六盘水地区异丙醚-异丙醇共沸物的变压精馏分离

采用Aspen Plus软件对异丙醚-异丙醇共沸物进行了变压精馏过程模拟。低压塔压力设定为六盘水地区大气压85kPa,高压塔压力设定为300kPa。以年度总费用TAC最小为依据,对各项设计变量如理论塔板数、回流比和进料位置等进行了优化。结果表明,在异丙醚-异丙醇混合物处理量为100kmol/h,摩尔分数异丙醚为20%,异丙醇为80%时,采用变压精馏可以使异丙醚和异丙醇产品纯度均达到99.9%。在此基础上,通过调节两塔的回流比,进行了完全热集成工艺设计。相比无热集成工艺,完全热集成工艺的设备投资和操作费用均明显降低,TAC节约了27.64%。结果表明完全热集成变压精馏工艺可以有效分离异丙醚—异丙醇共沸物,且经济上更合理,为高海拔地区此类共沸物的分离提供一些技术参考。     

完全热集成变压精馏分离丙酮-甲醇共沸物的过程模拟

基于丙酮-甲醇共沸物对压力变化敏感的特点,采用完全热集成变压精馏工艺分离该共沸物。基于相图分析,确定了精馏序列。以全流程的年度总费用TAC最小为目标,对两塔的塔板数、进料位置和回流比进行了优化设计。确定了丙酮-甲醇混合物(m丙酮:m甲醇=40:60)进料流率为3000kg/h的最佳工艺参数:低压塔操作压力为101.325kPa,塔板数为52块,丙酮-甲醇混合物和循环物流分别在第37块和22块位置进料,回流比为1.8;高压塔操作压力为506.625kPa,塔板数为33块,进料位置为第16块,回流比为4.3。高压塔塔顶物流和低压塔塔釜物流有43℃温差,满足完全热集成的条件,热集成负荷为1234.51kW。甲醇和丙酮纯度达到了99.9%,满足分离要求。结果表明完全热集成变压精馏工艺可以有效分离丙酮-甲醇共沸物。     

萃取精馏与变压精馏分离甲醇-乙腈共沸物的研究

In the present work, a comparative study of the extractive distillation and pressure swing distillation for methanol-acetonitrile azeotropic separation is performed for the first time. Different separation alternatives, including the conventional extractive distillation, the extractive distillation with vapor or liquid side-stream, the pressure-swing distillation with or without full heat integration, and the heat-pump assisted pressure-swing distillation are rigorously simulated and optimized based on the minimum total annual cost (TAC) via the sequential iterative strategy. The results show that TAC and CO2 emission of the new extractive distillation with vapor side-stream (Vapor-SED) are similar to that of the extractive distillation with liquid side-stream (Liquid-SED). Furthermore, the Vapor-SED and Liquid-SED gives 30.01% and 30.56% reduction in TAC and 23.32% and 23.49% reduction in CO2 emission, respectively, over the most competitive fully heat-integrated PSD configuration. Hence, extractive distillation with vapor or liquid side-stream appears to be better option economically and environmentally for separation of methanol and acetonitrile.     

乙酸异丙酯-异丙醇物系的热集成变压精馏分离模拟

采用Aspen软件及修正的Wilson模型模拟了压力对乙酸异丙酯-异丙醇物系共沸组成的影响,提出该物系基于热集成的变压精馏工艺。在此基础上,研究了系统能耗随变压精馏工艺两塔压力组合的变化趋势,优化了理论塔板数、进料位置、回流比等操作参数。模拟结果表明,高压塔操作压力为0.60 MPa、减压塔操作压力为0.02 MPa时,热集成系统能耗利用最合理。该压力条件下变压精馏工艺的最优理论塔板数为高压塔26块、减压塔38块;最优进料位置为高压塔第15块理论塔板、减压塔第10块理论塔板;基于热集成工艺的最优回流比为高压塔1.0,减压塔2.0。热集成变压精馏工艺可节能28.5%。     

隔壁塔萃取精馏及共沸精馏分离异丙醇-水体系的模拟与优化

分别采用隔壁塔萃取精馏（EDWC）与隔壁塔共沸精馏（ADWC）工艺制取无水异丙醇（IPA）,借助Aspen Plus模拟软件建立二塔等价模型,利用灵敏度分析对主塔进料位置、夹带剂用量、侧线采出位置、侧线采出量及回流比等参数进行优化,结合塔的设计规范,以此确定最佳工艺参数。模拟结果显示,与常规双塔工艺流程相比,在完成相同的分离要求下,EDWC工艺的冷凝器和再沸器热负荷分别降低32.38%,12.39%,设备费用和总年度费用分别节约29.34%,4.87%;ADWC工艺的冷凝器和再沸器热负荷分别降低29.57%,23.41%,设备费用和总年度费用分别节约16.87%,22.41%。ADWC用于制取无水IPA在节能降耗及节约设备成本方面表现出明显的优势。     

热泵及热集成萃取精馏分离异丙醇-水的流程设计与比较

以乙二醇为萃取剂分离异丙醇和水的混合物。为降低能耗、节约成本和减少CO₂排放量,采用热泵和热集成技术强化萃取精馏过程。利用Aspen Plus软件,对常规萃取精馏、热泵萃取精馏和热集成-热泵萃取精馏等工艺进行了模拟和优化。从能耗、年度总费用(TAC)和CO₂排放量等方面对上述工艺进行了评价和比较。结果表明,在相同的设计基础和要求下,压缩机性能系数为10.19的热泵技术能显著降低能耗;与常规萃取精馏相比,热泵萃取精馏方案二节能效率为28%,可减少CO₂排放3.746×10⁶ kg/a,投资回收期为3 a时,TAC可节约0.72×10⁵ USD;充分利用循环萃取剂显热的热集成-热泵萃取精馏更具优势,节能效率达到了35%,可减少CO₂排放8.457×10⁶ kg/a,TAC降低了1.70×10⁵ USD,具有显著的环境效益和经济效益。     

热集成-变压精馏分离苯-乙醇体系的模拟与优化

基于苯和乙醇共沸组成对压力敏感性的变化,提出了变压精馏与热集成相结合的方法对苯和乙醇共沸体系进行了流程模拟,并对各塔的关键参数进行优化设计,得到了最佳的工艺操作参数:高压塔的理论板数为20,进料位置为第10块理论板,回流比为10,塔顶采出量为902 kg/h,操作压力为1.0 MPa;常压塔理论板数为18,进料位置为第10块理论板,回流比为5,塔顶采出量为569.5 kg/h,操作压力为0.1 MPa;得到了苯和乙醇的质量分数分别为99.02%和95.23%。采用热量集成的方法,可降低常压塔塔顶循环物流的加热能耗34.1 kW。     

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。     

甲基丙烯酸甲酯/甲醇/水共沸体系变压精馏分离工艺的模拟与优化

对甲基丙烯酸甲酯/甲醇/水三元共沸混合物分离进行了常规变压精馏和双效热集成变压精馏模拟.以年总费用(TAC)为目标函数,对进料板位置、回流比、塔板数等参数进行了优化.在常规变压精馏工艺中,高压塔进料板位置最佳为第10块板、回流比为0.4、塔板数为23块,低压塔最佳进料板位置为第15块板、回流比为1.0、塔板数为60块,...     

间歇恒沸精馏法分离异丙醇水溶液的过程研究

采用单塔间歇恒沸精馏法,选择环己烷作为恒沸剂,分离异丙醇和水。应用ChemCAD5 2化工模拟软件中的CC BATCH间歇精馏模块对间歇恒沸精馏工艺过程进行了模拟计算,并应用最优模拟条件来指导实验,得到了环己烷异丙醇水三元体系的最优操作条件:进料质量比m(环己烷)/m(异丙醇)/m(水)=0 428/0 5/0 07,回流比19,汽化量0 3kg/h,塔板数7。采用环己烷异丙醇水三元非均相恒沸精馏脱水法将异丙醇与水分离,从含水12 6%左右的异丙醇溶液可制得含水小于0 3%的异丙醇产品,异丙醇单程质量收率可达61 1%。     

变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的稳态模拟

碳酸二甲酯与甲醇形成的共沸物是一种难以分离的物系,采用Wilson热力学模型,通过Aspen Plus流程模拟软件对变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的工艺进行稳态模拟优化,优化后的结果为:常压塔(0.1 MPa)实际塔板数为25,进料板位置为5,回流比为1.4;加压塔(1MPa)实际塔板数为34,进料板位置为27,回流比为1.2。优化后碳酸二甲酯与甲醇的回收率均为99.99%。     

热集成变压精馏分离苯-异丙醇的工艺模拟

利用Aspen Plus流程模拟软件对苯-异丙醇共沸体系进行了热集成变压精馏工艺的分离模拟,采用NRTL-RK活度系数方程作为物性计算模型.确定了热集成变压精馏的压力、工艺流程,分析了进料板位置、回流比等操作参数对分离过程的影响.最佳工艺参数为:常压塔压强采用压强为101.3 kPa,30块理论板数,第15块板进料,回...     

亚高原地区变压精馏分离乙酸乙酯-乙醇的研究

对亚高原地区乙酸乙酯-乙醇共沸物进行了变压精馏分离工艺(PSD)模拟,低压塔压力设定为云贵高原地区的大气压0.85 atm,高压塔压力设定为3 atm。以年度总费用TAC最小为依据,对各项设计变量如理论塔板数、回流比和进料位置等进行了优化,在此基础上,本文又进行了部分热集成变压精馏(PHIPSD)和完全热集成变压精馏(FHIPSD)的工艺设计。结果表明热集成工艺需要更低的设备成本和能耗成本,相比无热集成工艺,部分热集成变压精馏(PHIPSD)和完全热集成变压精馏(FHIPSD)的年度总费用TAC分别节省27.82 %和28.89 %,完全热集成变压精馏工艺可以有效分离乙酸乙酯—乙醇共沸物,且经济上更合理,本文的研究内容为亚高原地区此类共沸物的分离提供一些技术参考。     

异丙醚-异丙醇有机废水回收过程的模拟与优化

基于Aspen Plus的概念设计,提出了非均相液液萃取与萃取精馏相结合的分离工艺,得到了质量分数均为99.5%的异丙醇和异丙醚产品,并利用灵敏度分析,确定了粗馏塔、水回收塔、异丙醇回收塔、乙二醇回收塔以及非均相液液萃取塔的最佳工艺参数:粗馏塔、水回收塔、异丙醇回收塔、乙二醇回收塔的理论板数分别为7,12,36,10;进料位置分别为塔底,第7块理论板,第4/30块理论板,第4块理论板;塔顶采出量分别为78.0,152.0,130.6,21.4 kg/h;液液萃取塔的理论级数为9。     

正戊烷共沸精馏甲缩醛-甲醇分离过程模拟与优化

选择正戊烷为共沸剂,研究甲缩醛-甲醇体系的共沸精馏分离工艺。以三元相图为基础进行概念设计,确定了合适的共沸精馏分离流程。采用Aspen Plus模拟软件对该过程进行工艺模拟与优化,分析确定了优化的操作压力、操作温度和溶剂比等工艺操作条件,对比考察了精馏塔塔板数、进料位置、溶剂比等工艺参数对产品质量和能耗指标的影响。结果表明,采用正戊烷作为共沸剂的共沸精馏工艺,可高效地实现甲缩醛-甲醇混合物的分离,甲缩醛产品质量浓度可达99%,甲缩醛回收率不低于99.9%。与常规变压精馏工艺相比,共沸精馏工艺的能耗约可降低36%,具有较好的工业应用价值。     

萃取精馏热集成过程分离苯环己烷混合物的优化与控制研究

本文以糠醛为萃取剂,对压力不敏感的苯环己烷共沸体系采用萃取精馏热集成过程进行分离;采用遗传算法对萃取精馏过程进行优化设计,结果表明萃取精馏热集成能够节省15.7%的过程能耗;研究了系统的动态特性并建立了三种控制结构,基于前两种控制结构提出的第三种控制结构,即压力补偿温度控制结构能够有效地抵抗进料流量与进料组成扰动,显示出较好的控制性能。     

分隔壁塔萃取精馏分离环己烷-苯共沸物的模拟优化

以糠醛为萃取剂,采用模拟软件Aspen Plus对环己烷-苯共沸物体系的分隔壁塔萃取精馏工艺进行了模拟优化。利用单变量灵敏度分析考察了分隔壁萃取精馏塔的塔板数、回流比、溶剂比、萃取剂和原料的进料位置等因素对产品纯度及再沸器热负荷的影响。确定了最优的工艺条件:分隔壁萃取精馏塔主塔及副塔的理论板数分别为34和10,回流比分别为2和3,主塔溶剂比为2.4,原料和萃取剂的进料位置分别为第22块板和第7块板,气相分配比为0.2,侧线抽出板的位置为主塔的第31块板。与传统的萃取精馏相比,分隔壁塔萃取精馏工艺可降低能耗13.5%。     

萃取精馏分离甲醇-碳酸二甲酯共沸物的研究

基于甲醇与碳酸二甲酯的共沸特性,利用ASPEN PLUS对其分离过程采取双塔萃取、隔壁塔萃取及单塔萃取进行模拟。通过WILSON模型对实验数据进行关联,得出合适的二元交互作用参数,进而考察共沸体系在不同萃取剂下的相对挥发度,最终选择乙二醇作为萃取剂。对三种塔型进行模拟,得出隔壁塔萃取方式不仅甲醇和碳酸二甲酯的纯度比另两种塔型要高,而且萃取剂回收率接近100%。由于副塔没有再沸器,隔壁塔在能量利用方面有绝对的优势。     

萃取精馏分离甲醇-碳酸二甲酯共沸物的研究

基于甲醇与碳酸二甲酯的共沸特性,利用Aspen Plus化工模拟软件对其分离过程进行模拟和分析,采用Wilson模型对实验数据进行关联。考察了共沸体系在不同萃取剂下的相对挥发度。选择乙二醇作为萃取剂,对双塔萃取、隔壁塔萃取以及单塔萃取方式进行了比较,发现采用隔壁塔萃取方式时,甲醇和碳酸二甲酯的纯度更高,且萃取剂的回收率约为100%;由于副塔没有再沸器,在能量利用方面也有绝对的优势。     

甲醇-丙酮共沸物分离工艺的稳态及动态模拟

采用Aspen Plus软件对变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟,分析了能耗、理论板、进料位置、回流比等参数对分离过程的影响。确定了该工艺中各塔的最佳操作参数:常压塔理论板数52,进料位置34,回流比2.85;加压塔理论板数62,进料位置41,回流比3.09。常压塔得到甲醇质量分数99.9982%,加压塔得到丙酮的质量分数99.893%。对比优化前后能耗,总节能24.9%。通过Aspen Dynamic软件建立温度控制模型,结果表明该控制体系可很好的应对进料流量和组分组成波动,保证甲醇和丙酮纯度。