氯化氢-水变压精馏工艺的研究与模拟

利用氯化氢-水体系在不同压力下共沸组成变化较大的特性,采用变压精馏工艺分离该共沸物。基于Aspen Plus流程模拟软件,采用ELECNRTL物性模型进行模拟,模拟结果表明:在10kPa和400kPa压力下,共沸组成变化大于5%;采用变压精馏可以有效分离氯化氢和水,得到的氯化氢气体与稀酸水中氯化氢的质量分数可分别达到99.96%和0.9%,其中高压塔15块理论板,进料为顶部进料,减压塔20块理论塔板,进料位置为第10块理论板,回流比为0.5。     

变压精馏分离甲醇-苯体系的模拟与优化

基于甲醇-苯二元共沸体系的压力敏感性,利用Aspen Plus软件对变压精馏(PSD)分离甲醇-苯工艺进行模拟与优化。采用序贯迭代法,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,确定了最佳工艺条件:低压塔理论板数19,原料进料位置为第12块塔板,回流板位置为第9块板,回流比0.7;高压塔理论板数21,进料位置第14块塔板,回流比1,所得甲醇和苯产品纯度均达到了99.9%。同时,探究了变压精馏分离甲醇-苯工艺的部分热集成方案,与传统变压精馏相比可节能42.7%,可为甲醇-苯分离的实验研究及其他共沸体系的分离提供参考。     

非均相共沸精馏法分离2-氯乙醇-水

以环己烷、甲苯和1,2-二氯乙烷为候选共沸剂,采用非均相共沸精馏法从2-氯乙醇/水共沸物中分离出高浓度2-氯乙醇产品。通过ASPEN物性分析功能研究了不同共沸剂与2-氯乙醇/水体系形成共沸物的情况,并根据三元相图进行了过程的概念设计。在此基础上,通过ASPEN模拟和优化了采用不同共沸剂的分离过程的工艺条件,并以年度总费用最小为依据选择了甲苯为共沸剂,此时最优工艺条件为:共沸塔总理论板数为20块塔板,进料位置在第8块塔板,回流比为2;脱水塔总理论板数为30块塔板,进料位置在第20块塔板,回流比为1.5。在此工艺条件基础上进行了实验,结果表明2-氯乙醇产品纯度可达到99%以上,且回收率在93.5%,实验结果与模拟结果能较好吻合,文中的研究可为2-氯乙醇-水分离的工业化提供参考。     

甲醇-苯共沸物连续萃取精馏工艺的流程模拟

基于化工模拟软件Aspen Plus,选用苯甲醚为萃取剂,采用UNIFAC模型,对甲醇-苯共沸体系的连续萃取精馏过程进行模拟与条件优化。采用Sensitivity灵敏度分析考察了萃取精馏塔的的溶剂比(萃取剂对原料的物质的量比)、全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比等因素对分离效果与热负荷的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为28,原料和萃取剂分别在第22块和第6块理论板进料,回流比为1,溶剂比为2。在此工艺方案下:产品甲醇和苯的纯度均达99.94%,萃取剂苯甲醚的回收率达99.99%,模拟与优化结果为甲醇-苯共沸物连续萃取精馏分离过程的工业化设计和操作提供了理论依据和设计参考。     

共沸精馏分离醋酸-丁烯醛的模拟及优化

运用Aspen Plus的RadFrac精馏模块,选择NRTL活度系数方程和Hayden-O’connell逸度系数方程的热力学模型对醋酸-丁烯醛-水体系共沸精馏分离醋酸-丁烯醛进行了模拟计算,计算值与现场实测值吻合。分析了原料进料位置、共沸剂进料位置、回流比、进料比等参数变化对醋酸-丁烯醛-水体系共沸精馏分离效果与能耗的影响,并进行了参数优化。结果表明,原工艺经参数优化后,可较大程度降低能耗,同时提高分离效果。     

共沸精馏分离烯丙醇-水的模拟分析及优化

运用Aspen Plus模拟软件进行了共沸精馏分离烯丙醇和水,选用苯作为本次实验的共沸剂。经模拟优化后得知:T-1常压精馏塔理论板数30块,进料位置第14块,回流比1.0;T-2常压精馏塔理论塔板数10块,进料位置第3块,回流比2.1。比模拟优化前理论板数减少,并且烯丙醇的质量分数也达到了99.9%以上,同时再沸器的热负荷下降。     

醋酸水溶液萃取共沸精馏集成分离系统模拟优化研究

醋酸水溶液分离在工业上能耗高,运用化工流程稳态模拟软件对醋酸—水溶液集成分离系统模拟计算。建立萃取-共沸精馏集成分离系统模型,并选取NRTL-HOC活度系数方程为热力学模型,把模拟的结果与实际值进行比较,相当吻合。利用Sensitivity分析模块,对萃取精馏塔的摩尔流量等重要工艺参数进行优化,优选最佳的集成分离系统的工况参数。结果表明,采用萃取共沸精馏分离更节约能源,最佳共沸精馏塔的回流比为3. 0,进料位置在第10～20块之间,塔板数18块。     

[Emim]AC萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇工艺模拟

以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]AC)为萃取剂,萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇共沸体系。采用Aspen Plus流程模拟软件,对萃取精馏工艺进行了模拟和优化。考察了溶剂比、全塔理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置和回流比等工艺参数对分离效果的影响。萃取精馏塔的最佳工艺参数为:全塔理论板数30,原料和萃取剂进料位置分别为第23块和第2块理论板,回流比为1.0,溶剂比为0.7。闪蒸罐操作温度和压力分别为85℃和20 kPa。在最优工艺条件下,产品乙酸甲酯的质量分数达到99.95%,甲醇的质量分数达到99.54%,均满足分离要求。说明采用离子液体[Emim]AC作为萃取剂分离乙酸甲酯和甲醇共沸物具有工业应用前景。     

基于ASPEN PLUS的有机硅共沸物分离工艺模拟与研究

研究了采用双塔连续酯化分离法分离有机硅共沸物的生产工艺,并采用ASPEN PLUS过程模拟软件对酯化分离法的工艺过程进行模拟计算。对有机硅共沸物酯化分离这一反应体系的汽液平衡过程,采用ASPEN PLUS的DSTWU、RadFrac分离单元模块进行模拟,热力学方法选用NRTL模型,计算结果令人满意。对酯化法分离有机硅共沸物的工艺过程进行模拟计算,得到的流程工艺条件为:精馏Ⅰ塔理论塔板数58块,进料板数26,回流比22.8,塔顶温度41℃,塔顶压力101 kPa;反应精馏Ⅱ塔理论塔板数10块,进料板数5,回流比1.9,塔顶温度51℃,塔顶压力101 kPa,塔径为900 mm,最大负荷分率0.71,最大负荷因子0.05 m/s;填料高度6 m时,塔压降2 000 kPa,选用填料表面积121 m2/m3,填料孔隙率0.73。     

乙二醇萃取精馏分离二异丙醚-异丙醇共沸物

基于Aspen Plus软件,对二异丙醚-异丙醇共沸体系的萃取精馏过程进行模拟与条件优化。采用Sensitivity灵敏度分析考察了多个因素对分离效果与热负荷的影响。确定的最佳工艺方案为:萃取精馏塔全塔理论板数15块、原料进料位置为第5块、萃取剂进料位置为第2块、回流比为0.5、溶剂比为0.18。