分壁式萃取精馏塔制取无水正丙醇的实验与模拟研究

采用分壁式萃取精馏塔制取无水正丙醇,以乙二醇为萃取剂,在溶剂比为3、主塔回流比为2.5时,实验测得塔顶正丙醇的质量分数达到96.03%,塔釜乙二醇的质量分数达到99.44%,可作萃取剂直接循环利用。利用Aspen Plus对该工艺进行模拟计算,其结果与实验基本一致。模拟对比该工艺和常规双塔萃取精馏工艺,结果显示分壁式萃取精馏塔节能22.5%,降低了能耗和设备投资。     

离子液体萃取精馏叔丁醇-水二元共沸体系流程模拟

采用Aspen Plus流程模拟软件对叔丁醇-水体系的萃取精馏过程进行流程模拟,采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][AC])和传统溶剂乙二醇分别作为萃取剂,并对二者分别作为萃取剂的流程进行对比.通过灵敏度分析工具(Sensitivity)考查了溶剂比、理论塔板数、回流比、原料进料位置和溶剂进料位置对分离效果的影响.结果显示,采用[EMIM][AC]萃取分离叔丁醇-水二元共沸体系的最佳工艺优化条件为:全塔理论塔板数为25,回流比为0.9,溶剂比为0.7,原料和萃取剂进料位置分别为第15块理论板和第2块理论板,塔顶关键轻组分叔丁醇质量分数为0.999,收率为99.9％,同时,[EMIM][AC]的回收率达到100％.与乙二醇相比,[EMIM][AC]作为萃取剂的萃取精馏塔塔顶和塔底能耗分别减少了32.72％和45.19％.     

真空间歇精馏法精制双环戊二烯的研究

采用真空间歇精馏技术精制聚酯级双环戊二烯中的双环戊二烯,考察了操作压力、回流比、塔釜和塔顶温度对双环戊二烯质量分数和收率的影响,优化得到较佳精馏操作条件.实验结果表明:适宜的工艺条件为塔顶压力9kPa,回流比为3,塔釜温度为68～106℃,塔顶温度为45～87℃,在以上条件下,产品中双环戊二烯质量分数达到96％以上,收率达到90％以上,为工业化提纯双环戊二烯提供了实验依据.     

乙酸乙酯催化萃取精馏新工艺的研究

提出了催化萃取精馏合成乙酸乙酯的新工艺,使用化工流程模拟软件Aspen Plus对该工艺进行了模拟和过程优化。得到优化结果:合成塔板数、催化段板数分别为38、14,醋酸和乙醇的进料位置分别为第7、34块板,回流比为1.5,醇酸进料摩尔比为1.15,塔顶乙酸乙酯的质量分数达到93.7%,塔顶无醋酸。搭建了内径30 mm的玻璃实验塔,以强酸型离子交换树脂为催化剂,进行了连续催化萃取精馏合成乙酸乙酯的实验。实验验证了模拟的优化条件,塔顶乙酸乙酯的质量分数达到93.4%,塔顶无醋酸。设计了年产20 000 t乙酸乙酯的工业生产装置,运行效果良好,产品质量分数为99.98%,乙酯的水蒸汽单耗为1.5 t,较传统工艺节能40%以上。     

酯交换合成乙二醇二乙酸酯反应精馏研究

采用反应精馏技术以乙二醇和乙酸仲丁酯为原料,通过酯交换合成乙二醇二乙酸酯。使用Aspen Plus对反应精馏塔进行模拟与优化,其结果为:操作压力为70 kPa,精馏段理论板数为4,反应段理论板数为15,提馏段理论板数为4,酯醇摩尔比为3∶1,回流比为2,该条件下,乙二醇转化率和塔釜乙二醇二乙酸酯质量分数达99%以上。在模拟基础上,进行反应精馏小试实验,最终确定全塔26节塔节,乙二醇和乙酸仲丁酯分别在第4节和第23节进料,全塔操作压力为70 kPa,酯醇摩尔比为3∶1。回流比为2,乙二醇转化率为98.17%,塔釜乙二醇二乙酸酯质量分数为97.54%。实验与模拟结果在误差范围内,验证了模拟计算的可靠性,为工业化提供了理论基础。     

连续萃取精馏分离环己烯-环己烷的模拟与优化

利用化工流程模拟软件Aspen Plus V8.6,以N, N-二甲基乙酰胺为萃取剂对环己烯-环己烷体系进行萃取精馏模拟及优化。通过灵敏度分析工具确定了环己烯萃取精馏塔的最佳工艺操作参数为:全塔采用74块理论板数,萃取剂进料位置在17块理论板,原料进料位置在第40块理论板,回流比为12.8,溶剂比为7.6,此时环己烯分离塔顶环己烯质量分数≤1.5%,萃取剂N, N-二甲基乙酰胺质量分数≤0.002 1%,塔釜环己烯回收率≥99.7%,满足工艺分离要求。对现有生产工艺进行了优化,优化后系统能耗降低了约9.6%。     

变压精馏分离醚后C_4中甲醇组分模拟研究

基于Aspen Plus模拟软件,选用UNIFAC物性方法对变压精馏分离C_4与甲醇共沸物过程进行模拟与优化。考察了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和能耗的影响。确定了较佳工艺条件:加压塔理论板数为30,回流比为1.2,原料进料位置分别为第15块塔板,塔釜C_4质量分数为99.99%;低压塔理论板数为20,回流比为1.2,进料位置为第9块塔板,塔釜甲醇质量分数为99.99%。与传统萃取精馏相比,变压精馏能耗稍高,但无需引入其他组分。     

萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈流程模拟与优化

提出了采用萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈的新工艺,并与传统的双塔萃取精馏工艺进行了对比。以乙二醇为萃取剂,采用Aspen Plus中的Rad Frac模型对新工艺进行了严格稳态模拟,并分析了溶剂比、主塔回流比、原料进料位置、分配比和互联位置对乙腈质量分数和全塔热负荷的影响。结果表明,隔壁萃取精馏塔的最佳工艺条件为:溶剂比为0.9,主塔回流比为22,原料进料位置为9~13块,分配比为4∶1,互联位置为21块板。完成相同的分离任务,比传统的双塔萃取精馏工艺节能62%,同时减少了设备的数目和投资。     

环己烷-乙酸乙酯萃取精馏分离的研究

通过UNIFAC基团贡献法和氢键间相互作用,初步筛选二甲基亚砜(DMSO)作为萃取剂,通过萃取精馏分离环己烷与乙酸乙酯物系。在常压下模型模拟加入二甲基亚砜后环己烷与乙酸乙酯体系的汽液相组成,NRTL模拟结果与汽液平衡实验所得数据相似度高,结果表明二甲基亚砜作为萃取剂可以有效打破该共沸体系。同时进行间歇萃取精馏实验,填料理论塔板数为33,回流比1.0,溶剂比为1.0时可以得到质量分数为98.7%的环己烷,回收率为87.8%。最后在Aspen Plus软件帮助下研究二甲基亚砜连续萃取精馏分离环己烷-乙酸乙酯物系的工艺,萃取精馏塔塔顶环己烷的质量分数可达99.6%,溶剂回收塔塔顶乙酸乙酯的质量分数为99.5%,塔底回收二甲基亚砜套用,为进一步的工业应用提供参考。     

二甲苯-乙醇-乙酸乙酯的萃取精馏过程的模拟计算

应用Aspen Plus模拟软件对某化工废液二甲苯、乙醇和乙酸乙酯进行了连续精馏过程的模拟计算。先用普通精馏在塔底得到二甲苯产品的质量分数为99.9%,二甲苯的回收率为99.9%,塔顶可得到乙酸乙酯-乙醇的混合物。以乙二醇为萃取剂分离乙酸乙酯-乙醇,在回流比为5.5,溶剂比S为2.8时,可得到浓度为90%(质量分数)乙酸乙酯,回收率为90%;乙醇的浓度为90%(质量分数),回收率为90%,实现了废液的利用。     

低温精馏过程模拟及其分离特性分析(Ⅱ)带有侧线返回进料的低温精馏塔模拟

应用严格的热力学模型研究了带有侧线返回进料的氢同位素低温精馏塔的分离特性.根据氢同位素低温精馏体系的特点，以平衡级模型为基础建立了氢同位素低温精馏稳态模拟模型，确定了模型方程适宜的求解方法.塔的一股侧线出料流股经过一个平衡反应器完成平衡反应后，作为内部进料流股，与原外部进料混合后重新进入精馏塔内进行分离操作.通过对带有侧线返回进料的塔的计算模拟阐明了这一侧线流股对塔分离特性的影响.在平衡反应器内，HD部分分解为H₂和D₂，塔顶产品中H₂的浓度增加了8.635%，塔底D₂的浓度增加了11.327%.     

MTBE-C_4-甲醇的蒸馏-渗透汽化集成分离过程设计

<正>国内现有甲基叔丁基醚（MTBE）生产装置20余套,年生产能力约50万t,分化工及炼油型2种工艺路线。1994年以前建成的大多采用筒式反应器技术,1994年以后则以齐鲁石化公司研究院开发的预反应加催化蒸馏技术为多。无论是化工型还是炼油型工艺路线,无论是采用筒式反应器还是催化蒸馏技术,最后均需用水洗工艺将C_4中的甲醇脱除,此工艺设备投资大、操作繁、耗能高。渗透汽化（PVAP）膜分离是近十几年来颇受注目的一项新型膜分离技术,具有一次性分离度高、设备简单、无污染、低能耗等优点,对某些用常规分     

萃取精馏分离苯乙酮与α-苯乙醇的模拟研究

苯乙酮与α-苯乙醇属近沸点物系,用普通精馏方法很难将二者进行有效地分离。在对已报道的分离方法进行比较分析的基础上,提出了采用萃取精馏方法来分离苯乙酮和α-苯乙醇。文中首先通过定性判断和基团贡献法定量地估算选择了该二元物系合适的萃取剂为丙三醇。然后采用Aspen Plus化工模拟软件中的RadFrac模块进行了萃取精馏塔的模拟,分别考察了溶剂与原料进料位置、回流比、溶剂比对分离效果的影响。结果表明:对于处理量为1 000 kg/h的待分离物系,操作压力为5 kPa,在塔板数为30的条件下萃取精馏塔在原料进料位置为第19块塔板,溶剂进料位置为第6块塔板,回流比为3∶1(质量比),溶剂流率为800 kg/h的优化条件下,可以使塔顶苯乙酮质量分数达到99.8%,且塔釜几乎不含苯乙酮。模拟结果对进一步的实验研究和工业生产具有一定的指导意义。     

精馏-吸附-膜分离耦合工艺制备高纯度酒精流程模拟

高纯度酒精广泛应用于食品、医药和石油化工等行业,国内外制备高纯度酒精的常用方法为酒精五塔精馏,但传统酒精精馏工艺往往伴随高能耗与高成本。为了解决上述问题,本文提出一种精馏-吸附-膜分离耦合新工艺,从乙醇发酵液中高效获得高纯度酒精。借助Aspen Plus流程模拟软件对精馏-吸附-膜分离耦合工艺进行研究,并用灵敏度分析工具对其精馏塔部分进行参数优化。结果表明,当精馏塔的塔板数为37、回流比为9、进料位置为第35块塔板、吸附剂采用天然沸石、膜分离用聚偏氟乙烯渗透汽化膜时,乙醇质量分数达到99.2%,乙醇回收率为65.6%。与传统五塔精馏方法相比不仅能获得高纯度酒精,而且能耗与设备成本相对较低,也充分提高了空间利用率,具有很好的工业前景。     

Batch Extractive Distillation in a Column with a Middle Vessel

Batch extractive distillation was studied in a column with a middle vessel. The process was simulated by a constant holdup model and solved by two point implicit method. Acetone and methanol mixture was separated in such a setup using water as solvent. The simulation agrees well with experimental results. The experimental and simulation results show that the solvent at the bottom and the product at the top of the column can be withdrawn simultaneously for a long period of time. It needs more time for the solvent to reach high purity than that required for the more volatile component to reach high purity, so that the time to withdraw solvent from the bottom is delayed.     

甲基氯硅烷精馏流程的模拟与优化

采用Aspen plus软件对工业七塔精馏过程进行全流程建模与模拟,优化工艺参数,研究了新的精馏节能工艺。对一甲塔等7个精馏塔采用双因素水平的灵敏度分析,考察了塔釜采出率、回流比、进料位置和塔顶压力对产品浓度和热负荷的影响,确定一甲塔最优的工艺参数：塔釜摩尔采出率为0.92,摩尔回流比为130,塔顶压力为0.18 MPa,总理论板数为400,在210块理论板位置进料。在此基础上,针对高能耗的脱高塔/脱低塔,模拟研究了双效精馏新工艺,新工艺可节省39.70%的年总成本;针对一甲塔模拟研究了热泵精馏新工艺,新工艺可降低41.42%的年总成本。     

加盐萃取精馏法制无水异丙醇过程模拟

对加盐萃取精馏法制备无水异丙醇过程进行了模拟计算,采用有序双液程(NRTL)模型对异丙醇-水-乙二醇-醋酸钾体系异丙醇-水气液平衡数据进行了回归,得到了该条件下的NRTL交互作用参数,在此基础上采用Aspen软件进行模拟计算;对理论塔板数、回流比(质量比)与进料位置进行了优化,模拟结果与现场数据吻合较好,说明采用的方法适用于加盐萃取精馏过程的模拟。     

Separation process of butanol-butyl acetate-methyl isobutyl ketone system by the analysis to residual curve and the double effect pressure-swing distillation

The separation of ternary mixture of butanol,butyl acetate,and methyl isobutyl ketone (MIBK) was initially analyzed by the residual curve.In this process,MIBK was chosen as the azeotropic agent during the first step of separation.The optimum mass ratio of extra MIBK was 1.6 in the modified feed stream according to the residual curve.Thus on this condition the top product was butanol-MIBK azeotrope while the bottom product was butyl acetate in the preliminary separation of the mixture.Then the butanol and MIBK azeotrope was separated by the double effect pressureswing distillation with the low pressure column performing at 30 kPa and the atmosphetic pressure column at 101 kPa.The optimal operating conditions were then obtained by using Aspen Plus to simulate and optimize the process.The results showed that the mass purities of butanol,butyl acetate,and MIBK were all more than 99％ and reached the design requirements.Additionally,compared with the traditional distillation with outside heating,the double effect pressure swing distillation saved the reboiler duty by 48.6％ and the condenser duty by 44.6％.     

丙酮-水精馏过程模拟和优化

丙酮是一种广泛应用的有机溶剂,丙酮回收具有重要的经济和环境意义。丙酮回收过程中,需采用精馏单元操作进行分离提纯,精馏塔的模拟优化有着重要意义。文章采用Aspen Plus过程模拟软件,对精馏工艺进行了模拟核算,发现实际操作中精馏塔中存在着恒浓区,恒浓区的存在会带来精馏塔基建费用和能耗的增加。文章结合经济分析对丙酮精馏塔进行了优化,消除了恒浓区;同时,探讨了不同丙酮进料质量分数对精馏的影响,指出提高进塔丙酮质量分数是节能关键。     

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%。