四氢呋喃-乙醇变压精馏分离

共沸混合物分离是化工过程中常见的分离难题。变压精馏是根据物系压力改变而使液体混合物共沸点组成发生变化,进而使共沸物系得以分离的一种有效分离方法。在热力学分析基础上,提出了四氢呋喃-乙醇液体混合物变压精馏分离双塔工艺流程。以NRTL-RK为物性计算方法,利用Aspen Plus模拟软件对变压精馏分离工艺过程进行分析及模拟,并对工艺参数进行优化。研究结果表明:在常压塔和0.8 MPa高压塔组成的双塔流程中变压精馏可将四氢呋喃-乙醇最低共沸混合物进行较好的分离。     

用共沸精馏隔壁塔生产无水乙醇的研究

提出1种单塔共沸精馏生产无水乙醇的新工艺流程,即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流程中的脱水塔及提浓塔.应用ASPEN PLUS模拟软件,对新工艺流程及常规共沸精馏流程进行了模拟,并对2种工艺流程作了对比,结果显示新工艺流程可以节省能耗28.2%,并能降低设备投资费用和操作费用.     

乙酸-水-乙酸正丁酯三相体系的热力学分析与共沸精馏过程模拟

乙酸-水-乙酸正丁酯体系的分离是汽-液-液三相共沸精馏过程,相分裂的判断和精馏塔算法的改进是进行该精馏过程模拟的两个主要问题.本文根据现有的基础数据给出了该体系的逸度和活度因子计算模型,然后讨论了Gibbs自由能的变化规律和热力学稳定性条件,给出了该体系相分裂判据,并得到了完整的相分裂区;最后,根据多相精馏的特点对现有的精馏塔算法进行了改进,对该三元非均相共沸精馏过程进行了数值模拟,所得沿塔温度和各组分浓度分布曲线与工业实测数据吻合.     

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。     

共沸-反应精馏隔壁塔制备乙酸乙酯的实验与模拟研究

针对反应精馏中部分物系存在反应物与生成物相对挥发度较小、难以分离的问题,提出共沸-反应精馏隔壁塔结构。以酯化法制备乙酸乙酯为研究对象,对共沸-反应精馏隔壁塔的操作性能进行了分析。在搭建的1套反应精馏隔壁塔实验装置内进行了相应的实验研究,并用Aspen Plus进行了模拟,模拟结果与实验结果一致性良好;对共沸剂用量、液相分配比、塔顶回流比以及原料乙酸质量分数等因素的影响进行了模拟研究;对共沸-反应精馏隔壁塔进行了节能分析。与传统反应精馏相比,共沸-反应精馏隔壁塔可实现重组分乙酸和中间组分水的清晰分离,有效避免中间组分的返混,提高热力学效率。     

萃取精馏分离乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙醇和水体系工艺研究

乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙醇和水体系彼此间都存在共沸,且存在三元共沸,很难通过普通精馏进行分离。利用Aspen Plus对萃取精馏法分离乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙醇和水体系的工艺进行模拟,热力学模型为UNIFAC,并对该体系进行萃取精馏实验研究,利用萃取精馏实验数据对热力学模型进行修正,使模拟数据与实验数据吻合,相对误差小于7.5%。通过乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙醇和水体系萃取精馏实验,详细研究了理论板数、溶剂比、回流比等因素对分离效果的影响,结合流程模拟数据,得出了该工艺的适宜条件:理论板数68~75,溶剂比5.8~6.5,回流为3.0~3.5。在适宜的工艺条件下,乙酸乙酯和乙酸丙酯的收率达到95%以上。     

制取无水叔丁醇的精馏工艺优化和对比

无水叔丁醇是一种重要的化工原料,然而在工业生产过程中会与水形成最低共沸物,难以通过简单精馏的方式获得。基于此,本文提出双塔萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和反应精馏三种精馏工艺来制取高纯度叔丁醇。在双塔和隔壁塔萃取精馏的优化中,利用Aspen Plus软件模拟该分离过程,以年度总费用（TAC）为目标进行过程优化,得到最佳操作参数。在反应精馏塔中,采用环氧乙烷多股进料的方式,环氧乙烷可与水反应并打破叔丁醇/水的共沸平衡最终制得无水叔丁醇。鉴于反应精馏塔的复杂性,对于反应精馏塔的操作参数进行详细的灵敏度分析以确定反应精馏塔在叔丁醇除水的可行性和潜力。模拟结果表明,与双塔萃取精馏相比,隔壁塔萃取精馏虽然能降低能耗但是也会增加6.51%的TAC,因此隔壁塔萃取精馏并不具有经济性;而反应精馏塔则能降低47.69%的能耗和35.36%的TAC,显现出巨大的应用潜力。     

基于双塔精馏的甲醇-碳酸二甲酯分离工艺

基于甲醇和碳酸二甲酯体系的共沸特性,应用双效热集成和分割式热泵两种双塔精馏工艺进行该体系的分离研究。利用文献报道的实验数据对选用的Wilson物性方程中的二元交互作用参数进行回归修正。利用Aspen Plus模拟软件,以年运行总费用最小为目标函数,分别对提出的两种双塔精馏工艺进行模拟与优化,得到合适的工艺参数。模拟结果表明,两种双塔精馏工艺均比单塔加压精馏工艺其能耗更低、年运行总费用更少。就两种双塔精馏工艺而言,分割式热泵精馏工艺较双效热集成精馏工艺,可节约设备投资费用约2.69%,年运行总费用节约17.33%。     

具有最低共沸点难分离物系变压精馏分离

变压精馏是根据物系压力改变引起液体混合物共沸点组成变化,进而使共沸物系得以分离的一种有效分离方法。具有最低共沸点的液体混合物分离是化工过程中常见的分离难题。本文在热力学分析基础上研究了四氢呋喃与乙醇、环己烷与苯混合物这类典型的最低共沸液体混合物的变压精馏可行性,提出变压精馏分离四氢呋喃-乙醇液体混合物工艺流程,以NRTL-RK为物性计算方法,利用Aspen Plus模拟软件对变压精馏分离工艺过程进行分析及模拟,并对工艺参数进行优化。结果表明:在常压塔和8atm高压塔组成的双塔流程中变压精馏能将四氢呋喃-乙醇最低共沸混合物进行较好的分离,指出本文提出的研究方法可为具有最低共沸点液体混合物分离工艺的建立提供更加有效的指导。     

丙酮水吸收-精馏过程分析与能量优化

采用Aspen Plus流程模拟软件,探讨了新型水吸收-精馏工艺过程的丙酮和空气混合的VLA(acetone vapor laden air)丙酮体积分数、温度和吸收剂初始温度等对吸收过程能耗及吸收剂用量的影响,对精馏过程单塔和双塔模型进行了经济分析,并采用夹点技术对吸收精馏流程换热网络进行了设计与优化。结果表明,吸收灵敏性分析的数值模拟结果与工业化装置实际运行数据有高度一致性,最大偏差不超过3. 16%,VLA进料冷却温度、吸收剂冷却温度以及VLA中丙酮体积分数对系统能耗的影响较大。在此基础上研究发现精馏过程的单塔模型相比双塔模型更具优势。基于夹点技术研究优化系统换热网络发现较大节能空间,可以节约公用工程冷量68%。     

醋酸-水体系复杂精馏过程模拟与优化

醋酸的缔合效应使得醋酸 水体系的非理想性非常严重,文中考虑汽相的二聚缔合,液相用NRTL方程修正其非理想性,计算出的常压下汽液平衡数据与文献值比较吻合,并把所推导的热力学模型用于多股进料精馏模拟计算,确定了精馏过程的最佳回流比以及精馏塔内温度、质量分数分布,并讨论进料温度、质量分数等因素变化对精馏过程的影响,获得了对醋酸 水体系精馏过程实际生产具有指导意义的优化操作参数。     

乙醇-苯混合物变压精馏的稳态模拟及优化

本文采用UNIFAC模型计算乙醇-苯混合物的汽液平衡数据,应用SRK状态方程计算汽、液相的焓值,对乙醇-苯混合物变压精馏(PSD-Pressure Swing Distillation)流程进行了稳态模拟和优化,得到了各物料流的温度、压强、流量和组成以及精馏塔理论板上的温度分布、液相流量分布和组成分布以及冷凝器和再沸器的热负荷。     

乙酸与正丁醇催化精馏过程模拟

用平衡级与拟均相非平衡级模型对乙酸和正丁醇催化精馏过程进行了数学模拟，结果表明，2种模型所得结果与实验值吻合较好，计算所得的汽液相浓度和汽液相流速沿塔高的分布规律与实验结果一致。     

水-乙酸-糠醛三元体系相平衡数据关联与共沸精馏过程模拟

通过最大似然法,采用NRTL-HOC和UNIQUAC-HOC模型对水-乙酸、水-糠醛、乙酸-糠醛二元体系相平衡进行回归模拟,发现NRTL-HOC模型较适合于水-乙酸二元体系,UNIQUAC-HOC模型较适合于水-糠醛、乙酸-糠醛二元体系;选择UNIQUAC-HOC模型,根据二元相互作用参数推算出水-乙酸-相似文献   

工业醋酸脱水过程五元体系非均相共沸精馏的流程模拟

针对以醋酸正丙酯为共沸剂的醋酸脱水过程,考虑醋酸溶剂中未反应的前体对二甲苯以及反应的副产物醋酸甲酯的影响及回收利用,分别选用HOC和UNIQUAC模型来修正体系中五元混合物系的汽液非理想性,通过拟合醋酸甲酯-对二甲苯和醋酸正丙酯-对二甲苯两体系的二元汽液平衡实验数据获得了该两组体系UNIQUAC模型的二元交互作用参数,借助模拟软件Aspen Plus,结合软件内置其他二元体系参数,对工业醋酸脱水塔系包括溶剂脱水塔、PX回收塔、共沸剂回收塔在内的三塔体系进行系统的分析模拟,得到了与工艺数据误差小于±6%的能正确描述工业醋酸脱水塔系操作特性的工艺机理稳态模型,为工业醋酸脱水过程工艺的进一步研究提供理论基础和依据。     

Removal of acetic acid from water by catalytic distillation. Part 2: Modeling and simulation studies

A simulation program has been established by incorporating basic models for reaction kinetics, vapor–liquid equilibrium and mass transfer into Aspen Plus (Aspen Technology Inc., 1996) to simulate the catalytic distillation process for the removal of dilute acetic acid from water. The simulated concentration profiles agree well with those measured under various operating conditions.     

Soft-sensing modeling and intelligent optimal control strategy for distillation yield rate of atmospheric distillation oil refining process

It is a challenge to conserve energy for the large-scale petrochemical enterprises due to complex production process and energy diversification. As critical energy consumption equipment of atmospheric distillation oil refining process, the atmospheric distillation column is paid more attention to save energy. In this paper, the optimal problem of energy utilization efficiency of the atmospheric distillation column is solved by defining a new energy efficiency indicator — the distillation yield rate of unit energy consumption from the perspective of material flow and energy flow, and a soft-sensing model for this new energy efficiency indicator with respect to the multiple working conditions and intelligent optimizing control strategy are suggested for both increasing distillation yield and decreasing energy consumption in oil refining process. It is found that the energy utilization efficiency level of the atmospheric distillation column depends closely on the typical working conditions of the oil refining process, which result by changing the outlet temperature, the overhead temperature, and the bottom liquid level of the atmospheric pressure tower. The fuzzy C-means algorithm is used to classify the typical operation conditions of atmospheric distillation in oil refining process. Furthermore, the LSSVM method optimized with the improved particle swarm optimization is used to model the distillation rate of unit energy consumption. Then online optimization of oil refining process is realized by optimizing the outlet temperature, the overhead temperature with IPSO again. Simulation comparative analyses are made by empirical data to verify the effectiveness of the proposed solution.     

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%。     

多效反应精馏过程生产氯化苄的能量集成

以甲苯氯化生产氯化苄为研究对象,对带侧反应器的反应精馏与精制塔串联工艺(CSRRT)进行研究及能量分析,建立了分段反应精馏与精制塔串联生产氯化苄的新工艺。利用精制塔塔顶蒸汽潜热加热第一段反应精馏塔的塔釜,建立了多效反应精馏(MERD);进一步利用侧反应器的甲苯氯化反应热加热第一段反应精馏塔的塔板物料,建立了多效透热反应精馏(MEDRD)。在相同生产要求下,对3种工艺的能耗进行比较。结果表明,MERD和MEDRD过程实现了能量的优化利用,与CSRRT过程相比,塔釜总再沸器热负荷分别降低16.8%和33.7%。     

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。