热泵精馏在三氯氢硅提纯过程中的模拟

运用化工模拟软件Aspen Plus,选用NRTL-RK物性模型和RADFRAC精馏模型,对三氯氢硅精馏塔的两种热泵流程进行了模拟计算,分别是塔顶气体直接压缩式和塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏。对比热泵精馏流程和常规精馏流程,结果表明：对三氯氢硅提纯而言,塔釜液体闪蒸再沸式热泵流程更有利。本研究采用双塔串行流程提纯三氯氢硅,运用塔釜液体闪蒸再沸式热泵精馏技术,优化后的主要操作参数为：T1塔回流比20,节流阀压力180 kPa,压缩机出口压力309 kPa;T2塔回流比5,节流阀压力227 kPa,压缩机出口压力310 kPa。优化后三氯氢硅的一次收率为88.75%,纯度超过99.9999%;在处理量相同情况下,与常规精馏相比,能耗费用节约82%。     

基于MVR热泵精馏的乙醇-异丙醇分离工艺

常规精馏分离乙醇-异丙醇小温差体系的能耗较高,为此本文将两种机械蒸汽再压缩（MVR）热泵精馏工艺,即塔顶蒸汽直接压缩供热和塔底液相闪蒸压缩供热精馏工艺应用于乙醇-异丙醇的分离研究。利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块RadFrac.和压缩机模块Compr.,选用Wilson-RK方程计算物性数据,以分离过程的能耗最低为目标函数,对以上提出的两种MVR热泵精馏工艺分别在不同操作压力工况条件下进行了模拟与优化,得到了各自相关的工艺参数和设备参数。研究结果表明：与常规精馏工艺相比,以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为93.2%和93.4%。利用模拟得到的相关数据,估算了以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用,并进行了综合经济效益评价。结果表明：以上两种MVR热泵精馏工艺的平均年总费用基本持平,因此以上两种MVR热泵精馏工艺均是分离该体系较为合适的方法。     

基于Aspen Plus粗甘油混合物的分离工艺模拟

采用化工流程模拟软件Aspen Plus,以NRTL热力学模型对粗甘油混合物的分离过程进行了模拟。流程采用闪蒸分子蒸馏相结合的技术,考察了压强和温度对分离效果的影响。模拟优化的结果为:闪蒸的真空度为6.7 kPa,除去10%的水,其中携带甘油的含量为0.5%;分子蒸馏的真空度为420 Pa,温度为160℃,蒸出的甘油蒸汽的量为717.44 kg/h,其中甘油的质量分数为95%(W),一级产品总量为626.22 kg/h,甘油纯度为99.8%(W),二级产品总量为57.96 kg/h,甘油纯度为95.8%(W)。甘油总收率达到94.6%(W)。     

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%。     

醋酸乙烯的热泵精馏工艺模拟

采用普通精馏工艺从醋酸甲酯-水-醋酸乙烯混合体系中提纯醋酸乙烯会消耗大量的能量,为解决这一难题,设计出一种新型的热泵精馏工艺,并采用Aspen Plus软件对此混合体系进行了普通精馏工艺和热泵精馏工艺的稳态模拟.首先基于NRTL热力学模型提出了基于塔顶气体直接压缩式热泵精馏的工艺原理;随后通过模拟计算得到了此种热泵精馏...     

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%。     

常压连续精馏提纯电池级碳酸二甲酯

在工业级DMC溶剂础上,提出了单塔常压连续精馏分离DMC的工艺流程,同时采用Aspen Plus模拟软件的严格精馏模型和NRTL物性模块对该装置模拟与优化,获得了该装置最优的工艺技术参数与设备尺寸参数;相比较分子筛吸附工艺有提高产能、节约设备投资与能耗、产品质量稳定及不产生固废等优点。实际开车结果表明,采用该工艺流程,在脱除水分与甲醇的同时,切割了部分重组分,产品满足电池级DMC的质量要求,且回收率达93.8%以上。     

氯代碳酸乙烯酯的精馏提纯研究

为获得较纯(97%以上)的氯代碳酸乙烯酯(CEC),依据氯代碳酸乙烯酯的特性,采用Aspen Plus软件对精馏提纯进行模拟计算,估算了CEC的物性参数,并计算了理论塔板数、回流比、系统压力等对分离效果的影响。并通过实验数据确定了最佳回流比、理论塔板数以及系统压力。     

异戊二烯两段式萃取精馏分离工艺的改进

目前,工业上广泛采用两段式萃取分离工艺从C5馏分中分离异戊二烯,但该工艺分离流程较长,第2萃取单元存在着对溶剂中环戊二烯质量分数要求严格、各精馏塔操作条件苛刻、溶剂损失量大等缺点。针对这些缺点,提出使用2个反应精馏塔代替异戊二烯两段式萃取精馏分离工艺中脱重塔和第2萃取段,并采用热泵和热交换技术的新工艺。运用化工流程模拟软件Aspen Plus和Wilson物性方程对该工艺流程进行模拟计算。模拟计算结果显示,改进后的工艺可以得到炔烃和环戊二烯都满足的聚合级异戊二烯产品,而且产品中异戊二烯的质量分数和收率分别较两段式萃取分离工艺提高了0.2%和0.65%,能耗则降低了16.7%。改进后的工艺具有分离流程短、设备投资低、萃取剂用量少和能耗小的优点。     

基于有机朗肯循环的混合二甲苯MVR热泵精馏工艺

常规机械蒸气再压缩（MVR）热泵精馏分离混合二甲苯工艺,存在压缩机电耗较大及塔顶压缩蒸气的显热未被利用等问题。有机朗肯循环（ORC）发电技术则可以将低温余热转化为电能以供压缩机使用,由此提出了ORC发电技术耦合MVR热泵和带乏汽回热循环（EGC）的ORC发电技术耦合MVR热泵两种精馏工艺应用于本体系的分离研究。以年总费用（TAC）和能耗为分离工艺的评价指标,系统净输出功和循环热效率作为ORC系统的评价指标,对以上两种耦合精馏工艺进行模拟与优化,并与常规MVR热泵精馏工艺进行比较与分析。研究结果表明,ORC发电技术耦合MVR热泵精馏工艺和带EGC的ORC发电技术耦合MVR热泵精馏工艺较常规MVR热泵精馏工艺均具有一定的节能和经济优势,可分别减少能耗9.64%和9.89%,节省TAC 3.19%和3.50%。     

利用Aspen Plus 7.3进行严格精馏过程模拟

化工过程模拟是通过计算机对化工生产过程的再现,由于计算量大,必须通过相应的化工模拟软件来实现。Aspen Plus,尤其是Aspen Plus 7.3,由于其计算精确、运行速度快,成为化工设计者的首选软件。本文通过介绍利用Aspen Plus 7.3进行严格精馏模拟,说明了严格精馏模拟的应用范围以及利用Aspen Plus 7.3进行严格精馏模拟的方法。     

反应精馏合成醋酸正丁酯的模拟和优化

利用Aspen Plus模拟了合成醋酸正丁酯的反应精馏过程,并分析各工艺参数对产品纯度和再沸器热负荷影响。通过优化得出最佳工艺参数为:理论塔板数为16;精馏段、反应段和提馏段塔板数分别为5、7和4;醋酸和正丁醇的进料塔板数分别为5和7;酸醇进料比为1:1;回流比为1。在此条件下产品醋酸正丁酯的纯度达99.55%;乙酸的转化率达99.71%,再沸器的能耗较低。     

联合精馏分离四氢呋喃-水共沸物的实验及优化模拟

由于四氢呋喃与水会生成沸点64 ℃的最低共沸物,采用三塔联合精馏的方法对其进行分离。根据文献资料选择乙二醇作为萃取精馏过程的萃取剂,并在脱水塔中对萃取精馏塔产物进行脱水。选择Aspen Plus软件对工艺流程进行模拟。选择Wilson模型及RadFrac模块对单塔工艺参数进行模拟及优化,确定了各塔进料板与回流比等最适宜参数。经实验考察的项目结果均与模拟结论一致。脱水塔产物四氢呋喃含水量可低至170 μg/g。根据优化后的参数在Aspen Plus中进行全工艺流程的闭合与模拟,终产物四氢呋喃的质量分数可达0.9995,收率为0.9988。其质量分数优于常见双塔萃取精馏流程。     

用Aspen Plus对反应精馏的模拟计算

以甲醇和醋酸的酯化反应为例,介绍了用Aspen Plus软件模拟计算反应精馏过程的方法。计算过程包括:(1)对反应精馏塔模型进行合理的简化;(2)选取合适的数学模型和热力学模型;(3)选取合适的参数。计算初步确定了最佳回流比,合理的甲醇过量程度,并通过灵敏度分析得出灵敏板的大概位置。本计算结果可作为反应精馏实验的基础。     

反应精馏制备乙酸乙酯的工艺分析

为揭示反应精馏法制备乙酸乙酯的特性及得到较高纯度的产品,并为反应精馏工艺过程的深入研究及工业化提供理论依据,应用Aspen Plus软件模拟分析反应精馏过程。结果表明：给定回流比的情况下,理论塔板数、精馏段塔板数及进料位置、进料比、催化剂用量等参数均对产品纯度及分离效果产生影响。     

异丙醇-环己烷萃取精馏过程模拟与优化

利用化工流程模拟软件Aspen Plus对异丙醇-环己烷共沸物系的双塔连续萃取精馏过程进行了模拟计算与优化。首先根据溶剂相似相溶原理,先初选出糠醛和硝基苯作为备选溶剂,再通过汽液平衡试验及ChemCAD模拟筛选,确定糠醛为最适宜溶剂,选择NRTL模型作为物性方法,使用RadFrac模块进行模拟计算,并利用灵敏度分析模块对各工艺参数进行优化。结果表明,最适宜工艺方案为：萃取精馏塔理论塔板数为30,原料在第26块板进料,溶剂在第12块板进料,物质的量回流比为1.8,溶剂质量比为3∶1;溶剂回收塔理论板数为15,进料位置在第10块板,物质的量回流比为1.0。分离效果可达到环己烷质量分数为99.74%,异丙醇质量分数为99.61%。模拟和优化结果为分离过程的优化操作和设计提供了依据。     

反应精馏法合成醋酸丁酯的模拟研究

文章采用Aspen Plus对反应精馏法生产醋酸丁酯过程进行稳态模拟。对塔板数、进料位置及进料比进行了优化,得到了精馏塔理论板上的温度、汽(液)相流量组成分布和再沸器热负荷。结果表明进料位置和进料比对年总成本TAC影响很大。该计算对反应精馏法合成醋酸丁酯工艺的设计和操作具有实际意义。     

浆料催化精馏合成碳酸二甲酯的模拟研究

以浆料催化精馏酯交换合成碳酸二甲酯实验为基础,应用Aspen Plus软件建立了浆料催化精馏合成过程的稳态模型并进行研究。研究结果表明,模型的计算值与实验值吻合良好。通过计算机模拟还得到了实验难以测定的塔内温度分布、塔内气液相流率及组成和碳酸二甲酯在各板的生成速率的变化规律。