双效变压精馏节能技术的应用

以新开发设计的C－1305塔和C－1303塔联塔取代耗能大户DA－303塔,使C－1305塔顶热物为的汽化潜热在C－1303塔的再沸器中得到二次利用,从而形成双效变压精馏节能系统达到节能增效的目的。     

双效精馏分离甲醇和醋酸甲酯工艺模拟

在聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)生产工艺中,醇解反应副产醋酸甲酯,在分离醋酸甲酯时容易形成甲醇和醋酸甲酯共沸体系,不易得到高纯度的醋酸甲酯产品。研究了甲醇和醋酸甲酯形成二元共沸物特性,提出采用双效精馏工艺分离甲醇和醋酸甲酯。利用Aspen Plus软件对分离工艺进行模拟及优化,模拟结果显示较佳的工艺条件:低压塔操作压力35 k Pa(G),塔顶采出量1 500 kg/h,理论板数23,第9块板进料,S6流股第5块板进料,回流比6;高压塔操作压力680 k Pa(G),理论板数19,第7块板进料,回流比3。双效精馏过程中塔底再沸器和塔顶冷凝器节能率分别为27.18%和28.35%。     

逆流双效精馏节能率的模拟研究

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究进料组成和进料温度对三种逆流双效精馏节能效果的影响.研究结果表明,逆流双效精馏B流程的节能效果最好,当进料中轻重组分的含量相当时,节能率高达49.83%.逆流双效精馏C流程的节能效果次之,逆流双效精馏A流程的节能效果最低,这两种流程最好应用在进料中轻组分含量大于重组分含量的条件下.三种逆流双效精馏流程的节能率均随着进料温度的升高而下降,因此逆流双效精馏最好应用在进料温度小于泡点温度的情况下.     

双效精馏流程的节能分析

探讨几种基本的双效精馏装置的流程，并从能源利用的角度研究和分析它们的特点及适用条件。     

乙醇-水体系双效精馏过程模拟

利用ASPEN-PLUS模拟乙醇.水体系分离过程,考察并流型、平流型,逆流型三种双效精馏流程.在相同的设计基础和要求下,从设备投资和节能效果两方面对三种双效精馏流程和单塔流程进行比较.结果显示,并流型双效精馏流程更具优势.     

基于双效精馏回收乙醇的节能效果模拟研究

采用NRTL-RK热力学计算模型,通过稳态模拟优化计算,基于双效精馏流程回收乙醇,考察进料温度对三种不同结构的双效精馏流程节能效果的影响。研究结果表明:双效精馏A节能率在33%以上,较适合低温气体进料;双效精馏B节能率约为16%左右,双效精馏C节能率约为8%左右,且双效精馏B和C较适合高温气体进料。研究结果可为回收乙醇的双效精馏流程的选择和进料温度的确定提供理论依据。     

甲醇单效精馏与双效精馏的能耗分析与对比

结合唐山中润煤化工有限公司的实际工况,以流程模拟软件为基本分析工具,将单效精馏系统与双效精馏系统的能耗进行了计算与对比,计算数据表明,就系统的蒸汽消耗量和冷却水使用量,双效精馏系统比单效精馏系统低一半以上。并对实际工况下双效精馏系统的能量传递进行了分析,解释了实际工况下常压塔顶呈现负压的原因。     

双效精馏分离不同浓度甲醇水溶液的节能分析

不同浓度的甲醇水溶液存在于诸多工业过程中,精馏分离甲醇和水时最主要考虑能耗问题。本文针对甲醇质量分数为10%~90%甲醇水溶液的分离过程,分别采用双塔顺流串联、双塔逆流串联和双塔并联的不同精馏模型,通过设计规定,以回流比和塔顶采出量为操纵变量,分别控制甲醇产品纯度大于99.85%（质量分数）,以及废水甲醇含量小于10^-5;以最小年度总费用（TAC）为优化目标,用灵敏度分析法优化塔板数及进料位置,并对比分析了各流程在最小TAC条件下的（火用）损失。结果表明,当原料甲醇质量分数在30%及以下时,TAC最小的是并联精馏;当原料甲醇浓度在50%及以上时,TAC最小的是逆流串联精馏。在各流程最小TAC情况下,原料甲醇质量分数在10%及以下时,有效能损失最小的是并联精馏;原料甲醇质量分数在30%及以上时,有效能损失最小的是逆流串联精馏。对于甲醇水溶液精馏分离的TAC和（火用）损失分析,可为工业中不同甲醇浓度下,甲醇水溶液的最佳双效精馏方案提供理论参考。     

甲醇双效精馏系统的优化研究

为优化焦炉气制甲醇工艺中甲醇双效精馏系统,利用流程模拟技术对系统进行模拟分析,对比分析模拟数据与实际数据,提出甲醇双效精馏系统的优化措施。结果表明:模拟数据与实际数据基本吻合,模拟状态下每天可产甲醇350.4 t,与实际产量350 t相符,说明Wilson方程可用于甲醇-水体系。甲醇双效精馏系统中所需蒸汽量为9.83 t/h,而实际工况中蒸汽使用量为12.2 t/h,实际工况中的蒸汽使用量仍偏大,应降低蒸汽使用量;加压精馏塔、常压精馏塔最佳回流比分别为1.50和0.94;加压精馏塔中第25块塔板为灵敏板,常压精馏塔中第18、38块塔板作为灵敏板,日常操作中应重点关注以上塔板温度的变化。     

进料组成对双效精馏节能效果的影响

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究了进料组成对平流双效精馏、顺流双效精馏和逆流双效精馏节能效果的影响。结果表明,平流双效精馏和逆流双效精馏的节能率随进料中易挥发组分质量分数的增加而增大,节能率均在40%以上。而顺流双效HGL精馏节能率随进料中易挥发组分质量分数的增加而略有降低,节能率近50%。因此,当进料中轻、重组分质量分数差不多,或轻组分质量分数较多时,选用平流双效精馏和逆流双效精馏节能效果较好,当进料中重组分质量分数较多时,顺流双效精馏节能效果较好。     

进料温度对双效精馏节能效果的影响

以乙醇-水系统为研究物系,通过计算机稳态优化模拟计算,考察进料温度对3种不同结构的双效精馏流程节能率的影响。研究结果表明:在考察的温度范围内,进料温度对每一种流程的节能率均有不同程度的影响,但影响幅度均不是很大。具体的研究结果可为双效精馏流程的选择和进料温度的确定提供理论依据。     

双效精馏精制甲缩醛的过程模拟

甲缩醛法制甲醛过程中,在精馏浓缩甲缩醛时,容易形成甲醇-甲缩醛共沸体系,不易得到高纯度的甲缩醛。通过研究分析可知甲醇-甲缩醛的共沸组成随压力的变化而变化,因此现有的很多工艺均采用变压精馏分离甲缩醛。其缺点是能耗高、效率低,能量的损失较大。为了进一步提高甲缩醛精馏塔的效率,在变压精馏的基础上运用双效精馏的方法来改进甲缩醛分离提纯工艺。模拟结果,甲缩醛精馏塔为:27块理论板,压力为1 000 kPa,双效精馏过程中塔底再沸器和塔顶冷凝器的节能率分别为54.97%和37.79%。     

热集成变压精馏分离水-异丙醇-二异丙胺的工艺模拟

在分析水-异丙醇-二异丙胺体系共沸特性的基础上,提出了热集成变压精馏工艺. 采用UNIQUAC-RK方程计算气液相平衡数据,并利用实验数据在模拟压力范围内(0.004~1.0 MPa)对UNIQUAC方程中的二元交互作用参数进行修正. 利用ASPEN PLUS过程模拟软件中的RADFRAC严格精馏模型,对提出的热集成变压精馏工艺进行过程模拟与参数优化. 得到了热集成变压精馏分离水-异丙醇-二异丙胺体系的最佳工艺参数、塔内气液浓度分布及精馏塔设备参数等,并通过实验对模拟结果进行验证. 结果表明,热集成变压精馏工艺比常规的变压精馏工艺约节能34.3%.     

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。     

酯交换法合成碳酸二甲酯工艺模拟与分析

通过化工流程模拟软件Aspen Plus对酯交换法合成碳酸二甲酯(DMC)流程中的反应精馏塔、萃取精馏塔及萃取剂回收塔的主要操作参数进行了优化分析,得到了精馏的最佳操作条件:原料碳酸乙烯酯和甲醇的进料位置分别为第7块、第26块塔板,回流比约0.58;萃取精馏塔中萃取剂和DMC-甲醇二元共沸混合物的进料位置分别为第5块、第27块塔板,回流比约1.0;萃取剂回收塔只有一股进料,进料位置为第6块塔板,回流比约1.7。     

甲醇双效精馏过程参数优化及有效能分析

利用流程模拟软件Pro Ⅱ对甲醇双效精馏过程进行了参数优化,结果表明,适合的操作压力为800kPa,加压塔塔底与塔顶质量流量适合比为1.66.在优化参数的基础上对过程进行了模拟,并对传统两塔流程及双效梢馏流程进行了热力学分析,结果表明,双效精馏过程热力学效率为15.95%,与传统两塔流程相比,效率提高了7.72%.     

变压精馏乙醇苯混合物分离工艺模拟计算

乙醇苯混合物是一种二元最低共沸液体混合物。研究了变压精馏分离乙醇苯工艺流程,以W ilson活度系数方程作为物性计算方法,使用过程模拟软件Aspen P lus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,提出的工艺方案可为工艺装置设计提供理论参考。     

变压精馏分离1,1,1,3,3-五氟丙烷-氟化氢的工艺模拟

1,1,1,3,3-五氟丙烷-氟化氢混合物是一种二元最低共沸物。在计算机模拟和分析的基础上,研究了变压精馏分离五氟丙烷-氟化氢的工艺流程。选用Aspen P lus软件内置的热力学模型W ILS-HF描述五氟丙烷-氟化氢二元共沸体系的气液平衡。根据实验数据,回归该热力学模型中的交互作用参数,模型的计算结果与实际数据吻合较好。使用Aspen P lus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,模拟结果对工业过程的设计具有一定的指导意义。     

双效变压精馏节能技术的应用

上海氯碱公司原有的一套20万吨／年VCM(氯乙烯单体)装置是1978年从日本三井东压化学株式会社成套引进的，1990年3月开车投产以来产量逐年上升，经济效益日益见好，显示出了规模经济的优越性。但是近年来国外VCM生产技术发展迅速，公司原有的规模和技术相对显得有些落后，为了进一步提高企业效益，推动技术进步，在1996年经上海市经委批准实施上海氯碱公司PVC技改增产10万吨／年的项目，下设13个子项，上海氯碱公司精制单元技术改造就是其中一个重要项目。上海工程化学设计院和中石化北京化工研究院(原化工部北京化工研究院）合作承担了此项任务。