正丙醇脱水萃取与共沸精馏隔壁塔工艺经济性对比

针对正丙醇脱水分离的常规萃取精馏及共沸精馏工艺能耗较高的缺点,提出以二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂的萃取精馏隔壁塔工艺、以乙酸乙酯为共沸剂的共沸精馏隔壁塔工艺两种分离方案。利用Aspen Plus软件进行了以上两种流程模拟并以年度总费用最低为优化目标对两种工艺分别进行全局优化,得到两种流程的最优设备及操作参数,并对其经济性进行对比分析。结果表明:共沸精馏隔壁塔工艺的年度操作费用比萃取精馏隔壁塔工艺降低约28.68%,其年度总费用降低约17.63%,说明共沸精馏隔壁塔工艺更具经济优势和工业应用性。     

正丙醇脱水常规共沸精馏工艺与隔壁塔精馏工艺经济性对比与分析

使用Aspen Plus软件对正丙醇脱水常规双塔共沸精馏流程进行模拟和全局经济优化,在此基础上,进一步提出正丙醇脱水的共沸精馏隔壁塔三塔等价模型分离方案,并对该流程进行模拟和优化。结果表明:共沸精馏隔壁塔工艺过程与常规共沸精馏工艺过程相比,设备费用降低52.52%,年度操作费用节约70.33%,年度总费用降低65.02%。这一研究结果将对化工生产中醇类脱水分离的工业应用具有一定的理论指导意义。     

萃取精馏隔壁塔分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系的模拟与优化

利用Aspen plus软件对乙酸乙酯-乙腈共沸物系采用萃取精馏方案进行模拟和全局经济优化。在此基础上,对该物系提出了萃取精馏隔壁塔三塔等价模型分离方案,并对该流程进行模拟和优化。结果表明:萃取精馏隔壁塔较传统萃取精馏塔在节约能耗和减少设备投资方面有明显的优势,萃取精馏隔壁塔方案比传统两塔萃取精馏方案在年度设备投资费用上节约22.1%,年度操作费上节约8.3%,年度总费用上节约13.1%。并且将塔底循环萃取剂与原料进行换热,进而进一步减少了能耗。这一研究将对工业分离乙酸乙酯-乙腈共沸混合物提供理论指导意义。     

塔顶蒸气直接压缩式热泵节能特性研究

以丙烯-丙烷、苯-甲苯两种物系为研究对象,通过模拟计算研究塔顶蒸气直接压缩式热泵精馏节能特性,研究不同沸点差进料物系对热泵精馏节能效果的影响.将计算结果与常规精馏塔进行比较,结果表明:与常规精馏相比,热泵精馏节能优势明显;沸点相近的丙烷-丙烯物系最适用于塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏,节能率在70%以上,经济效益非常可观.     

甲醇合成中双效精馏节能研究

针对目前国内精馏能耗偏大的情况,以稳态数学模型为基础,对生产能力为8万t/年的甲醇生产过程中的双效精馏的3种流程(并流型、逆流型、平流型)进行了计算。分别得到3种流程所需最小蒸汽量与蒸汽品质和冷水量。通过对不同流程所需的加热蒸汽的费用比较,提出了精馏设计的最佳节能优化方案。结果表明:在相同生产能力下,逆流型流程实现了较好的节能效果,比单塔流程节约蒸汽加热费用约30.3%,比目前国内最常用的双效并流流程节约蒸汽加热费用约16.6%。     

基于分析改造热泵精馏流程的设计方法

针对热泵—精馏耦合流程提出了工质分凝多级压缩热泵循环策略的简化设计方法.通过平衡分析特定过程的能耗瓶颈,以常规精馏塔的总组合曲线分析不同的中间换热温位和负荷对精馏塔损失的影响,并确定塔内可回收的最大损失,以温熵图确定与精馏塔能级匹配的多级压缩热泵操作条件,并估算压缩机功耗,实现了多级热泵精馏流程的节能优化设计.以丙烯热泵精馏流程为例,对比了采用简化方法和严格模拟确定多级热泵精馏最佳中间换热温位和相应压缩机功耗.结果表明:两种方法获得的最佳中间换热温位基本一致,压缩机功耗的估算值相对误差为4.3%,这说明该简化方法可以用于工程精度要求的热泵精馏流程节能改造.     

苯-甲苯双效精馏的优化计算

建立了苯－ 甲苯单塔精馏的ＭＥＳＨ 方程组,采用分割技术用计算机进行迭代求解,得到了塔内各理论板的气液流量、温度和浓度分布及塔顶和塔底热负荷,并计算了该过程的热力学效率为１３ ．９７ ％ 。在此基础上,提出了苯－ 甲苯的并流型双效精馏流程,并对该流程进行了工艺分析,确定了高压塔塔顶采出量及回流比为两个塔的协调变量。在规定各塔压和高压塔塔底流量的条件下,以综合效益为优化目标,以两塔的回流比为决策变量,采用一维定步长搜索给出决策变量改进值的方法进行优化计算,确定了双效精馏流程的工艺操作条件。优化计算结果表明,高压塔压力为３４ ．３４ Ｎ／ｃｍ ２ ,回流比为１ ．１ ,低压塔压力为常压,回流比为３ ．２ 的双效精馏比单塔精馏可节约供热量３２ ％ ,节约蒸汽用量２８ ％ ,且双效精馏过程的热力学效率可提高４ ．３９ ％ ,是一种非常有效的节能措施     

节能型芳烃分离工艺研究

采用稳态模拟技术,对芳烃生产装置精馏系统进行优化节能研究.研究结果表明:将3种典型双效精馏流程应用于芳烃分离流程中,在保证苯塔产品指标的前提下,均有一定的节能效果.权衡整体投资和产生的经济效益,选择平流双效精馏流程对芳烃分离流程苯塔进行节能改造意义更大,其节能率达43.65%.     

甲醇变压逆流双效精馏系统工艺模拟与优化

对粗甲醇的精馏工艺方法进行了评述,提出以变压逆流工艺实现精馏系统内热集成,达到节能目的.建立了变压逆流双效精馏系统工艺模型,基于序贯模块法的稳态过程模拟进行流程模拟计算,得到了该流程的基本数据,对具有热集成的精馏系统加压精馏塔操作压力对分离的影响、冷凝再沸器传热温差、分离要求对精馏节能的影响等方面进行对比研究并优化.结果表明：变压逆流热集成的甲醇双效精馏工艺差压小,是宜选的流程,可以节蒸气25.5%,节冷却水31.6%.     

水-乙酸甲酯-四氢呋喃三元共沸物系热集成萃取精馏工艺

针对水-乙酸甲酯-四氢呋喃三元共沸体系的特点,提出了热集成萃取精馏工艺对其进行分离研究。选择WILSON热力学模型计算该物系的气液相平衡数据,利用ASPEN PLUS软件中的两相闪蒸模块,模拟得到了不同萃取剂条件下,该物系各共沸组分间的相对挥发度。结果表明,乙二醇作为该物系的萃取剂比较合适,且最佳的溶剂比为0.37。在此基础上,以能耗和年总费用(C_AT)作为技术经济评价指标,对常规三塔萃取精馏工艺进行了模拟与参数优化,并利用夹点分析技术对精馏系统的换热网络进行了优化。基于换热网络的优化结果,对常规三塔萃取精馏工艺进行了热量集成。研究结果表明,与常规三塔萃取精馏工艺相比,热集成萃取精馏工艺其能耗降低约34.70%,C_AT节省约21.98%,热力学效率提高约36.34%。因此,热集成萃取精馏工艺是分离该三元共沸物系比较合适的节能工艺。     

平流双效精馏过程的研究

本文对平流双效精馏过程进行了详细地研究，建立了最优化设计的数学模型并编制了通用计算机最优化设计程序，用实例对所建立的数学模型及优化设计方法进行了考核计算，发现平流双效精馏节能效果显著，具有很高的应用价值。     

四氢呋喃双效精馏提纯工艺及其模拟

利用四氢呋喃(THF)水溶液的共沸点随压力改变的特性,提出加压塔-常压塔双塔提纯工艺.常压塔的馏出物浓度达到94.5%左右,加压塔顶馏出液和底部产品浓度分别达到88.8%和99.9%,塔顶馏出液返回常压塔.将加压塔的冷凝器和常压塔再沸器热耦合,建立双效精馏流程.采用PRO/Ⅱ对工艺过程进行模拟,结果表明该工艺达到满意的效果,并且双效精馏流程可节能42.3%.     

芳烃热集成精馏的模拟研究

利用ASPENPLUS软件,对石油芳烃常规分离塔系的工况进行了模拟计算,提出了两种芳烃热集成精馏流程。通过工艺分析和模拟计算确定了两种热集成精馏的最佳工艺操作条件。在模拟计算的基础上,通过对常规精馏与热集成精馏的能耗比较和设备投资的经济分析,找出了较为合理的一种三塔构型有效节能流程。研究结果表明,该流程可节约供热量37%,热力学效率可提高3.56%,但换热面积需增加1倍。     

化工精馏高效节能技术开发及应用

系统地对节能型精馏流程进行了研究,尤其对各种热泵精馏、多效精馏、热偶精馏的流程特点进行了分析,建立了节能型精馏流程优化模拟及分析系统,为工业化设计和应刚提供友好的平台。     

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术的应用进展

介绍了机械蒸汽再压缩(MVR)热泵技术的节能原理及应用优势,概述了该技术在制盐、乳液浓缩、造纸、固体干燥、海水淡化及蒸馏等领域的应用现状,探讨了MVR热泵技术在实际应用中要关注的几个问题.并以仲丁醇-异丁醇小温差体系的分离为案列,应用MVR热泵精馏工艺,进行了能耗计算与分析,结果表明,MVR精馏工艺比双效精馏工艺节能约66％,预示着MVR热泵技术在节能领域具有潜在的巨大经济优势.     

顺流双效精馏节能研究

本文对顺流双效精馏进行了具体的研究，建立了最优化设计的数学模型并编制了通用计算机最优化设计程序，用实例对所建立的数学模型及优化设计方法进行了考核计算，发现顺流双效精馏节能效率可达３０％以上，可推广使用。     

萃取和热集成变压精馏分离异丙醇与异丙醚的模拟

异丙醇-异丙醚形成二元共沸物,一般精馏方法很难分离.利用化工过程软件Aspen Plus,在异丙醇和异丙醚产物的摩尔分数达到0.999的条件下,以乙二醇为溶剂的萃取精馏流程和热集成变压精馏流程对异丙醇-异丙醚混合物分离进行模拟.以全年总费用最低为目标,确定萃取精馏流程两塔的理论板数、进料位置和溶剂进料位置以及热集成变压精馏流程的高压塔操作压力,两塔的理论板数,进料位置,得到两种流程的最优操作条件.从模拟结果可知,对于异丙醇-异丙醚混合物的分离,热集成变压精馏所需的全年总费用更低,比萃取精馏的全年总费用降低了10.86％.对于该混合物,热集成变压精馏流程要优于萃取精馏流程.     

热集成变压精馏分离乙酸乙酯与乙醇工艺及模拟

基于乙酸乙酯与乙醇共沸特性的分析,提出了热集成变压精馏的分离工艺,由加压塔和常压塔串联构成。选择NRTL (non random two liquids)模型为物性计算方法,其二元相互参数由汽液相平衡数据回归,利用Aspen Plus软件对提出的分离工艺进行模拟与优化,详细分析了两塔的理论板数、进料位置及回流比对分离的影响,并对比能耗。结果表明,热集成变压精馏分离工艺能很好地实现乙酸乙酯与乙醇的分离,得到最佳的工艺条件,与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节约加热蒸汽34.7％,为共沸物分离的设计和过程节能提供依据。     

烷烃分离热偶精馏的模拟研究

选用ASPENPLUS软件中的严格精馏模型 (Radfrac) ,模拟计算了烷烃分离的常规精馏过程 ,得到了常规精馏输入总热量为 3 .0 2× 1 0 7kJ·h- 1 ,分离过程的力学效率为 2 8.6 %。在此基础上提出了该分离物系的热偶精馏系统 ,并利用ASPENPLUS软件中的多塔精馏模型 (Multifrac)对热偶精馏的多解现象进行了模拟计算和探讨 ,再由灵敏度分析模块 (Sensitivity)确定了能耗最小、操作稳定的最佳设计条件 ,即当回流比为 5 .0时 ,取内连气相流股流量为 2 1 9.3kmol·h- 1 ,内连液相流股流量为 1 75 .6kmol·h- 1 。在以上设计条件下该热偶精馏输入总热量为 2 .0 7× 1 0 7kJ·h- 1 ,热力学效率为 37.2 %。结果表明 ,烷烃分离的热偶精馏可以节约供热量 31 .5 % ,热力学效率可以提高8.6 %。     

开式B型热泵精馏过程的研究

本文对开式Ｂ型热泵精馏过程进行了详细的研究，建立了以经济效益最大为目标函数的最优化设计的数学模型，给出了求解过程并编制了最优化设计的计算机程序，以丙烯～丙烷精馏分离为例进行了计算，节能效益十分显著。