N-甲基吡咯烷酮法萃取精馏分离C_4馏分中1,3-丁二烯的模拟

采用NRTL方程和UNIFAC模型计算N-甲基吡咯烷酮(NMP)-C4物系的汽液平衡数据,由实验数据回归得到NRTL方程的二元交互作用参数。采用AspenPlus流程模拟软件对NMP法萃取精馏分离C4馏分中1,3-丁二烯的萃取精馏塔进行模拟,模拟结果与实验结果的相对误差小于10%,表明萃取精馏塔的数学模型可靠。考察了回流比、溶剂比(溶剂NMP与进料C4的质量比)、理论板数等因素对分离1,3-丁二烯的影响。模拟结果表明,萃取精馏塔的最佳工艺条件为:理论板数70～80块,原料进料位置为第48～52块理论板,溶剂比12,回流比0.5～1.0,溶剂进料温度40～50℃,塔顶采出量0.150～0.155kg/h。     

萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的模拟

采用化工流程模拟软件Aspen Plus,以NRTL模型计算气液平衡,对萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的过程进行模拟。选择1,2-丙二醇为萃取剂,考察了萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、萃取精馏塔理论塔板数、粗环氧丙烷进料位置、萃取剂进料位置、萃取剂进料温度和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,在满足环氧丙烷产品纯度为99.99%(w)的条件下,优化的工艺条件为:溶剂比0.45,萃取精馏塔理论塔板数30块,粗环氧丙烷进料位置第20块塔板,萃取剂进料位置第5块塔板,萃取剂进料温度45℃,回流比0.14。在此工艺条件下,环氧丙烷回收率为99.99%,单位产品热负荷为0.936 GJ/t。     

萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯过程的模拟

选用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂,采用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,利用化工流程模拟软件,对萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯的过程进行模拟。考察了溶剂和原料的进料位置、萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、回流比和理论塔板数对苯乙烯回收率和萃取精馏塔塔釜热负荷的影响,并通过正交实验设计得到较优的精馏操作参数。在满足产品中苯乙烯含量为99%(w)的条件下,正交优化的结果为:溶剂进料位置第6块塔板、原料进料位置第72块塔板、溶剂比9、回流比8、理论塔板数140。在该条件下,苯乙烯回收率为95.46%,热负荷为4.611 7 GJ/h,综合评价最好。     

N-甲基吡咯烷酮萃取精馏分离乙腈-正丙醇物系工艺条件的优化

采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对乙腈-正丙醇物系进行萃取精馏实验。采用Aspen Plus化工流程模拟软件,以改进的UNIFAC模型计算物性数据,对NMP法萃取精馏工艺进行模拟,考察理论塔板数、溶剂比(NMP与原料的质量比)、回流比等条件对分离效果的影响。萃取精馏塔的模拟结果与实验结果的偏差小于7.5%;模拟得到NMP法萃取精馏分离乙腈-正丙醇物系的优化工艺条件:萃取精馏塔的理论塔板数为35块、溶剂比为1.2、回流比为1.6,再生塔的理论塔板数为18块、回流比为1.5。在此条件下,乙腈产品中乙腈含量为99.6%(w),回收率为99.9%;正丙醇产品中正丙醇含量为99.8%(w),回收率为98.89%。     

萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯工艺过程的模拟

利用Aspen Plus流程模拟软件,采用双塔流程,以苯酚为萃取剂,对萃取精馏分离甲基环己烷(MC)和甲苯(MB)的过程进行模拟计算,并用实验验证。考察了萃取精馏塔的萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)和回流比等因素对分离效果的影响。在满足MC产品的纯度和收率均达到99%的条件下,模拟优化的结果为:理论塔板数为24块,原料在第17块板进料,萃取剂在第5块板进料,溶剂比3.08,回流比5。模拟结果与实验数据吻合较好,说明采用的模拟方法适用于MC和MB混合物萃取精馏过程的模拟。     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

采用分离集成技术从碳十芳烃中提取均四甲苯

采用萃取精馏和连续多级结晶相结合的分离集成技术从C_(10)芳烃中提取均四甲苯。选择甘油为萃取剂,考察实际塔板数、回流比、萃取剂与原料液的体积比(溶剂比)、进料量、结晶温度、结晶时间、抽滤时间等因素对分离均四甲苯的影响。萃取精馏条件:实际塔板数为106块、原料进料位置为第75块塔板、萃取剂进料位置为第5块塔板、溶剂比为1.0、回流比为4、原料进料量为2 mL/min,在此条件下,萃取塔顶馏分中均四甲苯的质量分数为42.7%,收率达到98.4%。连续多级结晶条件:结晶温度-6℃、结晶时间5 h、抽滤时间20 min,在此条件下,可将均四甲苯质量分数从42.7%提纯到99.18%,收率为90.95%。     

萃取精馏脱高温费托合成C_6馏分中的含氧化合物

采用PRO-Ⅱ模拟平台,选择NRTL热力学方法,以二甲基亚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺和乙二醇4种溶剂为萃取剂,采用萃取精馏法对高温费托合成C6馏分脱含氧化合物流程进行了模拟,并考察了V(萃取剂)∶V(C6馏分)、塔板数、进料位置、回流比等工艺条件对分离结果的影响。模拟结果显示,NMP为最佳萃取剂,最优模拟操作条件为:理论塔板数为30块、进料位置为第15块,回流比为2,溶剂比为2。采用实验室小型精馏塔对高温费托合成C6馏分进行实验验证。实验结果表明,塔顶采出液中的正丙醇+2-丁酮+丁醛的总含量小于0.1%(w),塔釜采出液中1-己烯含量小于0.1%(w),与模拟值吻合良好。     

萃取精馏法精制1,2-环氧丁烷的研究

1-丁烯催化环氧法生产的1,2-环氧丁烷(BO)粗溶液中含有水、甲醇、丙醛、丙酮等杂质,这些杂质与BO的相对挥发度接近于1,用普通精馏难以得到高纯度的BO产品。用萃取精馏法,以3-甲基辛烷为萃取剂,应用流程模拟软件Aspen Plus数据库中NRTL模型对BO的萃取精馏过程进行了全流程模拟计算,确定了较优化的工艺参数:BO粗溶液进料量为1 000 kg/h,溶剂比(萃取剂与BO粗溶液的质量比)为4,萃取塔理论塔板数为40块,粗BO原料进料位置为第21块塔板,萃取剂进料温度为42℃,塔顶有机相回流量为89 kg/h,塔顶水加入量为62 kg/h;产品塔理论塔板数为16块,进料位置为第12块塔板,回流比为0.9。在上述工艺条件下,BO的产品纯度达到99.79%(w),水含量低于200×10-6(w),醛含量低于50×10-6(w),可用作聚合单体。     

萃取抽提C_(10)重芳烃中均四甲苯的萃取剂筛选

采用萃取精馏法分离C10重芳烃中的关键组分,根据萃取剂选择条件,初步确定选用环丁砜、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、甘油和二苯胺为萃取剂;建立了汽液相平衡测定装置,测定了关键组分间的相对挥发度,确定邻苯二甲酸二辛酯为萃取剂;用AspenPlus软件进行模拟计算,在较佳模拟条件(T1塔板数为50块、原料进料位置为第18块塔板、回流比为5;T2塔板数为40块、侧线进料位置为第20块塔板、萃取剂进料位置为第10块塔板、萃取比(萃取剂与进料的体积比)为3.0、回流比为5;原料进料量为0.1L/h)下,可分别获得质量分数为60.3%和37.4%的均四甲苯和偏四甲苯,为均四甲苯结晶和偏四甲苯异构化提供原料。     

水-异丙醚-苯酚-对苯二酚液液平衡数据的测定及关联

利用气相色谱测定了常压下 ,水 -异丙醚 -苯酚 -对苯二酚四元物系在 46℃时的液液平衡数据 ,采用峰面积归一化法定量 ,用NRTL模型对所测数据进行热力学关联 ,求出模型参数。可为工业生产提供参考数据。     

醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系等压汽液平衡数据的测定

采用改进的 Rose 汽液平衡釜,在13.33 kPa 下,测定了醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的等压汽液平衡数据,实验数据通过了热力学一致性检验。N,N-二甲基甲酰胺与醋酸物系有最高共沸点。考虑醋酸在汽相中的缔合效应和非理想性,分别采用 van Laar,Wilson,NRTL 横型对醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的汽液平衡数据进行关联,得到相应的模型参数。关联结果表明,NRTL 模型关联的结果较好,温度平均绝对偏差为0.47 K,醋酸在汽相中摩尔分数的平均绝对偏差为0.006 7。用 NRTL 方程推算出醋酸-N,N-二甲基甲酰胺物系的共沸温度为370.70 K,共沸组成中醋酸摩尔分数为0.383 0。     

碳酸二乙酯-甲苯二元体系相平衡数据的测定与关联

采用双循环汽液平衡釜测定了101.3kPa下碳酸二乙酯-甲苯二元体系的汽液平衡数据。实验数据使用Herington面积积分法检验符合热力学一致性。运用Matlab中的非线性最小二乘法程序,对二元汽液平衡的Wilson和NRTL模型进行参数计算,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,二者符合良好,这为碳酸二乙酯-甲苯体系的热力学研究提供了基础数据。     

甲苯-正庚烷-四甘醇三元体系液-液平衡数据的测定与关联

利用气相色谱法测定了常压下，３０℃、４０℃、６０℃时甲苯－正庚烷－四甘醇三元体系液液相平衡数据。所得数据可供设计参考。绘制了三元液液平衡相图，随着体系温度的升高，两相区逐渐减小，均相区逐渐增大。用ＮＲＴＬ模型对试验数据进行回归，求出了３个温度下的活度系数模型参数，关联的结果偏差较小，证明ＮＲＴＬ模型适用于本体系液液平衡的计算。     

乙醇-乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺物系等压汽液平衡数据的测定及关联

用泵式沸点仪,在100 kPa下测定了乙醇-N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺二组分物系和乙醇-乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺三组分物系的汽液平衡数据。所测的汽液平衡数据符合热力学一致性。两个二组分物系的活度系数分别用Wilson,NRTL,Margules,van Laar模型进行关联;NRTL模型关联的结果较好,乙醇-N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯-N,N-二甲基乙酰胺二组分物系温度和汽相摩尔分数的平均偏差分别为0.34,0.35 K和0.009 3,0.007 4;用二组分物系NRTL模型参数对所测定的三组分物系数据进行关联,得到汽相组成和泡点。     

醋酸-醋酸异丙烯酯二元体系常减压汽液平衡研究

用改进的埃利斯(Ellis)平衡蒸馏器测定了醋酸-醋酸异丙烯酯二元系统在常压下和42.6kPa下的汽液平衡数据。采用Hayden-O'connell缔合模型考察了汽相缔合非理想性,液相采用活度模型Wilson、NRTL方程对测定的数据进行了关联,用非线性最小二乘法回归出二元系统Wilson、NRTL方程参数。汽液相平衡数据经Herington面积法检验满足热力学一致性。     

Correlation and Prediction of Salt Effect on Vapor Liquid Equilibrium for the System of 2-Propanol/Water

Binary vapor liquid equilibrium （VLE） data were measured for the systems of 2-propanol/ ethanediol and ethanediol/potassium acetate （KAc）. VLE data for the system of propanol/ethanediol was tested using thermodynamic consistency test. The average values of Ayj and A P were 0.0776 and 0.1542 kPa, respectively. The above two sets of VLE data were correlated with the NRTL model. Ternary VLE data for the system of 2-propanol/water/KAc was used to obtain the more suitable parameters of NRTL model for binary systems of 2-propanol/KAc and water/KAc （called TDCM）. For multicomponent systems, ternary and quaternary, the VLE values predicted by the NRTL model agreed well with the literature data. Influence of KAc, ethanediol, and the mixture of KAc and ethanediol on volatility between 2- propanol and water was investigated respectively. The results showed that the above-mentioned materials and mixture had different influence on volatility between 2-propanol and water. The method for correlation and prediction of salt-containing VLE is simple and effective for the said system.     

萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡

 利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na₂SO₄质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。     

碳五与N-甲基吡咯烷酮常压汽液平衡数据的测定及关联

利用气相单循环的小型汽液平衡釜测定了异戊二烯-N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1-戊烯-NMP、异戊二烯-1-戊烯-NMP物系的常压(101.3kPa)汽液平衡数据。其中两个二组分物系的汽液平衡数据均通过了Herington法的热力学一致性检验,利用NRTL模型对实测数据进行了关联和估算,汽相摩尔分数的实验值和计算值的平均相对偏差均小于0.32%。实验结果表明,异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系均不形成共沸物;利用得到的异戊二烯-NMP和1-戊烯-NMP二组分物系的NRTL方程参数对异戊二烯-1-戊烯-NMP三组分物系的汽液平衡数据进行预测,精度良好,可满足工程设计的需要。     

噻吩-正辛烷-环丁砜三元体系液-液平衡数据的测定与关联

 利用平衡釜法测定了常压下，40、50、60℃时噻吩-正辛烷-环丁砜体系的液-液平衡数据。用Hand公式对所得相平衡数据进行关联，获得了噻吩在萃取相和萃余相中的分配关系和可供工业上设计连续萃取过程使用的关联式。用NRTL模型对所测数据进行热力学关联，建立了液-液平衡模型，获得了液相非理想性的校正。关联时采用敞开体系的热力学平衡准则 混合吉布斯自由能最小来解决其多解问题。用单纯形和拟牛顿优化法，选用摩尔分数目标函数求出了相应的模型参数。用该模型对该体系进行计算，计算值与实测值的平均偏差较小，其中噻吩质量分数的平均偏差小于0.5%。