新型节能精馏流程——气体进料作再沸器热源双效精馏节能率的研究

由于常见的双效精馏、顺流双效精馏、逆流双效精馏、平流双效精馏在泡点以上温度进料时,节能效果不是很理想,针对泡点以上温度进料,我们研究了新型节能流程--气体进料作再沸器热源双效精馏流程,以乙醇-水为实验物系,通过模拟计算,考察进料组成和进料温度对其节能率的影响.研究结果表明,当进料中轻组分含量大于0.4时,气体进料作再沸器热源双效精馏A流程的节能效果最好,节能率在36%以上.当进料中轻组分含量小于0.4时,气体进料作再沸器热源双效精馏B节能效果最好,节能率均在20%以上.当进料温度在露点附近或者高于250℃时这3种流程节能效果较好.     

不同类型双效精馏流程节能特性的研究

本研究利用工程模拟软件,选择乙醇-水二元物系为模型,对不同类型的3种双效精馏流程(平流双效精馏、顺流双效精馏和逆流双效精馏)进行了流程模拟,考查了不同的原料组成、不同的进料温度在分离要求相同的情况下,与普通精馏塔相比,各类型流程节能率的变化情况。结果表明,(1)原料组成变化对平流双效精馏节能率基本没影响,进料温度在泡点下,平流双效精馏节能率更高;(2)对于顺流双效精馏,进料温度的变化对其节能率的影响较大,进料温度越高两种流程的节能率越低,原进料组成中轻组分含量越多,节能率越高;(3)逆流双效精馏流程适合进料中低沸组分浓度高于高沸组分浓度的物系精馏分离。低沸组分的浓度越大,应用逆流双效精馏流程的节能率会越高。对于逆流双效精馏流程的3种不同流程的节能率均随着进料温度的升高而下降。     

逆流双效精馏节能率的模拟研究

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究进料组成和进料温度对三种逆流双效精馏节能效果的影响.研究结果表明,逆流双效精馏B流程的节能效果最好,当进料中轻重组分的含量相当时,节能率高达49.83%.逆流双效精馏C流程的节能效果次之,逆流双效精馏A流程的节能效果最低,这两种流程最好应用在进料中轻组分含量大于重组分含量的条件下.三种逆流双效精馏流程的节能率均随着进料温度的升高而下降,因此逆流双效精馏最好应用在进料温度小于泡点温度的情况下.     

一种新型高效节能双效精馏流程的开发与研究

由于常见的平流双效精馏、顺流双效精馏、逆流双效精馏在进料温度小于泡点温度时,节能效果显著,在进料温度高于泡点温度时,节能效果不是很理想。因此针对泡点以上气体进料,在双效精馏基础上进行改进,开发了新型节能流程——气相进浓缩塔双效精馏流程,包括三种不同流程,以乙醇-水为实验物系,通过模拟计算,考察进料组成和进料温度对其节能率的影响。验证结果表明,其节能率最高达54%,最低也在15%以上,已满足了工业节能的需要。     

三效精馏优化专家系统的设计

将三效精馏流程分为5类,研究了进料温度、进料组成、进料相对挥发度对节能效率的影响。结果表明:三效精馏更适宜于进料相对挥发度小于6的物系,节能率可达50%以上;除逆流三效塔釜进料精馏适用于常温进料外,其余各流程均适用于泡点及以上温度进料;除顺流三效塔顶进料精馏外,其余各流程均适用于进料中轻组分摩尔分数大于重组分摩尔分数的情况。进料温度对节能率的影响比进料相对挥发度和进料组成要显著,是关键的影响因素。根据三效精馏节能规律,设计了三效精馏优化专家系统,本系统由用户界面、知识库和推理机3部分组成,其开发基于Windows XP操作系统,以Visual Basic 6.0作为开发工具,实现推理机对知识库的访问,实现VB 6.0与工程模拟软件(PRO/Ⅱ)之间的数据传输,从而实现对最优流程的智能选择,为三效精馏的应用设计、流程选择提供了平台。     

双效精馏节能技术研究进展

精馏是化工生产中的重要操作单元,由于其能耗大,节能潜力高而备受关注。双效精馏是利用2个精馏塔的操作压力不同而设计的,通过重复利用给定数量的能量来提高精馏设备的热力效率。主要介绍了双效精馏的3种典型的工艺流程：顺流双效精馏、平流双效精馏、逆流双效精馏,并从能源利用方面分析它们的特点和适用条件。综述了近年的双效精馏的模拟优化成果以及其节能现状与发展趋势。     

顺流双效精馏节能率的模拟研究

本研究采用工程模拟软件对顺流双效精馏进行了模拟设计和优化,以乙醇-水物系为模型,对单塔精馏和二种顺流双效精馏进行模拟,在分离任务相同的情况下,考察进料组成、进料温度对各精馏流程的能耗的影响,与单塔精馏相比顺流双效精馏节能效果明显,达到了节能减排的目的。     

顺流双效精馏节能率的模拟研究

本研究采用工程模拟软件对顺流双效精馏进行了模拟设计和优化,以乙醇-水物系为模型,对单塔精馏和二种顺流双效精馏进行模拟,在分离任务相同的情况下,考察进料组成、进料温度对各精馏流程的能耗的影响,与单塔精馏相比顺流双效精馏节能效果明显,达到了节能减排的目的。     

基于双效精馏回收乙醇的节能效果模拟研究

采用NRTL-RK热力学计算模型,通过稳态模拟优化计算,基于双效精馏流程回收乙醇,考察进料温度对三种不同结构的双效精馏流程节能效果的影响。研究结果表明:双效精馏A节能率在33%以上,较适合低温气体进料;双效精馏B节能率约为16%左右,双效精馏C节能率约为8%左右,且双效精馏B和C较适合高温气体进料。研究结果可为回收乙醇的双效精馏流程的选择和进料温度的确定提供理论依据。     

乙醇回收系统双效精馏过程的节能分析

利用ASPEN Plus软件对乙醇回收的双效精馏过程进行了建模与模拟,并分析了并流型、平流型和逆流型三种不同结构的双效精馏流程。在相同的设计基础和要求下,从节能效果对三种双效精馏流程进行比较,并流型所消耗的蒸汽和循环水量最少,逆流型次之,平流型最高。从设备投资对三种双效精馏流程进行比较,并流型和逆流型相当,平流型投资最高。分析结果可为回收乙醇的双效精馏流程的选择和优化设计提供理论依据。     

基于双回流变压吸附工艺的空气分离模拟及分析

双回流变压吸附是一种在吸附塔中间位置进料,塔顶和塔底分别采用轻、重组分回流的变压吸附过程,能够同时生产两种高纯度、高回收率的产品气。以实验室自主合成的LiLSX分子筛为吸附剂,利用Aspen Adsorption模拟软件,对进料组成为78%N₂/21%O₂/1%Ar的实际空气进行了两塔双回流变压吸附的模拟研究。模拟结果表明：当原料气为78%N₂/21%O₂/1%Ar,吸附压力为2 bar(1 bar=10⁵ Pa),解吸压力为0.3 bar,进料量为0.4 m³/h,轻组分回流流量为0.095 L/min,重组分回流流量为5.22 L/min时,能够得到体积分数为95.67%的O₂和体积分数为98.25%的N₂,回收率分别为94.60%和99.91%。并且进一步探究了进料位置、吸附时间、轻组分回流流量、重组分产品气流量等因素对O₂和N₂两种产品气纯度和回收率的影响。     

二段多产丙烯试验轻汽油转化不充分的原因

在重油二段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)技术中,回炼富含烯烃的轻汽油可进一步增产丙烯。实验室研究表明,回炼占新鲜原料19%的轻汽油,丙烯收率即可增加5%以上,而干气增加不到1%。而在工业试验中回炼占新鲜原料21.88%的轻汽油对丙烯和干气的贡献分别为1.51%和1.37%。其原因在于回炼的轻汽油高速喷入本身造成的催化剂稀相区和重油进料造成的催化剂稀相区,导致以分子形式分散的轻汽油与催化剂不能充分接触、吸附和发生催化转化,并因催化剂流化密度低而不能及时终止未能吸附的轻汽油分子发生热裂化反应,因而丙烯的贡献低而对干气的贡献高。     

进料组成对热偶精馏节能效果的影响

以苯-甲苯-二甲苯为实验物系,通过模拟软件模拟计算,研究了进料组成对TCS热偶精馏,TCS-R热偶精馏,TCS-S热偶精馏节能效果的影响.结果表明,主要组分为轻组分时,这3种热偶精馏的节能效果均较好,其中TCS热偶精馏的节能效果是最好的,节能率为33.8%.     

Controllability and energy efficiency of a high-purity divided wall column

The divided wall column system is a promising energy-saving alternative for separating multi-component mixtures. However, high energy efficiency and stable operations can only be achieved with careful design of steady state operation and control scheme. In this study, the effects of liquid split and vapor split ratios on the energy efficiency and controllability of a divided wall column system for separating ethanol, n-propanol, and n-butanol were investigated. A region with high energy efficiency was identified. However, relative gain analysis found that the performance of multi-loops composition control would be very poor. Dynamic tests showed that multi-loop temperature control cannot return the product compositions to the desired values in case of feed composition disturbances. Outside this region, composition control can compensate for external disturbances such as feed flow rate and feed composition changes but not changes in operating region caused by internal variations such as liquid and vapor splits. Offsets in the product purities were found if temperature controls were used and there are disturbances in feed composition or changes in operating region caused by upsets in liquid and vapor splits. There is a trade-off between energy efficiency and controllability. A composition + temperature cascade scheme was proposed to stabilize the operation with high energy efficiency. The proposed scheme was able to maintain high product purity and reject external disturbances in feed flow and composition changes as well as internal disturbances such as changes in liquid and vapor splits.     

吸收稳定系统能耗分析及优化

为了全面评价催化裂化装置吸收稳定系统工艺流程的优劣,不仅要对解析塔进行能耗分析,同时应实现以节能为目的的系统工艺最优化。应用HYSYS化工过程模拟软件对某炼油厂催化裂化装置吸收稳定系统进行模拟计算,并对多种进料工况进行研究分析。结果表明:冷进料工艺减少了系统的物料循环,提高了生产能力;另外,冷进料工艺也减少了系统的能量消耗,降低了生产成本,有利于装置的扩能增效。所以,冷进料是最合理的工艺流程。     

RE-Ⅱ助剂对CRMI-2催化剂催化裂化性能的影响

目前炼油工业实现重油轻质化的主要措施仍然是重油催化裂化工艺，借助催化裂化工艺可将低附加值重质油品转化为高附加值轻质油品。我国成品油市场中75%以上的汽油调和组分来自于催化裂化工艺。借助优化操作条件，改善进料喷嘴的雾化效果，提高汽提效率，虽能部分提高催化裂化反应产物中的轻油收率，但受自身工艺条件的限制，很难满足进一步提高轻油收率的要求。在FFB小型固定流化床反应装置上考察添加RE-Ⅱ助剂对CRMI-2催化剂催化裂化性能的影响，采用XRD、NH3-TPD和BET等对反应后CRMI-2催化剂的结构、酸性和比表面积进行表征。结果表明，与空白样品相比，添加质量分数0.6%RE-Ⅱ助剂的CRMI-2催化剂，催化裂化反应产物的总液收和轻油收率分别为88.99%和71.64%，与CRMI-2催化剂相比,提高了2.04个百分点和2.43个百分点，焦炭收率为3.70%，降低了0.48个百分点。     

非芳抽余油生产溶剂油的脱重组分塔优化设计

非芳烃抽余油原料可以通过浅度加氢生产溶剂,脱重组分塔是该装置主要设备之一。通过对脱重组分塔工艺设计方案的比较,选用单塔侧线抽出脱除原料中的轻、重组分的流程方案,利用先进的石油化工流程模拟软件对脱重组分塔进行优化设计,从而使塔的设计数据更合理、更准确。     

重芳烃高效转化生产轻芳烃技术

催化裂化柴油中富集了60%～80%的芳烃,导致催化裂化柴油密度大、十六烷值低,难以通过常规加氢改质技术来生产清洁柴油。本文主要介绍了中国石化抚顺石油化工研究院开发的一种利用富含芳烃的催化裂化柴油来生产轻芳烃的高效加氢转化FD2G新技术。该技术通过对加氢催化剂和工艺技术的组合优化实现了对催化裂化柴油的选择性加氢,可以将催化裂化柴油中富含的重质芳烃高效地转化为轻芳烃等高附加值的产品,为高芳烃含量的催化裂化柴油改质提供了一条经济、有效的加工途径。研究结果表明,应用催化柴油加氢转化FD2G技术加工高芳烃含量的催化柴油,可以生产30％～50％的优质催化重整原料,该馏分中C6～C9芳烃含量超过50%,BTX含量可以达到32%,同时改质柴油质量与原料相比改善幅度较大。