变压精馏分离1,1,1,3,3-五氟丙烷-氟化氢的工艺模拟

1,1,1,3,3-五氟丙烷-氟化氢混合物是一种二元最低共沸物。在计算机模拟和分析的基础上,研究了变压精馏分离五氟丙烷-氟化氢的工艺流程。选用Aspen P lus软件内置的热力学模型W ILS-HF描述五氟丙烷-氟化氢二元共沸体系的气液平衡。根据实验数据,回归该热力学模型中的交互作用参数,模型的计算结果与实际数据吻合较好。使用Aspen P lus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,模拟结果对工业过程的设计具有一定的指导意义。     

DMC-甲醇-水三元混合物的萃取精馏分离工艺

运用Aspen Plus软件回归文献数据校正了碳酸二甲酯（DMC）-水（H₂O）混合物的UNIQUAC热力学模型参数,并以该模型为基础分析了水作为萃取剂萃取精馏分离DMC-甲醇（CH₃OH）-水三元混合物的分离原理,结合混合组分的三角相图和物料组成设计了反向萃取精馏工艺,发现选用水为萃取剂可以利用DMC-水的部分互溶特性,通过三塔精馏即可分离DMC-甲醇-水三元混合物,沸点较高的DMC和少量水由塔顶馏出,而沸点较低的甲醇和大部分水由塔底采出,避免了DMC-甲醇二元共沸物的形成。同时,在相同分离要求下设计了变压精馏工艺,通过对两个精馏工艺参数模拟优化,发现萃取精馏工艺的总冷凝负荷和总加热负荷分别为888.7kW和898.2kW,其总能耗较变压精馏工艺节约了47.2%,萃取精馏工艺的年总费用（TAC）比变压精馏工艺下降了48.8%。     

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%。     

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。     

以苯胺为溶剂间歇萃取精馏分离甲醇-乙腈

提出和研究了以苯胺作为溶剂的甲醇-乙腈间歇萃取精馏分离工艺。根据溶剂极性相似相溶原理,结合ChemCAD软件模拟汽液平衡和汽液平衡实验确定苯胺为合适的溶剂。结果表明,不仅苯胺能够消除甲醇-乙腈物系的共沸现象,效果优于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）,而且可以采用Wilson模型对苯胺作为溶剂的甲醇-乙腈共沸物系汽液平衡进行模拟。通过实验考察了间歇萃取精馏的分离效果。采用有33块理论板的填料塔进行间歇萃取精馏甲醇-乙腈共沸混合物分离实验,其中净化回收段填料层3块理论板,萃取精馏段填料层30块理论板,回流比为4,苯胺作为溶剂,溶剂质量比为2.5∶1时,在塔顶得到产品甲醇质量分数为98.97%,高于DMF作为溶剂时的95.76%;表明苯胺更加适合作为萃取精馏分离甲醇-乙腈共沸物系的溶剂。     

萃取精馏分离乙腈-正丙醇的研究

采用萃取精馏的方法分离乙腈-正丙醇的共沸物系。首先利用溶剂选择原理和UNIFAC基团贡献法选出N-甲基吡咯烷酮作为萃取精馏的萃取剂,同时采用NRTL模型对常压下乙腈-正丙醇物系和加入萃取剂N-甲基吡咯烷酮后的汽液平衡进行模拟和实验验证,模拟结果与实验数据吻合较好。然后通过间歇萃取精馏实验进一步考察所选萃取剂的分离效果。结果表明,N-甲基吡咯烷酮能够打破共沸,有效分离乙腈-正丙醇共沸物系。采用有28块理论板的填料塔,萃取剂进料位置为第4块板,溶剂比为1.0,回流比为3,可以从塔顶得到质量分数为98.6%的乙腈产品。最后,用Aspen Plus软件对乙腈-正丙醇物系的连续萃取精馏流程进行了模拟,得出的参数为进一步的工业应用奠定基础。     

加压–常压精馏分离甲醇–碳酸二甲酯的相平衡和流程模拟

变压精馏是分离共沸混合物的有效方法. 本文在计算机模拟和分析的基础上, 提出了加压–常压串联分离甲醇–碳酸二甲酯共沸体系的工艺方法. 采用UNIQUAC方程来表征甲醇–碳酸二甲酯二元共沸体系的气液平衡. 根据实验数据，回归了该热力学模型中的交互作用参数，模型的计算结果与实际数据吻合. 模型的适用范围为：压力0.1~1.5 MPa, 温度337~440 K. 基于平衡级模型，对加压精馏塔进行了模拟计算, 分析了各主要操作参数对分离效率、产品纯度及操作费用的影响. 在对加压–常压串联流程模拟的基础上，得到了最佳分离操作工艺参数. 模拟结果对工业过程的设计和改造具有一定的指导意义.     

丙烯腈-乙腈-水热力学分析与萃取精馏过程模拟

应用模拟软件ASPEN PLUS对丙烯腈-乙腈萃取精馏进行模拟。采用NRTL热力学模型计算液相活度系数。模拟计算出的常压下气液平衡数据与文献相比较,较为吻合。通过C_3H_3N-C_2H_3N-H_2O三元物系剩余曲线与液液相平衡图分析了丙烯腈与乙腈萃取分离的可能性及丙烯腈-水共沸物分离的可能性。最后通过模拟计算得到了沿塔各组分浓度和温度分布曲线,均能达工艺分离要求。     

Mechanism analysis of solvent selectivity and energy-saving optimization in vapor recompression-assisted extractive distillation for separation of binary azeotrope

Octane and p-xylene are common components in crude gasoline, so their separation process is very important in petroleum industry. The azeotrope and near azeotrope are often separated by extractive distillation in industry, which can realize the recovery and utilization of resources. In this work, the vapor–liquid equilibrium experiment was used to obtain the vapor–liquid equilibrium properties of the difficult separation system, and on this basis, the solvent extraction mechanism was studied. The mechanism of solvent separation plays a guiding role in selecting suitable solvents for industrial separation. The interaction energy, bond length and charge density distribution of p-xylene with solvent are calculated by quantum chemistry method. The quantum chemistry calculation results and experiment results showed that N-formylmorpholine is the best solvent among the alternative solvents in the work. This work provides an effective and complete solvent screening process from phase equilibrium experiments to quantum chemical calculation. An extractive distillation simulation process with N-formylmorpholine as solvent is designed to separate octane and p-xylene. In addition, the feasibility and effectiveness of the intensified vapor recompression assisted extraction distillation are also discussed. In the extractive distillation process, the vapor recompression-assisted extraction distillation process is globally optimal. Compared with basic process, the total annual cost can be reduced by 43.2%. This study provides theoretical guidance for extractive distillation separation technology and solvent selection.     

单乙醇胺(MEA)间歇萃取精馏甲醇-丙酮研究

用常规的间歇萃取精馏实验装置,研究了以单乙醇胺(MEA)为萃取剂间歇萃取精馏分离甲醇—丙酮恒沸物的过程。考察了萃取剂、全回流时间、共沸物组成、溶剂与混合物的体积比、回流比等因素对萃取精馏分离甲醇—丙酮共沸体系的影响,从而得出最优的萃取条件。     

萃取精馏分离丙酮-四氢呋喃的研究

为了分离丙酮-四氢呋喃共沸混合物,研究了萃取精馏在丙酮-四氢呋喃物系中的应用。通过溶剂选择原理初选出乙苯作为萃取精馏分离此共沸物系的溶剂,同时采用NRTL模型对常压下丙酮-四氢呋喃物系和加入溶剂乙苯后的汽液平衡进行模拟和实验验证,模拟结果与实验数据吻合较好。然后进行了间歇萃取精馏分离此共沸物的实验研究来进一步考察所选萃取剂的效果。结果表明:乙苯能够消除丙酮-四氢呋喃共沸物系的共沸点,采用有40块理论板的填料塔,回流比为5,溶剂摩尔比为2.5∶1时塔顶可以得到质量分数为99.34%的丙酮产品,说明采用乙苯作萃取剂分离丙酮-四氢呋喃共沸物是可行的。最后又对连续和间歇萃取精馏分离丙酮-四氢呋喃共沸物的流程进行了模拟,得到的工艺参数将为进一步的工业应用提供了理论依据。     

萃取精馏分离甲醇和丙酮共沸物

用HYSYS2 2软件对甲醇和丙酮共沸物的萃取精馏过程进行了模拟计算,以水和单乙醇胺(MEA)作为溶剂,通过改变不同的条件:原料进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料温度,得出各自的最佳工艺条件;在模拟的最佳工艺条件下,对以水和单乙醇胺为溶剂萃取精馏分离甲醇和丙酮混合物进行了试验研究,试验结果和模拟计算相吻合,从而验证了模拟的可靠性;并对水和单乙醇胺两种溶剂的萃取精馏特点进行了比较,单乙醇胺的萃取精馏效果比水要好的多。     

乙酸乙酯的精制方法

介绍了几种乙酸乙酯的精制方法,并分析了它们的优缺点。分别介绍了用乙酸和乙醇酯化反应合成乙酸乙酯,通常可采用传统的四塔连续工艺过程;添加促进剂萃取精制过程;加饱和盐水萃取脱水工艺过程;加有机溶剂萃取分离过程;加恒沸剂共沸蒸馏和乙酸萃取反应精馏过程。乙醛缩合法生产乙酸乙酯的三塔连续精馏过程以及乙烯与乙酸气相催化反应的加水精制工艺过程。     

萃取精馏生产高纯度环氧丙烷的工艺研究

丙烯环氧化反应获得的粗环氧丙烷(PO)中含有乙醛、甲醇、甲酸甲酯和水等杂质，由于这些杂质与PO相对挥发度接近于1，普通精馏难以提纯PO；同时，分离过程中PO易发生水解生成1,2-丙二醇(PG)，而PG又导致萃取剂萃取性能下降。据此，结合萃取精馏和液液萃取技术，同时考虑PO水解反应，开发了水洗回收PO和侧线采出共沸物脱除PG流程，在有效脱除杂质的同时，提高了PO的回收率和萃取剂的萃取效率，获得了高纯度PO产品。采用流程模拟软件Aspen Plus对上述流程进行了全流程模拟计算，借助NRTL热力学方法，分析了萃取精馏塔的溶剂比、理论塔板数、原料进料位置、溶剂进料温度等主要工艺参数对分离过程的影响。结果表明该工艺流程合理、可靠，经济性优于现有工艺，可指导工业过程设计和操作优化。     

环丁砜萃取精馏过程模拟分析及工艺参数优化

以环丁砜-烃类相平衡数据和NRTL-RK热力学方法为基础，对环丁砜萃取精馏过程进行了全流程模拟和工艺操作参数优化。综合考虑各个操作变量及其关联，提出了基于局部耦合参数迭代优化的整体协同优化的策略。通过文献数据回归和Aspen Plus物性估算系统相结合，补充修正了缺失的模型参数，并以此模拟分析了各关键操作参数对环丁砜萃取精馏过程能耗和分离效果的影响。结果表明：当萃取精馏塔操作压力为0.17 MPa，溶剂回收塔操作压力为0.05 MPa时，贫溶剂最佳温度为100℃，原料饱和气相进料的最佳进料位置为第50块塔板；溶剂回收塔最佳回流比为0.33；最佳进料位置为第6块塔板，汽提水量为2853 kg·h^-1。优化后，装置最小热公用工程由1.158 GJ·t^-1下降至0.802 GJ·t^-1，节能效果显著。     

NMP萃取精馏分离醋酸和水的过程模拟

利用化工模拟软件Aspen Plus采用萃取精馏法,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对生产中醋酸和水分离进行了模拟计算,并与普通精馏法进行比较。结果表明,NMP是一种良好的萃取剂,能够很好的实现醋酸和水的分离;与普通精馏法相比,同样分离指标下萃取精馏法的能耗降低了69.8%,每吨醋酸蒸汽消耗量由10.5 t降低至3.2 t,表明萃取精馏分离醋酸和水,节能显著,优于普通精馏,为醋酸和水分离的优化操作和设计提供依据。     

THE DEHYDRATION OF THE LOWER FATTY ACIDS BY EXTRACTIVE DISTILLATION

The lower fatty acids cannot be readily separated from water by distillation. Formic acid forms a maximum azeotrope with water, acetic acid boils very close to water and propionic acid forms a minimum azeotrope with water. These acids can be easily separated from water by extractive distillation. Effective agents for each dehydration are presented.     

离子液体萃取精馏制取乙醇的计算机过程模拟与优化

采用乙醇-水-1,3-二甲基咪唑二甲酯磷酸盐（[MMIM]+[DMP]?）体系的汽液相平衡数据回归了NRTL模型的二元交互参数。根据对剩余曲线的分析确定选用[MMIM]+[DMP]?作为萃取剂进行萃取精馏方案的可行性。通过模拟计算得到最佳操作条件：萃取剂进料量为30～40 kg/h,回流比为0.6,原料进料位置为第23块理论板,萃取剂进料位置为第2块理论板,此时塔顶产品浓度可达到99.6%。通过模拟确定的[MMIM]+[DMP]?用于乙醇-水萃取精馏的设计及操作参数为实验研究提供了数据基础,为离子液体工业化的研究提供了理论基础。     

正丁醇-氯苯-苯乙酮三元体系等压汽液平衡的测定与关联

正丁醇-氯苯常压下存在最低共沸现象,首先应用汽液平衡法从6种备选溶剂中筛选出苯乙酮作为最佳萃取剂,然后分别测定了正丁醇-氯苯、正丁醇-苯乙酮、氯苯-苯乙酮3个二元体系以及正丁醇-氯苯-苯乙酮三元体系在101.33 kPa下的汽液平衡数据。所有实验数据都通过了Herington法和Van Ness法的热力学一致性检验,采用Wilson、NRTL和UNIQUAC 3种活度系数模型进行关联计算,其二元拟合数据与实验数据吻合较好。使用关联得到的二元交互参数推算三元汽液平衡数据,并与实验值进行对比,偏差在合理范围以内。结果表明,苯乙酮作为萃取剂可以有效地改变正丁醇与氯苯的相对挥发度,在溶剂质量比为1：1时能够使共沸现象消失。为工业上使用萃取精馏分离正丁醇-氯苯体系提供参考,也为汽液平衡数据库补充新的内容。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。