生的需要,也可用于生产工艺的优化、诊断和控制方案方面的研究。     

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。     

Aspen Plus异丁醇-水萃取精馏过程的模拟计算

借助Aspen Plus,对异丁醇-水体系萃取精馏过程所用的溶剂1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、甘油、乙二醇等进行了模拟计算,确定分离能力大小的顺序为:1,4-丁二醇>甘油>乙二醇>1,2-丙二醇>1,3-丙二醇>1,3-丁二醇。在此基础上,以1,4-丁二醇为萃取剂,对该体系的萃取精馏过程进行了模拟计算,确定了萃取精馏过程的最佳工艺操作条件,并在此条件下获得质量浓度高达99.75%的异丁醇产品。为异丁醇-水萃取精馏分离工艺工业化提供了理论依据和设计参考。     

醋酸/水萃取精馏的模拟

利用PRO／Ⅱ软件对醋酸／水的萃取精馏进行了模拟。采用Hayden-O’Connell方程计算逸度系数,NRTL方程计算活度系数。模拟结果显示,与普通精馏相比,萃取精馏工艺的再沸器热负荷降低了51．8％,生产每吨醋酸耗费蒸汽量由8．9t降至4．6t,说明在同样的分离指标下,萃取精馏法分离醋酸／水要优于普通精馏法。     

加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程模拟

以改进的LIQUAC模型为热力学基础,编写了计算电解质溶液汽液平衡的子程序,并将其链接到化工流程模拟软件PRO/Ⅱ5.10中,进而模拟了加盐萃取精馏制取无水乙醇的工艺流程。模拟结果与工业生产的实际情况基本符合。在此基础上,将此工艺与本文及其它文献中模拟的溶盐精馏、萃取精馏和共沸精馏等各种制取无水乙醇的工艺进行了比较研究。     

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。     

醋酸脱水萃取精馏过程的控制研究

通过Aspen Plus软件首先模拟了醋酸脱水萃取精馏系统。然后在稳态模拟的基础上,为该过程建立了2种控制结构,并采用动态模拟软件Aspen Dynamics考察了在进料流量发生±20%和进料组成中醋酸发生±5wt%干扰时其控制性能。传统萃取精馏控制结构CS₁不能较好地处理-5 wt%HAC进料组成干扰,醋酸产品质量的稳态余差较大,为0.43 wt%。为了减小该稳态余差,在CS₁基础上添加一个温度控制回路,提出一种改进的控制结构CS₂。模拟结果显示,CS₂对于进料流量和组成干扰均能处理得较好,将该进料组成干扰的稳态余差降到0.03 wt%。