萃取精馏脱除烃类物流中二甲醚的模拟研究

以甲醇制丙烯工艺典型的脱丙烷萃取精馏塔进料为研究对象,利用Aspen Plus软件对甲醇萃取精馏脱除烃类产物中二甲醚杂质的过程进行了模拟研究。在规定塔顶甲醇的含量为3×10-4(w)和塔顶丙烷的回收率为99.5%(w)的设计要求下,考察了萃取精馏塔的溶剂比(甲醇与烃类进料的质量比)、理论塔板数、烃类进料位置、萃取剂(甲醇)进料位置等因素对萃取精馏塔能耗和分离效果的影响。在满足塔顶二甲醚含量低于1×10-6(w)且塔釜丙烯损失尽量少的优化目标前提下,得出较优的工艺参数:溶剂比0.3,理论塔板数100,烃类进料位置为第65块塔板,甲醇进料位置为第25块塔板。在该工况下,塔釜丙烯损失为0.12%(w)。     

催化精馏法合成乙二醇乙醚工艺的改进研究

对已开发的催化精馏法合成乙二醇乙醚的工艺进行了调整 ,改进了催化精馏塔的结构 ,取消了精馏段 ;并以新型改性沸石分子筛为催化剂 ,进行了由环氧乙烷和乙醇用催化精馏法合成乙二醇乙醚的实验室研究 ,考察了不同工艺条件对反应的影响。反应温度为 78℃ ,环氧乙烷进料空速为 0 .4～ 0 .8h-1,乙醇与环氧乙烷进料摩尔比为 ( 1 .5～ 2 .0 )∶ 1 ,塔顶回流量与环氧乙烷进料的体积比为 6∶ 1时 ,环氧乙烷接近完全转化 ,单醚的选择性和收率达 85%以上 ,与固定床及釜式反应相比 ,单醚的选择性和收率分别提高 1 8%～ 2 0 %。     

连续复合精馏法回收丙酮的研究

设计了连续复合精馏装置,精馏段采用浮阀板式结构,提馏段采用φ3×3θ环填料结构.考察了塔顶出料速度、理论塔板数、进料位置及回流比等因素对分离效果的影响.结果表明,复合精馏塔较佳工艺条件为:塔顶出料速度0.32 g/min,理论塔板数41块,进料位置为第30～35块塔板,回流比为2.此时丙酮的质量分数和收率分别达99.08％和98.71％.采用Aspen Plus化工流程模拟软件对连续复合精馏过程进行模拟计算,模拟值与实验值相对误差＜1％.     

反应精馏法制备高纯度醋酸甲酯

在中试反应精馏塔中以浓硫酸为催化剂进行了醋酸与甲醇反应制备醋酸甲酯的试验。反应精馏塔的精馏段为填料,反应段为立体催化精馏塔板,采用连续操作,考察了回流比、甲醇进料位置、停留时间、催化剂用量对反应精馏的影响。试验结果表明,当回流比为1.2、甲醇进料位置为第11～15块塔板、停留时间为2.2～2.5h、催化剂与醋酸的质量比为1.07∶100时,塔顶醋酸甲酯的质量分数达到99.50%以上,醋酸的转化率达到99.85%以上。     

萃取精馏分离均三甲苯的实验和模拟

对从C_9芳烃中分离均三甲苯进行了萃取精馏实验,并采用Aspen Plus流程模拟软件对萃取精馏塔进行了模拟计算。考察了回流比和溶剂比对分离均三甲苯的影响。实验结果表明,在理论塔板数为66块、回流比为20～25、萃取剂与进料的质量比为8的条件下,萃取精馏塔塔顶馏出物中均三甲苯的摩尔分数(x_(MES)为98.2%;x_(MES)的计算值与实验值的平均绝对偏差,在塔顶小于0.2%,在塔釜小于0.8%,在塔内液相小于2.0%,计算值与实验值吻合较好。建立的模拟方法可用于萃取精馏分离均三甲苯工艺的计算。     

异丙醚-异丙醇-水三元共沸物的Aspen Plus分离模拟

以乙二醇为溶剂,使用Aspen Plus化工模拟软件中的BatchFrac模块,基于UNIFAC模型,对异丙醚-异丙醇-水三元共沸物的间歇萃取精馏过程进行间歇萃取精馏模拟,研究了不同操作参数（如溶剂比、回流比、溶剂进料位置、溶剂进料温度等）对整个精馏过程的影响,对各工艺参数进行了分析与优化。结果表明,对于处理量为100kmol的异丙醚-异丙醇-水溶液,精馏塔具有16块塔板时,溶剂进料位置在第3块塔板,溶剂进料温度为60℃,异丙醚收集阶段回流比为5,溶剂比为1.72∶1,异丙醇收集阶段回流比为5,溶剂比为0.63∶1,塔顶异丙醚质量分数可达0.996,异丙醇质量分数可达0.978。     

从裂解C_5中分离聚合级异戊二烯工艺的改进

提出了采用反应精馏和共沸精馏替代第二萃取精馏单元从裂解C5中分离聚合级异戊二烯工艺的改进工艺,并采用Aspen Plus流程模拟软件对该工艺进行了模拟计算。计算结果表明,在优化的反应精馏塔操作条件(回流比17,塔顶压力101kPa,塔压降8.5kPa)下,塔顶异戊二烯中环戊二烯的质量分数小于1.00×10-6;在优化的共沸精馏塔操作条件(回流比85,塔顶压力152kPa,塔压降10kPa,进料/异戊烷质量比125)下,塔釜可得到聚合级异戊二烯。改进的工艺具有流程短、操作和建设费用低的优点。     

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。     

一种新型的二甲醚精馏节能工艺优化及应用

为了降低二甲醚生产能耗,提出了精馏塔采用汽液两相多股进料和采用新型高效塔内件的二甲醚精馏新工艺,并用PROII软件对其进行了模拟和优化,详细分析了进料温度、进料气液流量配比、回流比等操作参数对分离过程能耗的影响。按照优化后的二甲醚精馏工艺方案对某企业的15万t/a二甲醚精馏装置进行改造,经工业实际运行6个月可知,装置运行正常且生产吨二甲醚消耗蒸汽达到1.0 t以下,节能效果显著。     

β沸石催化精馏合成丙二醇单乙醚的研究

用改性 β沸石催化精馏合成丙二醇单乙醚 ,考察了反应温度 (压力 )、乙醇与环氧丙烷进料摩尔比、环氧丙烷空速、塔顶回流量与环氧丙烷流量之比对反应转化率和选择性的影响 ,确定了反应的最佳工艺条件 :反应温度 =110～ 130℃ ,乙醇 /环氧丙烷 (摩尔比 ) =( 1.5～ 2 )∶1,空速 =0 .4～ 0 .8h-1,回流量与环氧丙烷进料量之比 =6∶1,在此条件下 ,环氧丙烷接近完全转化 ,单醚选择性和单醚收率达 90 %以上。     

二甲醚水蒸气重整制氢过程的热力学分析

对二甲醚水蒸气重整制氢体系进行了热力学分析,考察了反应温度、压力、水醚进料比等因素对体系平衡组成的影响,探讨了反应体系达到热力学平衡时二甲醚转化率、氢气产物等的变化情况。分析发现,二甲醚平衡转化率分别随水醚比的增大和温度的增高而增大,随压力升高而降低;氢气组分含量分别随温度和压力的升高略有减少,随水醚比的增加先增后减。反应在水醚比为3～6、温度为200℃～300℃及压力为0.1MPa的条件下,可得到较高的氢气产率与选择性,较好的二甲醚转化率,副产物一氧化碳及甲醇含量较少。     

规整填料塔中二甲醚吸收的实验研究

在合成气一步法合成二甲醚过程中,产物被冷凝为气、液两相。采用CY700型金属丝网波纹规整填料,以去离子水为吸收剂对气相产物在操作温度20~50℃、压力1.0~3.0MPa、气液比(体积流率比)100~300的范围内进行了吸收分离研究,考察工艺参数对二甲醚吸收的影响。实验结果表明:吸收的操作压力和温度是影响二甲醚吸收的主要因素。在较高的操作压力下,采用较大的空塔气速依然可以得到较高的二甲醚吸收率;低温有利于二甲醚的吸收,吸收温度控制在40℃左右为宜;吸收剂水量控制在236m l/(m2.s)~283m l/(m2.s)范围内为宜。     

三相床中合成气制二甲醚宏观动力学研究

在三相高压搅拌釜中,使用XR型复合催化剂,在温度为220℃～260℃,空速为0·75L·g-1·h-1～1·35L·g-1·h-1,压力为3MPa～7MPa,反应进口yH2/yCO为4·01～4·59的范围内,搅拌转速为900r·min-1的条件下,研究了合成气一步法制二甲醚宏观动力学,考察了温度、空速、压力条件的变化对反应性能的影响。选取langmuir双曲型动力学模型,采用遗传算法和单纯形法对宏观动力学模型进行了参数估值,获得动力学模型的参数,统计检验和残差分析证实模型是适宜的。     

固定床合成气制二甲醚的本征动力学研究

在温度220～265℃,压力4.0～6.0MPa,空速1～2L/(g·h),反应原料气各成分体积百分含量H259.82%～68.77%、CO24.45%～34.34%、CO22.04%～2.96%的反应条件下,在固定床管式反应器中进行了合成气在双功能复合催化剂上二甲醚合成过程的本征动力学研究,建立了幂函数型的动力学模型,获得了模型参数,经检验该模型可靠,模型计算值与实验数据吻合良好。     

石油裂解汽油烯羰化酯化制C7—C9混合脂肪酸酯

用八羰基二钴／吡啶为催化剂,以炼油厂蜡裂解汽油烯为原料,进行羰化酯化反应合成C7－C9混合脂肪酸甲酯,考察了各种反应条件,催化剂浓度以及甲醇含水量对反应转化率和产物酯收率的影响,在n(吡啶（／n(钴）＝0．5;1．0时,确定出反应的最佳工艺条件为：反应温度120度,反应压力4．0MPa,反应时间6h.α－烯烃的转化率为100％,酯的总收率大于99％。     

碳四烃芳构化产物的综合利用研究

以大庆石化公司混合碳四为原料,在500 mL碳四芳构化模试装置上进行了碳四烃芳构化产物综合利用的研究。研究结果表明,在反应温度360～400 ℃、反应压力2.0 MPa、氢油体积比50:1、体积空速1.0 h-1的条件下,采用纳米分子筛为基础研制的碳四芳构化催化剂具有较高的活性,产品结构合理,芳构化产物中的C3～C4馏分可以作为乙烯裂解原料的一个补充,C5～C10馏分可以作为高辛烷值汽油调合组分。     

用β沸石催化蒸馏合成丙二醇乙醚

对β沸石进行水蒸气处理获得一种高活性和稳定性的合成丙二醇乙醚用固体酸催化剂。考察了反应温度、反应压力、乙醇与环氧丙烷进料摩尔比、环氧丙烷空速对反应转化率和选择性的影响 ,确定了适用于改性 β沸石催化剂的最佳工艺条件 :90～ 110℃ ,0 2～ 0 4MPa。经批量放大制备的催化剂用于催化蒸馏中试研究 ,与小试结果一致。     

浆态床CO加氢制二甲醚的工艺条件研究

在反应温度为２６０～３００℃，反应压力为３．０～５．０ＭＰａ，进料空速为４０００～７０００ｍｌ／（ｇ．ｈ）范围内，研究了浆态床ＣＯ加氢制二甲醚过程中工艺条件对双功能催化剂的性能的影响。在２６０～２８０℃温度范围内，ＣＯ、Ｈ２转化率、二甲醚生成速率及其选择性均随反应温度的升高而增加，２８０℃达到最高值。在进料空速为４０００～６０００ｍｌ／（ｇ．ｈ）范围内，提高进料空速可提高二甲醚和甲醇当量生成速率，但ＣＯ单程转化率降低，继续提高进料空速，二甲醚生成速率反而降低，而甲醇生成速率几乎不受空速的影响。随着反应压力的增加，ＣＯ转化率、二甲醚生成速率以及甲醇生成速率均增加。     

二甲醚自热重整制氢热力学分析及实验

用GIBBS最小自由能法对二甲醚(DME)自热重整制氢过程进行了热力学分析,在绝热条件下计算了反应产物中各组分的体积含量随水醚比(1～6),氧醚比(0.2～0.8)和压力(0.1MPa～0.6MPa)的变化关系。结果表明:H2的体积含量随压力的增加呈降低趋势;在标准大气压下,H2的体积含量随水醚比和氧醚比的增大都呈先增后降低趋势。氧醚比不变的条件下,随着水醚比的增加,CO与CH4的体积含量呈降低趋势,CO2的体积含量呈增加趋势。最后,在自制实验台上进行二甲醚自热重整制氢的实验研究,将该实验结果与热力学分析结果进行了对比分析,结果证明用GIBBS最小自由能法分析得到的H2,CO,CH4和CO2的体积分数随水醚比的变化趋势与实验结果较为一致。     

绝热管壳型固定床二甲醚合成反应器的一维数学模型

二甲醚是一种重要的清洁能源，开发具有竞争力的二甲醚生产工艺已成为世界各国的研究热点，以煤为原料采用一步法生产二甲醚是最具发展前途的方法。管壳型合成反应器具有床层温度平稳、反应温度容易控制、能量利用合理、操作费用低等优点。为此,建立了绝热管壳型固定床一步法合成二甲醚合成反应器的一维数学模型，求得典型工况下的10×10⁴t /a的二甲醚反应器床层内各组分的浓度和温度分布，并模拟计算进口温度（200~210 ℃）、操作压力（4.6~5.5 MPa）对反应器床层温度分布和CO转化率的影响。结果表明，在操作压力4.6~5.5 MPa下，提高操作压力能提高产量，入塔温度对反应的影响不大。研究结果可为工业反应器的设计提供依据。