间歇萃取精馏制备高纯甲醇模拟与实验研究

针对工业甲醇制备高纯甲醇的间歇萃取精馏过程,建立了准稳态模型,采用Newton迭代法进行求解。模拟分析了影响高纯甲醇收率的溶剂流率、溶剂加入位置、回流比等因素,并通过实验验证了模型的准确性和可靠性。在实验与模拟计算的基础上,确定了工业甲醇制备高纯甲醇的最佳工艺条件:总理论板数35,萃取剂二甲基亚砜在第10块理论板加入,萃取剂与原料甲醇的体积比0.3,前馏分段回流比8,产品段回流比5,此时,高纯甲醇单程收率可达60%。     

减压间歇萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇的过程数学模型

减压间歇萃取精馏是一种用于分离近沸点混合物及共沸物分离的极具发展潜力的技术。本文分别以N,N-二甲基甲酰胺作为简单溶剂和由N,N-二甲基甲酰胺与二甲基亚砜组成的混合物作为混合溶剂,建立了减压间歇萃取精馏分离乙酸乙酯和乙醇共沸体物系的过程数学模型,利用追赶法求解了描述该过程的一组刚性较强的方程组,并通过实验对所建模型进行了验证。结果表明,模拟计算结果与实验结果吻合较好。另外,通过图示,过程模拟结果表明减压操作能够强化萃取精馏的分离过程。     

用工业甲醇脱水纯化制取高纯甲醇

高纯甲醇是一种大量应用于化学及微电子工业领域中的重要溶剂,脱水是工业甲醇纯化精制过程中的一个关键问题。本文通过实验考察了分子筛、树脂、间歇精馏、间歇反应精馏、间歇萃取精馏以及半连续间歇萃取精馏等不同脱水方法的脱水性能,其中半连续间歇萃取精馏是一种最经济可行的脱水提纯制备高醇甲醇的绿色化工分离技术。     

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程的模拟

由于混合溶剂存在"混合溶剂效应",能够解决简单溶剂选择性与互溶性相互矛盾的问题,因此混合溶剂间歇萃取精馏技术可以大大拓宽传统单一溶剂间歇萃取精馏分离技术的应用空间。文章建立了反映常规混合溶剂间歇萃取精馏过程的恒摩尔持液数学模型,并运用2点隐含法对其求解,结果表明,模拟计算结果与实验结果吻合较好。随后运用该模型探讨了塔身持液量、混合溶剂进料位置等因素对混合溶剂常规间歇萃取精馏的影响。得出以下结论,产品馏出速率随塔身持液量的增大而减小,塔顶馏分产量与塔身持液量的关系不大。另外,混合溶剂进料位置的选定对分离效果也有较大的影响,需要正确选择。     

甲醇精馏的模拟与分析

对湖北省宜化股份有限公司所用的甲醇精制主塔进行了计算与分析,采用的数学模型为ＭＥＳＨ方程,找出了最佳回流比Ｒ＝１．５～２．０,最佳进料位置为第１２块板左右,最佳侧线采出位置为第１２或１３块板。     

间歇精馏过程模拟的发展与应用

介绍了间歇精馏模拟过程中常用的数学建模的经典方法以及近两年在数学建模及其算法领域的发展,讨论各模型的特点及其在精馏工业和试验中的应用实例。     

间歇精馏的模拟计算

介绍应用PRO-II精馏多级计算程序进行间歇精馏的模拟计算。给出了拟稳态模拟计算法和严格模拟计算法。较之文献广为推荐的简捷法,其结果更准确。给出了两个工业应用实例,分别用此两方法得出了计算结果。最后,还对过渡馏分返回、持液量大小等的影响得出了对比计算的结果。     

带有中间贮罐间歇萃取精馏实验研究

使用一个带有中间贮罐的间歇萃取精馏实验装置,以能形成最低共沸物的乙酸乙酯-乙醇体系为分离对象,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为萃取剂,实验研究了中间贮罐持液量、中间贮罐持液温度、萃取剂加入速率等操作参数对分离过程的影响。实验结果表明:随着萃取剂流率的增加,中间贮罐持液量也相应增加,组分更易于分离;随着中间贮罐持液量的增加,中间贮罐持液温度也相应升高,且存在最佳分离持液温度;萃取剂流率对分离结果的影响最大,中间贮罐持液温度对分离结果的影响次之,中间贮罐持液量对分离结果的影响最小。     

我国工业甲醇提纯制备高纯甲醇的研究进展

对照工业甲醇和高纯甲醇的指标要求,分别介绍了工业甲醇中的有机物、离子和水3大类杂质去除方法的研究动态,对我国工业甲醇提纯制备高纯甲醇的研究进展进行了评述,最后指出了我国现有的高纯甲醇制备技术存在的问题和研发意义。     

三元醇类间歇精馏模拟和实验

在ASOG相平衡理论的基础上,利用托马斯法（Thomas）模拟三元醇类间歇精馏过程,用精确校正法防止模拟结果的失真现象.实验结果证明了数学模型的正确性及计算方法的可靠性.定义了单位时间经济效益目标函数,并讨论了回流比和理论板数对单位时间经济效益的影响关系,得出了在给定条件下的最佳回流比为5.5,最佳操作理论板数为20的结论.     

间歇萃取精馏过程模拟计算

提出了一种可用于间歇萃取精馏过程模拟计算的快捷模型－准稳态模型，并对该方法的数学模型进行了推导。用此方法对间歇萃取精馏过程中塔顶、塔釜浓度，各塔板温度随时间的变化进行模拟，其结果与实验值吻合较好。它具有计算精度高、计算速度快等优点。     

Model based control of a high purity distillation column

In this paper, the problem of dual product composition control of an industrial high purity distillation column, a deisohexanizer (DIH), is addressed using a Generic Model Control framework. A dynamic simulation of the DIH was performed for preliminary studies of the performance of different controller strategies/algorithms. The performance of Generic Model Control incorporating different process models was studied. Process models are presented ranging from simple first order approximations to mechanistic short cut distillation models where a tradeoff between model complexity and model adaptivity is investigated. The different controllers were implemented and compared using a dynamic simulation of an industrial deisohexanizer (DIH) to select the best condidate controller. A controller using a nonlinear process model emerged as the best controller and was implemented on the actual process, resulting in improved performance over the original controller. Simulation results and industrial plant data are presented.     

基于集合算法的高纯度精馏塔分段建模方法

多级汽液平衡过程的严格模型变量维数高,用于构建优化命题时不易收敛且计算速度较慢。采用集合算法中基于吸收因子和理论塔板数计算全塔段组分回收率的组分分配特征方程代替逐板相平衡,加入物料衡算等基本方程与若干简化关系匹配模型自由度,建立可用于联立计算的逐段降维GM模型。同时根据高纯度精馏塔吸收因子沿塔分布的强非线性特征,提出分段线性拟合求解组分回收率的线性GM模型。以空分装置的粗氩塔为例进行高纯度精馏塔的严格模型、降维GM模型和线性GM模型的对比计算。结果表明,降维GM模型的计算变量由逐板模型的2377个减少到34个,同样平台下收敛时间由6136 s缩短至1 s左右,而关键组分纯度模拟与严格机理模型一致。     

拟稳态模型用于间歇萃取精馏的数值模拟

Batch extractive distillation (BED) is a special method used in the distillation process by adding a solvent into the batch distillation column to alter the relative volatility of the components and improve the separation. A comprehensive design and simulation method is required due to the complexity of BED. In this study, a quasi-steady-state model for BED is proposed, the derivation and solution of the model are presented. This shortcut model can be used to simulate the composition and temperature of the reboiler, the top and other plates of the column in a batch extractive distillation operation. The calculated values are in good agreement with the experi-mental data. The results show that the quasi-steady-state model is a practical method because of some advantages such as high precision and fast calculation.     

萃取精馏分离三甲氧基硅烷和甲醇的模拟和优化

运用Aspen Plus对萃取精馏分离三甲氧基硅烷和甲醇进行了模拟研究。采用芳烃作溶剂,通过和传统的对二甲苯溶剂对比,发现异丙苯和均三甲苯作溶剂具有很好的节能效果,且均三甲苯效果十分显著。在均三甲苯作溶剂的基础上,分析了溶剂比、塔板数、进料位置、回流比等条件对分离效果的影响,并对参数进行优化。确定了最优的操作条件为萃取精馏塔共24块理论板,混合物进料位置为第15块塔板,溶剂进料位置为第11块板,溶剂比为0.4,回流比为0.6。溶剂回收塔共12块理论板,进料位置为第5块塔板,回流比为2.3。在此条件下,三甲氧基硅烷和甲醇的产品的质量分数均能达到99.6%。     

基于样条插值模型的间歇精馏模拟与预测控制

以Aspen Batch Distillation（ABD）中的间歇精馏仿真系统为过程原型,提出了利用过程的模拟测试数据来建立间歇精馏过程的样条插值简化模型（spline interpolation model, SIM）。结合变回流比下的动态修正函数,构造出了一种简单实用的动态模型。该模型可有效模拟不同组分浓度下回流比发生变化时馏出液浓度和流量的动态变化情况。以该模型作为预测模型,进一步提出了一种变回流比的预测控制（model predictive control, MPC）算法来使馏出液浓度按照期望的设定值变化。控制仿真结果表明该控制方案计算简单,同时具有较好的控制效果。     

无累积罐循环全回流操作的模拟研究

间歇精馏循环全回流操作是一种具有前景的新型操作方式。文中在循环全回流操作的基础上,首次提出了无累积罐循环全回流新操作方式。通过数学模型对其进行模拟,模拟计算比较了新方式、恒回流比间歇操作和塔顶储罐一次全回流操作3种操作方式。模拟结果表明:无累积罐新操作方式的全回流阶段时间由2个因素决定,全回流开始时精馏塔内的浓度梯度情况和精馏塔内持液的平均浓度。随着全回流-全采出操作的进行,后续循环中的全回流阶段的时间增加,全采出阶段时间减少。当进料浓度低时,新操作方式的分离效率比恒回流比方式高26.4%—30.1%,并通过模拟揭示了新操作方式的特点。研究表明:无累积罐循环全回流操作方式是一种新型高效的分离操作。