用隔壁式反应精馏塔技术水解乙酸甲酯的模拟研究

提出1种单塔催化水解乙酸甲酯的新工艺流程,即采用隔壁式反应精馏塔替代常规反应精馏流程中的反应精馏塔及甲醇精馏塔.应用Aspen Plus模拟软件,对新工艺流程及常规反应精馏流程进行了模拟,考察水酯进料摩尔比、回流比、水酯进料位置及气相分配比等因素对新工艺的影响,并对2种工艺作了对比,结果显示新工艺流程可以节省再沸器能耗19.6%,并能降低设备投资费用和操作费用.     

用共沸精馏隔壁塔生产无水乙醇的研究

提出1种单塔共沸精馏生产无水乙醇的新工艺流程,即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流程中的脱水塔及提浓塔.应用ASPEN PLUS模拟软件,对新工艺流程及常规共沸精馏流程进行了模拟,并对2种工艺流程作了对比,结果显示新工艺流程可以节省能耗28.2%,并能降低设备投资费用和操作费用.     

稀盐酸中回收氯化氢的分壁式萃取精馏工艺

提出了从稀盐酸中回收氯化氢的分壁式萃取精馏工艺,建立了工艺流程。采用浓硫酸作为萃取剂,利用Aspen Plus化工模拟软件对工艺流程进行了模拟和参数优化。参数优化结果为理论板数42块,原料进料在第16块板,萃取剂进料在第3块板,回流比取1.5。根据优化的参数进行模拟,与常规萃取精馏工艺进行了对比,结果表明在满足分离要求的前提下,分壁式萃取精馏的工艺流程再沸器负荷降低了14.2%,冷凝器的负荷降低了15.4%,能耗降低的同时还可以节省设备投资和运行费用。     

化学吸收法回收低浓度CO_2工艺流程改进与模拟

现有MEA法回收烟气中的CO2工艺存在能耗较高的情况。本研究开展了CO2脱除工艺的节能研究。通过在吸收塔中添加一股循环物流,对工艺流程做了改进。采用商业软件Pro/Ⅱ,在全流程模拟的基础上采用不同再沸器热负荷操作条件,对改进前后的工艺进行了模拟研究,并对模拟结果进行了分析。结果表明:改进后烟气脱碳工艺流程,在较低的再沸器热负荷条件下,提高了CO2的脱除率,收率提高5.0%～14.3%,提高了CO2产量。在对收率要求不高条件下,再沸器热负荷降低7.5%～8.1%,节省了高压蒸汽,节能降耗效果明显。     

隔壁共沸精馏塔分离异丙醇水溶液的模拟

提出一种单塔共沸精馏生产无水异丙醇的新工艺流程,即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流程中的脱水塔及提浓塔。应用Aspen Plus模拟软件,对隔壁共沸精馏塔流程及常规共沸精馏流程进行了模拟,比较了两种流程的液相组成、温度、汽液相流量及能耗,结果显示新工艺流程可以节省能耗14.6%,并能降低设备投资费用和操作费用。其模拟结果还需试验进一步验证。     

反应精馏隔壁塔内合成乙酸甲酯的模拟

提出了一种应用反应精馏隔壁塔合成乙酸甲酯的新工艺流程,采用反应精馏隔壁塔替代常规反应精馏流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件,对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,比较分析了两种流程塔内液相组成分布,并分析了塔顶回流比与气相分配比对反应精馏隔壁塔的影响。结果显示新流程可以节能11.9%,并能降低设备投资费用和操作费用。     

传统活性污泥法工艺改进的尝试

尝试一种对传统活性污泥工艺流程的改进方法,与传统活性污泥法做出比较,并对特例进行计算分析。该流程主要是利用廊道式反应池的特点,根据需要使一定量的污水内回流。这样可以均化有机物浓度,提高反应器抗冲击负荷的能力,也会节省某些专门的回流设备,降低基建费用和运行费用。在处理效率相同的条件下,该流程理论上较传统的活性污泥法节省容积。此外还可以按同样的方法将多廊道反应池改造成类似UCT工艺的废水处理流程。     

变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯共沸物

使用Aspen Plus分别研究变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯二元共沸物的工艺流程。两种分离流程的塔设备费用相近,萃取精馏工艺较传统变压精馏工艺节能显著,再沸器节能约34%;热集成变压精馏工艺较萃取精馏工艺节能约17.2%,且所需蒸汽品位更低。     

热集成变压精馏分离吡啶-水的工艺模拟与优化

基于吡啶-水体系的共沸组成对压力变化敏感,提出了热集成变压精馏的新工艺。新工艺采用冷凝器-再沸器式热集成,利用高压塔塔顶蒸汽加热低压塔再沸器,以节省能耗和操作费用。选择NRTL活度方程为物性计算模型,使用Aspen Plus软件对该工艺流程进行严格稳态模拟。为了获得经济最优的工艺条件,提出了局部经济优化和全局经济优化相结合的优化方案,并建立了优化迭代流程。优化结果显示:当低压塔和高压塔的操作压力分别为16 kPa和1 200 kPa,总理论板数分别为12和14,新鲜原料和循环物流分别从低压塔第9块板和从第6块板进料,高压塔的物流进料位置为第8块板,高压塔质量回流比为0.59时,年度总费用(TAC)最小。与常规的变压精馏工艺相比,热集成变压精馏工艺更加节能经济,可以节约能耗43.52%,节省年度总费用40.70%。     

连续反应精馏合成丁酸乙酯

本研究采用对甲苯磺酸为催化剂,用试验与Aspen Plus模拟相结合,研究了反应精馏合成丁酸乙酯的工艺。首先对反应精馏装置进行试验研究,并利用Aspen Plus对其进行模拟,模拟结果与试验结果较吻合。在此基础上,对本工艺流程进行了试验研究及模拟设计,得到了可行的工艺方案。该方案得到的产品纯度理论上可达到99.5%以上,且具有流程简单、废水排放量少,设备投资低等优点。     

反应精馏隔壁塔应用于酯转换过程的研究

提出了一种应用反应精馏隔壁塔把乙酸甲酯废液处理成乙酸正丁酯的新工艺流程,即采用反应精馏隔壁塔替代常规流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,考察了进料位置、反应段位置及高度、耦合位置等结构参数对反应精馏隔壁塔的影响,并在保证产品纯度的前提下对反应精馏隔壁塔进行了最优化分析。分析结果显示反应精馏隔壁塔可以节能17.34%,并能有效降低设备投资费用和操作费用。     

一种新吸收稳定工艺的模拟研究

提出一种适用于催化裂化吸收稳定系统的新工艺流程。采用ASPEN PLUS流程模拟软件进行新工艺流程的模拟计算。新工艺和传统吸收稳定工艺相比,减少稳定汽油回流量,可以降低再沸器的热负荷;设置柴油单独再生系统,增加柴油量,避免增大柴油用量对分馏塔的冲击;将干气中C3+含量由原来的2.6%~2.8%减少至1.0%~1.2%。新工艺的成功模拟可以为催化裂化吸收稳定系统设计提供一种备选方案。     

带中间再沸器的大温差体系热泵精馏工艺

基于大温差体系的分离特点,提出了带中间再沸器的MVR热泵节能精馏工艺。使用Aspen Plus流程模拟软件,采用软件中Radfrac模块模拟精馏塔,对该体系的常规精馏、常规MVR热泵精馏、带中间再沸器的MVR热泵精馏及带中间再沸器的完全MVR热泵精馏等4种工艺进行优化模拟。以年总费用(TAC)最低为目标函数,得到了各精馏工艺相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明:带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺要优于常规MVR热泵精馏工艺,其平均能耗减少7.7%,平均TAC减少8.3%;带中间再沸器的完全MVR热泵精馏工艺要比带中间再沸器的MVR热泵精馏工艺更具优势,其能耗减少9.4%,TAC减少18.7%。     

草酸二甲酯加氢制乙二醇节能优化

采用Aspen Plus软件对草酸二甲酯(DMO)加氢制乙二醇工艺进行了模拟,在同样原料消耗及产品规格(组成及流量不变)情况下,研究了优化换热、热虹吸循环锅炉给水、使用高效催化剂节能方案。结果表明,采用两台普通进出料换热器不但操作费用低,且设备投资低;汽包锅炉给水采用热虹吸循环,不但节省设备投资及其占地,还可简化工艺流程及降低操作费用;使用高效催化剂,降低循环气量,可大大降低操作费用、公用工程消耗和设备投资。     

丙酮缩甘油反应精馏工艺全流程模拟与优化

针对丙酮缩甘油的传统生产工艺单程转化率低、生产设备投资高、后处理过程长及环境污染等缺点,本文设计了一种高效节能的反应精馏（RD）生产工艺。基于反应动力学和热力学基础数据,建立丙酮缩甘油反应精馏严格数学模型对反应精馏工艺全流程进行理论探究。通过对塔内浓度分布的分析,揭示了产物水对丙酮缩甘油反应精馏合成效果的影响。探究不同丙酮循环量对全流程生产工艺的影响;并以反应精馏塔和丙酮回收塔塔釜再沸器负荷为目标函数,对全流程的参数进行探究和优化,结果表明全流程优化后相比单塔优化的总能耗可节约3.6%。同时与工业传统先反应后精馏流程相比,优化后的反应精馏全流程节约能耗15.1%。该结果可为丙酮缩甘油工业化生产工艺设计提供参考和依据。     

基于中间再沸器的氯化苄热泵精馏工艺模拟

基于中间再沸器的热泵精馏是常规热泵的新拓展,可以推广应用于大温差精馏体系。将该技术应用于氯化苄的侧反应器/精馏塔耦合工艺,建立了其基于中间再沸器的热泵精馏新流程。采用理想热力学模型计算相平衡,等熵压缩模型模拟压缩机,运用数值处理软件Matlab,基于Newton-Raphson法对氯化苄的热泵精馏工艺进行了模拟计算,考察了关键参数对精馏过程能耗的影响,得出了适宜的工艺操作条件。结果表明:当中间再沸器安装于第7与第8块塔板间,最小传热温差为10 K,换热量为90 k W时,过程能耗较低。在工艺主体结构与分离任务相同的情况下,与基础工艺相比,热泵精馏工艺可节约年操作费用31.0%,年度总费用17.0%。     

差压热耦合反应精馏塔的模拟研究

为了降低反应精馏塔能耗,将差压热耦合技术与反应精馏技术结合,提出了一种新型的差压热耦合反应精馏的流程,并将其应用于乙酸正丁酯的合成中。应用Aspen Plus模拟软件对新工艺流程以及常规反应精馏流程进行了模拟,通过考察压缩比、进料位置、进料醇酸摩尔比等因素对差压热耦合反应精馏合成乙酸正丁酯工艺的影响,得到最优条件。同时,将该工艺与常规反应精馏工艺进行比较,结果显示,新工艺能够大幅度降低能耗,与常规反应精馏装置相比可节能40%左右。     

乳酸甲酯水解反应精馏隔板塔的模拟与优化

将隔板塔技术用于乳酸甲酯水解的反应精馏过程,并采用Aspen Plus软件对隔板塔流程进行了模拟与优化,考察了隔板上下端位置、侧线水采出位置及塔釜再沸器功率对反应的影响。优化结果为:当隔板上端在第7块板,隔板下端在第16块板,水在侧线出料段的第7块塔板采出时,塔釜再沸器功率为302.4 kW,满足了乳酸甲酯水解反应与分离的要求。相对于传统乳酸甲酯水解反应精馏和乳酸精制两塔联合流程,隔板塔技术的应用可以减少中间组分水在塔中的返混,能耗降低了28.04%,有效地提高了整个工艺过程的效率。     

催化裂化吸收稳定系统工艺节能

在对催化裂化吸收稳定系统进行流程分析和工艺模拟的基础上,提出了一种节能工艺流程,其特征为二级冷凝双股进料与解吸塔设置中间再沸器相结合.通过与常规双股进料的双塔流程进行对比分析,发现本文算例中,在保证干气中C3+组分含量不高于1.5%(mol)的前提下,采用新工艺后平衡罐前冷却负荷可节能41.97%,解吸塔再沸器热负荷可节能40.66%.这一结果充分表明工艺的改进实现了节能降耗的目的.     

塔釜闪蒸热泵辅助反应精馏生产丙酸丙酯新工艺

针对丙酸丙酯生产工艺能耗大的特点,提出了一种塔釜闪蒸热泵辅助反应精馏生产丙酸丙酯的新工艺。利用AspenPlus软件对常规反应精馏生产丙酸丙酯流程和塔釜闪蒸热泵辅助反应精馏生产丙酸丙酯流程进行模拟,对塔釜闪蒸热泵辅助精馏流程中的节流阀出口压力进行了优化,得到最优工艺操作条件。并利用温焓图比较了2个流程的热回收情况。最后对常规反应精馏生产丙酸丙酯流程与塔釜闪蒸热泵辅助精馏流程的能耗和年度总投资进行计算比较。结果表明,与常规反应精馏流程相比,塔釜闪蒸热泵辅助精馏流程降低能耗33. 89%,年度总费用降低42. 35%,是一种经济、节能的工艺流程。