基于ASPEN PLUS模拟共沸精馏分离吡啶-水

本课题选用共沸精馏的方法,经过多种溶剂筛选,选出正己烷作为共沸剂,利用Aspen Plus模拟软件中NRTL活度方程作为模型,对流程反应进行了模拟计算。辨析了理论塔板数、进料位置和回流比等单一变量对塔釜产物产率的影响。研究结果表明,当塔1的进料位置和理论塔板数为20和21,回流比为1.75时,水的分离率可达到1,当塔2的进料位置和理论塔板数分别为5和37时,塔釜吡啶分离率可达99.98%。     

采用Aspen Plus模拟优化共沸精馏分离吡啶和水

采用共沸精馏法分离吡啶和水二元均相共沸物体系。利用Aspen Plus软件对共沸精馏塔进行模拟计算并优化塔的操作参数,分析了不同塔板数、进料位置、回流比等操作参数对产品纯度、精馏塔热负荷的影响。结果表明,当精馏塔的塔板数为22块,原料进料位置在第9块板,回流比为0.84时,共沸精馏塔塔顶可得到质量分数为60.8%的吡啶共沸物,塔底得到质量分数为99.92%的吡啶,通过优化设计填料精馏塔的相关参数,可指导工业装置生产。     

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。     

共沸精馏分离醋酸-水模拟研究

通过Aspen P lus软件建立了对二甲苯(PX)、水、醋酸共沸精馏分离模型,采用Hayden-O’Connell关联式对气相逸度系数进行校正。讨论了PX加入量、回流比、进料位置等对共沸精馏过程的影响,得出适宜的PX加入量为m(PX)∶m(H2O)=2∶1,回流比为5,较佳的进料位置在精馏塔中部第20块塔板。     

间歇共沸精馏分离乙二醇单甲醚-水物系

通过绘制乙二醇单甲醚-水-共沸剂的简捷剩余曲线,提出了以乙酸异丙酯作为间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚-水物系的共沸剂。然后完成剩余曲线数据的测定实验,根据实验数据绘制乙二醇单甲醚-水-乙酸异丙酯三元物系的剩余曲线图,确定了乙二醇单甲醚-水共沸物系的分离工艺。并通过实验研究了共沸剂加入量对乙二醇单甲醚回收率的影响,从而确定了适宜的共沸剂配比：当共沸剂与原料中水的质量比为2～2.5时,乙二醇单甲醚的一次性收率在90%以上。     

共沸精馏分离乙醇-异丙醇

为了分离乙醇-异丙醇混合物,研究了共沸精馏在乙醇-异丙醇物系中的应用。根据共沸剂的选取原则选定出1-己烯作为共沸精馏分离乙醇-异丙醇混合物的共沸剂,使用ASPEN模拟软件模拟连续和间歇共沸精馏分离乙醇-异丙醇工艺流程,并通过间歇共沸精馏实验考察了所选共沸剂的分离效果。结果表明：使用1-己烯作为共沸剂能成功的分离乙醇-异丙醇混合物;采用有30块理论板的填料塔,回流比为25,共沸剂1-己烯与乙醇的质量比为4∶1,塔釜异丙醇的质量分数达到99.77%。     

共沸精馏法对苯酚-水混合物的分离

在双酚A生产中，缩合反应产生的水和过量的苯酚形成大量苯酚-水混合物。脱除混合物中的水和回收苯酚供缩合反应循环使用，是双酚A生产工艺中非常重要的单元操作。由于苯酚和水能形成共沸物，因此不能用普通精馏方法将它们分离。如果在苯酚-水物系中加入一种共沸剂甲苯，使甲苯与水形成更易分离的甲苯-水共沸物，用共沸精馏法即可实现苯酚-水混合物的分离。分离后的水可以直接送到生化装置进行处理，苯酚回收供反应系统循环使用。     

间歇减压精馏分离2-甲基吡啶/2-羟乙基吡啶

采用间歇减压精馏法实现了2-甲基吡啶和2-羟乙基吡啶这一热敏性混合物的分离,并考察了投料组成与操作压力对减压精馏过程的影响。结果表明,高真空条件降低了塔釜温度从而避免了物料在塔釜中受热变性,对于热敏物料2-羟乙基吡啶,减压精馏过程中压力应控制在4325 Pa以下,此时塔釜产品2-羟乙基吡啶的质量分数均能大于97%,同时收率能保持在86%以上。在压力为1325 Pa时,不同投料组成下塔顶产品2-甲基吡啶的质量分数和塔釜产品2-羟乙基吡啶的质量分数均高于98%,两者的收率也均在85%以上,能够很好地满足工业生产要求。     

共沸精馏法生产2-甲基喹啉的研究

采用共沸精馏的方法生产2-甲基喹啉,研究了共沸剂的选择和配比,得到纯度96.3%的2-甲基喹啉产品。     

间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚和水的工艺

正本发明为一种间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚和水的工艺,该工艺包括1)共沸精馏脱水:按质量比原料:共沸剂=(4~8):1,将原料和共沸剂加入精馏塔1的塔釜中,操作回流比为1~2.5,当精馏塔1塔顶温度T1=89℃~90℃,共沸精馏脱水结束;2)乙二醇单甲醚产品精制:继续精馏,操作回流比1~2.5,当精馏塔塔顶温度T1=124.6℃时,釜液为乙二醇单甲醚成品;3)回收共沸剂:塔釜采用再沸器2进行加     

共沸精馏分离丙炔醇-丁炔二醇-水的模拟及优化

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共沸精馏分离丙炔醇-丁炔二醇-水体系进行了模拟计算,计算值与工业数据吻合。采用醋酸乙烯酯为夹带剂,分析了原料进料位置、回流比、夹带剂进料位置、夹带剂进料比等参数变化对该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。     

正丁醇-甲苯共沸体系精馏分离研究

新型高性能特种环氧树脂合成中需要使用有机溶剂甲苯和正丁醇,它们的绿色、高效回收利用是生产过程中的迫切需要。针对甲苯和正丁醇的分离回收,采用模拟计算的方法设计分离流程,并研究了分离操作的工艺条件和流程的操作稳定性。研究结果表明,使用反应中产生的水作为挟带剂,通过共沸精馏可以在第一个塔的塔釜得到符合回用要求的正丁醇;在塔顶得到水和甲苯的共沸物,将其引入后续的油水分相塔,在分相塔塔顶得到符合回用要求的甲苯,塔釜得到含有微量有机物的水,大部分水直接回到第一个精馏塔被用作挟带剂,少部分水被引入废水处理系统。稳定性分析表明,该流程对工况的波动具有很好的抗扰动能力。     

毛细管精馏分离乙酸乙酯-乙醇共沸物

基于高效分离共沸物的目的,实验采用内部具有毛细管结构的活性氧化铝颗粒作为精馏填料,对乙酸乙酯-乙醇进行分离,为开发一种填料毛细管精馏技术高效分离共沸物提供研究基础。文中主要考察了原料组成、回流比和填料高度等单因素对塔顶乙酸乙酯纯度的影响,并通过均匀设计实验确定了最佳组合因素条件,然后又考察了活性氧化铝填料的回收使用情况,得出单因素最佳条件分别为:质量分数w_(F1)=70%,R=5,H=1.5 m;最佳组合因素条件为:质量分数w_(F1)=81%,R=5.86,H=1.39 m;填料回收:活性氧化铝填料重复使用仍可达到原始最佳水平,具有良好的回收再利用价值。     

异丙醇-水间歇共沸精馏模拟研究

运用两点隐含法求解间歇共沸精馏过程平衡级恒摩尔持液模型的非线性刚性方程组。以异丙醇-水-环己烷为例进行模拟计算,并将模拟计算结果同实验结果相比较。结果表明,当共沸剂塔顶回流的回流比为1∶5时,分离得到的异丙醇浓度可以达到99.5%(质量分数);异丙醇的收率最高,最大收率可达78%;模拟计算结果与实验结果吻合得较好,模拟计算可以反映实际过程。     

隔板塔共沸精馏分离二氯甲烷-乙腈-水-硅醚体系

以二氯甲烷-乙腈-水-硅醚为分离体系,采用自制隔板塔小试装置,研究了共沸剂回流比和液相分配比等操作参数对隔板塔分离效果的影响。实验结果表明,当气相分配比R_v为0.5,共沸剂回流比为3时,液相分配比R_l在[0.12,0.2]范围内,隔板塔分离效果较好。在实验的基础上,采用Aspen Plus软件对隔板塔共沸精馏工艺进行模拟,考察了隔板塔共沸精馏工艺最佳操作区域及节能效果。模拟结果表明,特定分离要求下,隔板塔存在一个使再沸器热负荷最小的最佳操作区域,在此最佳操作区域内,R_l和R_v相互关联,呈一一对应关系;与三塔串联简单精馏工艺相比,完成相同的分离任务,隔板塔共沸精馏工艺再沸器节能32.74%,冷凝器热负荷减少33.70%,乙腈回收率由66.47%提高到96.01%,且大幅降低设备投资。     

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。     

萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物

通过气液平衡实验和Aspen Plus模拟软件对萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸体系的可行性进行了研究。实验和模拟结果表明:乙二醇作为溶剂能有效地改变体系的相对挥发度,UNIFAC模型能够对萃取精馏混合物系相平衡行为进行较准确的描述;通过改变原料进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料位置等操作参数对该体系的分离进行了模拟,得到了可行的分离条件:理论塔板数为30,原料进料位置为第20块塔板,溶剂进料位置为第3块塔板,溶剂比为1.5,回流比为2。实验值与模拟值吻合良好,说明了模拟的可靠性。     

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。     

萃取精馏分离碳酸二甲酯-乙醇二元共沸物

测定了101.3 kPa下乙醇-碳酸二甲酯（DMC）和DMC-糠醛二元体系的汽液平衡数据,以及乙醇-DMC-糠醛体系在溶剂比为1∶1时的三元汽液平衡数据。结果表明,糠醛的加入可以改变乙醇和DMC的相对挥发度,并且当糠醛的摩尔分数大于0.25时,乙醇-DMC二元物系的共沸点消失。因此,可以采用萃取精馏的方法以糠醛为溶剂分离乙醇和DMC的混合物。采用Aspen Plus软件对连续萃取精馏分离乙醇-DMC共沸物的过程进行了模拟。结果表明,单塔带侧线采出的操作方式比双塔操作方式更有优势。