双效精馏结构的运行成本核算与比较

应用商业模拟软件Aspen Plus模拟计算甲醇/水溶液分离体系的单塔精馏和三种双效精馏,并以全年运行总成本费用最低为目标函数,对模拟结果核算成本.从节能和成本两方面考虑,双效精馏比单塔精馏具有明显的优势.对所研究的甲醇/水分离体系,双效顺流精馏是最佳的精馏结构,全年总成本比单塔精馏约节约29.9%.     

低浓度DMF废水的热集成回收新工艺

针对普通精馏回收低浓度废水中的DMF能耗高问题,本文提出了6种热集成节能方案,尽可能充分利用各物流的潜热和显热,以期达到降低能耗的目的:1)初始三效精馏工艺;2)增加多级进料预热器的三效精馏;3)四效精馏工艺;4)带热泵的三效精馏;5)单塔热泵精馏;6)改进的单塔热泵精馏。并应用Aspen Plus流程模拟软件对6种节能方案进行了模拟计算。结果表明:对于低浓度DMF废水体系,多效精馏和热泵精馏与普通单塔精馏相比,均有显著的节能效果;增加多级进料预热系统,充分利用物流的潜热和显热,能耗明显降低;四效精馏与增加多级进料预热器的三效精馏节能效果相当;热泵精馏比多效精馏更加节能;改进的单塔热泵精馏最节能,节能率达到79%,每小时仅需3.6t的低压蒸汽,就可处理10t的废水,回收0.5t的DMF。六种节能方案比普通精馏节省约37.1%、47.6%、47.2%、67.9%、73.3%、79.0%的能耗。本文的研究结果对老装置的改造和新装置的设计有一定的指导意义。     

平流双效精馏过程的模拟和优化

对平流双效精馏过程进行了详细研究，建立了最优化设计的数学模型并编制了通用计算机最优化设计程序，用实例对所建立的数学模型及优化设计方法进行了考核计算，发现平流双效精馏节能效果显著，具有很高的应用价值。     

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。     

甲醇精馏系统的模拟与优化研究

应用Aspen Plus化工流程模拟软件,对甲醇双塔和三塔双效精馏工艺流程进行模拟与分析。以RadFrac为精馏塔的单元操作模型,且通过对比分析选择了较为合理的热力学物性方法。使用Aspen Plus灵敏度分析工具分别研究了回流比、进料位置、操作压力等工艺参数对甲醇精馏过程的影响,确定了适宜的操作条件以及优化方案。同时利用Aspen Plus自带的经济分析器对两种工艺系统进行经济性评估,为各企业提供最为经济合理性的工艺路线。模拟结果表明:在满足生产标准的条件下,甲醇三塔双效精馏系统相比于双塔精馏系统,具有产能高、产品质量好、能耗低的优点;三塔精馏系统总资本成本比双塔系统高11.32%,总工程消耗成本比双塔系统低48.94%。     

甲醇精馏系统模拟与优化

本文应用过程模拟软件Aspen Plus,采用Wilson和PSRK相结合的物性方法,实现了对某厂甲醇四塔双效精馏系统的模拟.为降低生产成本,本文通过对系统模拟与分析,对生产的工艺流程进行进一步改进,并提出3个优化方案:(1)增加加压精馏塔侧线采出送常压精馏塔作为进料;(2)对常压精馏塔塔底和回收塔塔底部分废水进行循环;(3)采用加压精馏塔与预精馏塔双效精馏.经过模拟计算,改进后的新工艺流程在保证甲醇产品的产量与质量的前提下,共能节省公用工程热量21173 kW,节省公用工程冷量16268 kW,节省工业用水10375 kg/hr,污水处理量减少10 375 kg/hr.本文所选用的单元操作模型及物性方法对于模拟甲醇精馏系统是准确可靠的,因此本文所提出的优化方案能为甲醇工业生产节能、节水以及减少废水排放的改造和新工艺流程的开发提供理论依据.     

液相进汽提塔双效精馏节能研究

以乙醇-水系统为研究物系,通过计算机稳态模拟计算,研究进料组成、进料温度对两种液相进汽提塔双效精馏节能率的影响。研究结果表明:进料中轻组分摩尔分率由0.2增加到0.6时,双效精馏Ⅰ的节能率呈递增变化趋势,而双效精馏Ⅱ的节能率呈递减变化趋势;而进料温度在25℃～79.85℃范围内变化时,双效精馏Ⅰ和双效精馏Ⅱ的节能率均有较小的变化但不论在相同的进料温度下还是在相同的进料组成下,双效精馏Ⅱ的节能效果均优于双效精馏Ⅰ。     

进料组成对双效精馏节能效果的影响

以乙醇-水系统为研究物系,通过计算机稳态模拟计算,考察进料组成对三组不同结构的节能型双效精馏流程节能率的影响。研究结果表明:双效精馏流程A随进料中轻组分含量的增加,节能率均呈快速递增趋势,最高节能率均可达50%左右,2种流程均适合于进料中轻组分含量较高的体系分离。双效精馏流程B在进料组成0.2~0.4范围内,随进料组成的变化节能率变化很小,但在进料组成为0.5~0.6范围内,2种流程的节能率均有较大幅度增长,最高节能率分别达到34.29%和31.22%。双效精馏流程C在进料组成0.2~0.4范围内,2种流程的节能率受组成变化影响甚微,但在相同的进料组成下,双效精馏C-2的节能率高于双效精馏C-1,而在进料组成为0.5~0.6范围内,2种流程的节能率有很大的差别,双效精馏C-1节能率最低下降到6.2%,而双效精馏C-2节能率上升到24.89%。研究结果可为效精馏流程的选择提供理论依据。     

热集成变压精馏分离乙二胺水溶液的模拟

基于乙二胺和水物系共沸组成随压力变化显著的特点,采用变压精馏工艺分离乙二胺和水物系:为了降低变压精馏工艺的能耗,提出了热集成变压精馏新工艺。使用ChemCAD软件,对变压精馏工艺和热集成变压精馏工艺进行了模拟。结果表明:采用变压精馏工艺和热集成变压精馏工艺都能实现乙二胺和水共沸物的高纯度分离,每个产品的纯度都可以达到99%;与变压精馏工艺相比,采用热集成变压精馏工艺,加热公用工程可节能33.91%;冷却公用工程可以节能34.94%。     

三元共沸体系二恶烷-乙醇-水分离方法的研究

二恶烷、乙醇和水三者互溶,相互之间存在二元共沸及三元共沸,且二恶烷和水常压下沸点接近,普通精馏难以分离。本文选取了合适的萃取剂二甲基亚砜(DMSO),采用萃取精馏从塔顶分离出二恶烷和乙醇,利用加压精馏消除共沸,实现二恶烷和乙醇的分离;萃取精馏塔釜物料经萃取剂回收塔减压精馏从塔釜回收二甲基亚砜,循环至萃取精馏塔中,塔顶分离出水。采用流程模拟软件Aspen Plus对上述流程进行了全流程模拟计算,模拟结果表明:采用上述方法可以实现二恶烷、乙醇和水的分离,分离后二恶烷、乙醇和水的摩尔纯度均达到99%;在此基础上,以萃取精馏塔为例,讨论了理论板数、萃取剂进料位置和进料温度、原料进料位置、溶剂比、回流比对分离效果的影响,完成了全流程工艺参数的优化,利用热集成及双效精馏的方式节省能耗15.8%。