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%。     

甲缩醛的合成、精制及其应用

甲缩醛是天然气和煤化工的重要衍生品,在化工中间体、溶剂以及燃料和燃料添加剂领域有着广泛的应用。工业生产中,甲缩醛主要由甲醇和甲醛反应精馏制得,此外以甲醇和二甲醚为原料选择氧化生产甲缩醛的新工艺也在开发之中。甲缩醛的精制提纯工艺也得到了进一步的研究发展,但是如何开发出一条高效、安全的分离工艺,仍需进一步的研究。     

甲缩醛的研究进展

概述了甲缩醛的基本合成方法,如甲醛和甲醇反应精馏制备甲缩醛、甲醇与多聚甲醛合成甲缩醛、二甲醚氧化法合成甲缩醛、二溴甲烷合成甲缩醛、甲醇一步氧化法合成甲缩醛,对某些合成方法进行了评述、成本分析和评价,并简单介绍了甲缩醛在各方面的应用以及发展前景。     

基于萃取精馏和减压蒸馏的碳酸二甲酯精制研究

分别采用萃取精馏和减压蒸馏分离碳酸二甲酯中的杂质二乙二醇,采用沸点仪测定了碳酸二甲酯+二乙二醇+丙酸丁酯三元体系以及40 kPa下碳酸二甲酯+二乙二醇二元体系的气液平衡数据,绘制T-x-y相图.结果 表明,加入萃取剂丙酸丁酯可提高碳酸二甲酯对二乙二醇的相对挥发度,降低物系的平衡温度,通过萃取精馏可将杂质的含量降低至0,...     

甲缩醛的研究进展

概述了甲缩醛的基本合成方法,如甲醛和甲醇反应精馏制备甲缩醛、甲醇与多聚甲醛合成甲缩醛、二甲醚氧化法合成甲缩醛、二溴甲烷合成甲缩醛、甲醇一步氧化法合成甲缩醛,对某些合成方法进行了评述、成本分析和评价,并简单介绍了甲缩醛在各方面的应用以及发展前景。     

高浓度甲缩醛生产过程换热网络优化

变压精馏工艺虽然是生产高浓度甲缩醛的主要方法，但该工艺存在能耗高的缺点。本文基于变压精馏分离甲缩醛和甲醇共沸物的工艺方法，利用Aspen plus软件对10万t/a高浓度甲缩醛生产过程进行模拟，基于模拟数据和Aspen Energy analyzer软件对该过程换热网络进行分析和优化。结果表明：在最小传热温差为10℃时，常规变压精馏工艺夹点温度为84.03℃(热物流)和74.03℃(冷物流),充分利用甲缩醛加压精馏塔塔顶物流潜热及塔底物流显热的换热网络节能效果显著，优化后的换热网络可节省热公用工程3.732 MW、冷公用工程3.701 MW,热节能率为33.68%。     

聚甲氧基二甲醚的精制及汽液平衡研究进展

重点介绍了聚甲氧基二甲醚的精制现状:加碱除醛及装置反应精馏为目前主要的精致手段。综述了聚甲氧基二甲醚体系汽液平衡的相关研究,指出目前其相应体系汽液平衡数据甚少,数据缺乏尤其是高压体系的汽液平衡数据缺乏为分离工作造成困难。开发完整的集合成、精制与分离一体的工艺流程装置也可作为今后的研究方向。     

反应精馏隔壁塔制甲缩醛过程模拟与分析

甲缩醛(methylal)是一种重要的化工基本原料,广泛应用于化工中间体、溶剂、涂料及燃料添加剂等的生产中。目前,反应精馏技术是用于以甲醇和甲醛为原料制取甲缩醛的主要方法。利用Aspen Plus过程模拟软件模拟了常规的双进料甲缩醛反应精馏工艺流程,同时提出并模拟了反应精馏隔壁塔(RDWC)工艺制备甲缩醛的流程,通过对比来探究RDWC流程的优越性。结果表明,采用RDWC制备甲缩醛可避免中间组分在塔内的返混效应,同时可使年度总费用降低8.09%,显著提高过程的经济性。关键词:甲缩醛;反应精馏;反应精馏隔壁塔;优化设计;过程分析     

合成气一步法制备二甲醚的工艺流程模拟与优化

二甲醚作为燃料的替代品,其生产开发在化学工程领域受到了广泛关注。本文对合成气一步法制备二甲醚过程进行了模拟分析,提出了用水作为吸收剂并采用多效精馏的二甲醚生产新工艺。利用Aspen Plus化工模拟软件对吸收塔进行模拟比较了甲醇和水作为吸收剂的能耗,模拟结果表明,用水吸收较甲醇吸收总热负荷降低23.54％,总冷负荷降低35.97％,更为节能。从节能降耗角度出发,根据不同的分离任务,提出了采用两塔分离甲醇-水及三塔分离甲醇-水的两项工艺改进措施。结果表明,采用两塔分离甲醇-水工艺比原工艺二甲醚产量增加了11.50%,能量消耗无明显变化。进一步采用三塔精馏工艺总冷负荷比原工艺减少45.07％,总热负荷减少19.27%,且二甲醚产量增加11.15％,节能效果显著。     

草甘膦副产氯甲烷脱水新工艺

草甘膦及其原料亚磷酸二甲酯均产生氯甲烷,氯甲烷中含有一定成份的甲醇、甲缩醛、二甲醚,氯化氢,通过水洗和碱洗去除杂质,并用浓硫酸脱水,由于得到的稀硫酸随着环保要求的提高,处理成本增加,为淘汰工艺,采用精馏工艺脱水,氯甲烷中的二甲醚沸点与氯甲烷非常接近,无法通过经济的精馏方式分离,故考虑利用盐酸与二甲醚形成烊盐进行脱除。     

煤制乙二醇装置联产碳酸二甲酯精馏工艺优化

在煤制乙二醇的生产过程中,会副产碳酸二甲酯（DMC）、甲酸甲酯、甲缩醛等,目前煤制乙二醇联产残液大都未进行有效分离和纯化,只能作为低纯度碳酸二甲酯或廉价杂醇处理,这样不仅造成甲醇损耗,而且降低了装置应有的经济性,因此经济合理地回收碳酸二甲酯具有重要的意义。由于甲醇与DMC形成二元共沸物,常规精馏方法无法将二者彻底分离。本文总结了各种DMC-甲醇分离方法,并优选采用变压精馏技术进行甲醇与DMC分离。利用煤制乙二醇中富含碳酸二甲酯以及甲醇、甲酸甲酯等杂质的副产残液为原料,提出3种改进工艺,获得99.9%以上高纯度DMC产品。计算结果表明,3种工艺方法分别适用于含量低于高压共沸组成、高于常压共沸组成、90%以上浓度DMC物料的分离,实现以更低能耗、更优化流程获得高纯度DMC产品。     

CO2和甲醇直接合成碳酸二甲酯耦合脱水体系研究进展

二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯反应受热力学平衡限制,导致反应物转化率和产物收率较低,极大地阻碍了其工业化应用。耦合脱水体系能够将反应过程中产生的水及时脱除,促进反应正向进行,进而提高产物碳酸二甲酯收率。根据耦合脱水的原理不同,主要可分为物理耦合脱水和化学耦合脱水。本文综合分析了近年来应用于该反应不同物理脱水工艺和化学脱水剂的研究进展,详细论述了不同脱水体系的脱水原理和对反应的促进作用,并对不同脱水体系的优点及局限进行了归纳和分析,提出通过优化反应工艺或设计新的反应工艺大幅降低反应体系的能耗,同时探索更加廉价、低毒且易循环利用的化学脱水剂是耦合脱水体系今后的主要发展趋势。     

Novel eco-efficient reactive distillation process for dimethyl carbonate production by indirect alcoholysis of urea

Dimethyl carbonate is an eco-friendly essential chemical that can be sustainably produced from CO₂,which is available from carbon capture activities or can even be captured from the air.The rapid increase in dimethyl carbonate demand is driven by the fast growth of polycarbonates,solvent,pharmaceutical,and lithium-ion battery industries.Dimethyl carbonate can be produced from CO₂through various chemical pathways,but the most convenient route reported is the indirect alcoholysis of urea.Previous research used techniques such as heat integration and reactive distillation to reduce the energy use and costs,but the use of an excess of methanol in the trans-esterification step led to an energy intensive extractive distillation required to break the dimethyl carbonate-methanol azeotrope.This work shows that the production of dimethyl carbonate by indirect alcoholysis of urea can be improved by using an excess of propylene carbonate(instead of an excess of methanol),a neat feat that we showed it requires only 2.64 kW·h·kg^-1 dimethyl carbonate in a reaction-separation-recycle process,and a reactive distillation column that effectively replaces two conventional distillation columns and the reactor for dimethyl carbonate synthesis.Therefore,less equipment is required,the methanol-dimethyl carbonate azeotrope does not need to be recycled,and the overall savings are higher.Moreover,we propose the use of a reactive distillation column in a heat integrated process to obtain high purity dimethyl carbonate(>99.8 wt-%).The energy requirement is reduced by heat integration to just 1.25 kW·h·kg^-1 dimethyl carbonate,which is about 52%lower than the reaction-separation-recycle process.To benefit from the energy savings,the dynamics and control of the process are provided for
10%changes in the nominal rate of 32 ktpy dimethyl carbonate,and for uncertainties in reaction kinetics.     

合成气一步法制二甲醚的一种分离流程

针对合成气一步法制备二甲醚的工艺路线,在进行了二甲醚吸收和精馏的实验基础上,提出了用水吸收一步反应冷凝后气相产物中的二甲醚的分离工艺流程:反应冷凝液相与吸收后的液体混合后进入二甲醚精馏塔,二甲醚产品从精馏塔侧线引出,塔底甲醇和水去甲醇精馏塔。在实验数据的基础上,对二甲醚分离工艺流程进行了模拟计算。     

Coupling reaction and azeotropic distillation for the synthesis of glycerol carbonate from glycerol and dimethyl carbonate

A new process, coupling reaction and azeotropic distillation was proposed for the synthesis of glycerol carbonate (GC) from glycerol (G) and dimethyl carbonate (DMC). The bench scale experimental investigation was systematically conducted for this new process. With calcium oxide (CaO) as the solid catalyst, the high yield of glycerol carbonate can be obtained at a low molar ratio of dimethyl carbonate to glycerol with the method of coupling reaction and azetropic distillation. The effect of azeotropic agents on glycerol carbonate yield was explored, and indicated that benzene was the most effective azeotropic agent. The effects of the process parameters, tower height, amount of added benzene, final temperature of tower bottom and reflux ratio were investigated. Glycerol carbonate yield can be as high as 98% under the conditions at molar ratio of dimethyl carbonate to glycerol 1:1, final temperature of tower bottom 85 °C, 1.5 mass ratio of added benzene to that in the azeotrope with methanol theoretically produced and reflux ratio 4. By continuously removing methanol from reaction system with the method of coupling reaction and azeotropic distillation, the yield of glycerol carbonate can be retained at high level using the recycled catalyst.     

合成气合成二甲醚平衡转化率及选择率计算模型

对合成气合成二甲醚反应体系进行热力学参数计算,应用SHBWR状态方程计算了各组分的逸度系数。选取CO、CO2 加氢合成甲醇及甲醇脱水生成二甲醚为独立反应,CO、CO2、二甲醚为关键组分,提出了合成气合成二甲醚的碳转化率、二甲醚与甲醇选择率及收率的计算模型。讨论了温度、压力、原料气组成对合成气合成二甲醚化学平衡的影响。     

一步法二甲醚合成技术

二甲醚是一种非常重要的化工原料,可用于多种精细化学品的合成,它是一种理想的清洁替代能源。一步法二甲醚合成技术克服了甲醇合成反应受到热力学平衡的限制,大大提高了CO的单程转化率。对以合成气为原料采用一步法二甲醚合成技术的反应原理,催化剂的组成与制备方法,温度、压力、空速等因素对反应造成的影响进行描述。对一步法二甲醚合成技术研发的生产装置发展进程情况进行综述和展望。     

酯交换法制备碳酸二甲酯过程模拟与系统火用分析

针对酯交换制备过程中甲醇?碳酸二甲酯共沸体系难分离的问题,分别选择变压精馏、碳酸乙烯酯(EC)萃取精馏与乙二醇(EG)萃取精馏3种分离过程进行模拟与能量集成,对比了3种工艺流程的分离能耗,采用有效能(?)分析方法分析了能耗最低的变压分离过程的有效能(?)损失. 结果表明,3种工艺流程的能耗EG萃取精馏>EC萃取精馏>变压精馏,碳酸二甲酯生产过程中内部循环物流能量是输入总能量的1.55倍,变压共沸分离过程的?损失为7.9%。     

缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚研究进展

聚甲氧基二甲基醚具有很高的十六烷值和含氧量,低冷凝点和冷滤点,能显著改善柴油的燃烧特性,有效地提高热效率,大幅度减少NO_x和碳烟的排放,被认为是一种优良的环保型燃油组分。综述了近年来缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚催化剂体系、反应机理、反应动力学研究进展,已报道的催化剂体系包括液体酸催化剂、固体酸催化剂及离子液体催化剂体系,涉及的反应原料包括可提供亚甲氧基的化合物,如甲醛水溶液、多聚甲醛、三聚甲醛,以及提供封端甲基的化合物,如甲醇、甲缩醛、二甲醚等甲醇下游产品。另外,综述了国内外缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚反应动力学研究进展,及所建立的反应动力学模型和得到的动力学参数。缩醛化反应及动力学研究正朝着更有利于工业化生产的方向发展,将对工业化生产具有一定的参考意义。