高碳α-烯烃装置产品分离单元的方案设计与过程模拟

基于Aspen Plus过程模拟,建立了18000 t/a高碳α-烯烃装置分离单元稳态模型,采用经参数回归的BWRS状态方程,通过流程模拟验证了分离方案的可行性,确定了满足分离要求的精馏参数,以及溶剂循环过程中1-辛烯循环量及甲苯损失量。分别采用减压精馏与常压精馏两种方案进行C-205辛烯精制塔流程设计,结合模拟结果进行设备、操作费用估算,结果表明,减压精馏方案(50 kPa)相较于常压精馏方案,即使增加了抽真空系统,设备费用仍低约30%,运行费用低4%。     

低浓度醋酸-醋酸乙酯水溶液中分离醋酸乙酯

采用Aspen Plus软件模拟了醋酸-水-醋酸乙酯的精馏过程,根据实验数据优化热力学模型参数,在此基础上确定了最优的操作参数,获得了精馏操作时精馏塔各理论板的温度和气液组成分布图。然后通过精馏实验分离醋酸乙酯,塔顶醋酸乙酯的含量达到94%以上,实验结果与模拟结果吻合较好。     

ChemCAD模拟分离混合二元酸二甲酯研究

采用ChemCAD软件对混合二元酸二甲酯的精馏分离过程进行模拟。首先选用简捷精馏模型分别对己二酸二甲酯和戊二酸二甲酯混合物,戊二酸二甲酯和丁二酸二甲酯混合物进行初步分离模拟,再选用联立矫正精馏模型进行两步间歇精馏模拟,得到合适的精馏条件。结果表明:精馏塔Ⅰ和精馏塔Ⅱ的塔板数均为22,塔顶压力为0.01 MPa,塔压降为0.001 MPa,再沸器温度小于423 K,进料口在塔板数12处,精馏塔Ⅰ最小回流比为2.42,精馏塔Ⅱ最小回流比为0.69时,进行模拟精馏,得到丁二酸二甲酯的纯度为99.60%,戊二酸二甲酯的纯度为99.61%,己二酸二甲酯的纯度为99.70%;根据模拟结果,采用精馏装置对混合二元酸二甲酯进行实验验证,实验结果与模拟结果相近。     

氯苯废液中苯和氯苯的回收模拟研究

利用ChemCAD流程模拟软件,在1 atm下,对苯-氯苯-邻二氯苯三元体系间歇精馏回收苯和氯苯的过程进行模拟计算,并进行了实验验证。模拟结果表明：全塔理论级数为10,间歇精馏过程采用变回流比,分三步进行,回流比分别为：15：1、5：1和15：1,热力学性质采用PR模型计算,精馏时间约4.4 h,得到纯度为100%的苯,回收率为5.11%,纯度为99.99%氯苯,回收率为34.68%。模拟了间歇精馏塔各步操作的温度分布,塔顶最低温度为80.2℃,塔底最高温度为152.5℃,模拟值与实验值吻合良好。     

MTBE裂解制备异丁烯工艺甲醇精馏单元的模拟优化

本文对以MTBE为原料裂解制备异丁烯工艺中分离工段的甲醇精馏单元进行模拟和优化。采用工程模拟软件Aspen Plus对其甲醇精馏过程模拟优化,根据物料的性质、单元特点,选择热力学模型NRTL方程,建立稳态精馏模拟,寻找最佳进料位置以及最小操作条件,实现甲醇质量纯度达到99%,回收率达到95%,废水中甲醇含量低于0.5%的分离目标。     

MTBE裂解制备异丁烯工艺甲醇精馏单元的模拟优化

本文对以MTBE为原料裂解制备异丁烯工艺中分离工段的甲醇精馏单元进行模拟和优化。采用工程模拟软件Aspen Plus对其甲醇精馏过程模拟优化,根据物料的性质、单元特点,选择热力学模型NRTL方程,建立稳态精馏模拟,寻找最佳进料位置以及最小操作条件,实现甲醇质量纯度达到99%,回收率达到95%,废水中甲醇含量低于0.5%的分离目标。     

三组元全热耦合精馏过程的模拟计算

本文利用Aspen软件对三组分进料全热耦合精馏的分离流程进行设计和模拟,建立了相应的具体计算步骤。首先利用三塔模型把热耦合精馏过程简化为3个单独的简单清晰分割塔,通过简捷法设计和模拟得到塔板数和回流比等初值后进行严格法模拟,得到热耦合精馏的数据和操作条件。然后采用Aspen软件中的RadFrac模型,将三塔模型的模拟初值代入全热耦合模块进行严格模拟。结果表明,采用全热耦合精馏分离C4三组分比传统精馏的直接序列和间接序列节能约为20%。     

催化重整精馏装置的模拟仿真与操作优化

为了优化精馏装置的操作参数,提高工业生产过程中芳烃的产品收率,提出了50万t/a催化重整装置的设计方案。首先对催化重整芳烃精馏过程进行了认知与分析,指出关键参数的选取与判断是设计过程中的难点。在此基础上运用流程模拟软件Aspen Plus建立模型并对芳烃精馏过程进行模拟,包括对苯塔、甲苯塔、二甲苯塔的模拟与分析,得出每个精馏塔的主要操作条件与参数。然后结合芳烃精馏模拟结果,分析塔板数、回流比、进料位置、操作压力对精馏的影响,确定最优操作参数。模拟结果表明,参数优化有效且可行,对工业生产过程中相关参数的设定有重要的指导意义。     

复杂平流多效精馏系统常规操作的模型及算法

操作型调优可以在不增加生产设备的情况下,通过调整工艺操作条件取得明显的经济效益,而要进行操作型调优首先必须对操作型多效精馏的过程进行严格模拟。对操作型多效精馏的过程进行严格模拟时,平衡级模型是最适用、应用最广的方法。以往文献的模拟方法为先模拟各效精馏塔的单塔衡算,再模拟各塔之间的塔间衡算,这种逐效嵌套式的模拟方法计算量较大,如果涉及到优化问题,计算量还要大得多。建立了计算量较少的多效精馏操作型问题的严格计算模型。研究结果为平流多效精馏的分离过程提供基础数据,对精馏过程的节能降耗具有重要的指导意义。     

甲醇-苯共沸物连续萃取精馏工艺的流程模拟

基于化工模拟软件Aspen Plus,选用苯甲醚为萃取剂,采用UNIFAC模型,对甲醇-苯共沸体系的连续萃取精馏过程进行模拟与条件优化。采用Sensitivity灵敏度分析考察了萃取精馏塔的的溶剂比(萃取剂对原料的物质的量比)、全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比等因素对分离效果与热负荷的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为28,原料和萃取剂分别在第22块和第6块理论板进料,回流比为1,溶剂比为2。在此工艺方案下:产品甲醇和苯的纯度均达99.94%,萃取剂苯甲醚的回收率达99.99%,模拟与优化结果为甲醇-苯共沸物连续萃取精馏分离过程的工业化设计和操作提供了理论依据和设计参考。     

酯交换法合成碳酸二甲酯的催化精馏过程研究

在催化精馏实验装置中 ,以等体积浸渍法负载于是碳分子筛上的 12 磷钨酸为催化剂 ,通过碳酸丙烯酯和甲醇之间的酯交换反应合成碳酸二甲酯。通过实验考察了原料配比、操作压力、回流比、处理量等工艺参数对催化精馏过程的影响。采用神经网络与遗传算法相结合的方法 ,用黑箱模型计算催化精馏过程 ,并进行了全局优化 ;以动力学模型为基础 ,借助ASPEN软件用平衡级模型进行了催化精馏过程的模拟与预测。     

1,4-丁二醇脱水产物间歇精馏分离动态过程与优化

为高效分离提纯1,4-丁二醇脱水产物中的3-丁烯-1-醇,本文设计了一种间歇精馏工艺。针对体系组成和性质将其切割为轻组分、中间组分和重组分三部分,并基于Aspen Batch Distillation模块,对间歇精馏过程进行建模,通过均匀设计的思路对操作参数进行了优化。实验与模拟结果比较表明,Aspen Batch Distillation模块可以较好地模拟1,4-丁二醇脱水产物的间歇精馏过程。通过均匀设计对操作参数进行优化,所得的轻组分回流比、中间组分回流比、塔釜温度、轻组分接收器结束条件和中间组分接收器结束条件分别为14.91、17.00、180℃、73.81℃、117.69℃。采用优化后的操作参数,间歇精馏过程可以得到纯度为95.1%、单程收率为73.2%的3-丁烯-1-醇,比优化之前分别提高了1.9%和11.3%。研究结果为1,4-丁二醇脱水制备3-丁烯-1-醇的工业化实施提供了支撑。     

桃醛的提纯研究

采用真空间歇精馏技术对桃醛原料进行分离实验研究 ,考察了桃醛的热敏性 ;确定了安全的操作温度范围和适宜的操作策略。实验结果表明 :采用改变回流比操作 ,操作压力不超过 4.0kPa ,釜温低于 1 70℃ ,产品中桃醛的质量浓度达到 99%以上 ,收率达到 72 .4% ,其中辛醇杂质含量低于 5ppm。采用化工过程动态模拟软件HysysPlant2 .2对实验过程进行了模拟 ,采用恒定塔顶浓度和改变回流比控制策略 ,模拟结果和实验测定值符合较好。     

基于分割式热泵的2-甲氧基乙醇-水精馏工艺模拟

基于2-甲氧基乙醇-水体系的共沸特性,应用分割式热泵精馏用于该体系的分离。采用UNIQUAC方程计算该体系的相平衡数据,并利用实验数据对UNIQUAC方程中的二元交互作用参数进行修正。利用Aspen Plus过程模拟软件中的Radfrac精馏模型和Compr等熵压缩模型,以年总费用最小为目标函数,对提出的分割式热泵精馏工艺进行了模拟与优化,得到了合适的工艺参数,如分割点摩尔分数为x(H2O)=0.17、压缩机进气量为6.16 t/h等关键工艺变量。模拟结果表明,与常规热泵精馏工艺相比,分割式热泵精馏工艺的年总费用可节约34.4%,操作费用可节约36.3%。     

Aspen Plus模拟乙醇-正丙醇精馏分离

以乙醇-正丙醇精馏分离为模拟对象,利用Aspen Plus模拟软件中的WILSON模型对模拟体系中的相关参数进行回归。此外,相关的物性方法选择精馏模块RADFRAC对精馏过程进行模拟及建立,然后对精馏模拟过程中影响产品纯度的因素进行分析。最后得出进料中乙醇的百分含量为0.25,正丙醇的百分含量为0.75时进行精馏分离得到乙醇产品纯度最高且能耗低的最佳操作条件。     

热集成变压精馏分离正丙醇-苯的模拟和优化

提出了热集成变压精馏分离正丙醇-苯共沸体系的工艺方法,并采用NRTL模型对变压精馏分离正丙醇-苯分离过程进行模拟。采用工艺优化,分析了理论塔板数、进料位置、回流比、循环量等操作参数对分离过程的影响,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的正丙醇和苯产品,收率达到99.9%以上。热集成变压精馏比传统精馏相比,可以降低投资成本,而且节能高达47.2%。     

焦化甲苯的加氢精制

对焦化甲苯原料首先进行加氢处理,之后采用连续精馏的方法进行分离与提纯,以得到纯度较高的甲苯产品。加氢阶段有效去除并转化了焦化甲苯中的噻吩、吡啶和烯烃类杂质。精馏阶段采用2塔连续精馏的实验流程,并对流程进行了模拟,分别对2塔的操作参数进行了优化。通过连续精馏实验对模拟结果进行了验证,结果表明,对加氢处理之后的焦化甲苯原料采用NRTL热力学方法得到的精馏模拟结果可得到纯度为99.39%的甲苯产品,证明实验结果与模拟结果吻合较好。     

萃取精馏和精馏结合分离混合二氯苯的模拟及试验研究

采用三对角距阵法模拟混合二氯苯萃取分离结果,考察物料进料位置、进料量、回流比及塔板数对分离过程的影响,优化分离过程的工艺条件,在回流比R=4:1条件下,原料经萃取精馏和精馏结合分离,一次可得到99.5%以上的邻二氯苯和89.7%以上的对二氯苯,得率分别可达80%和97.9%以上,邻二氯苯分离过程能量消耗仅为精馏方法的28.7%;以二苯胺为萃取剂,进行萃取精馏和精馏试验,当溶剂比为1:1,回流比R=4时,原料液经萃取精馏和精馏分离后,一次可得到99.5%以上的邻二氯苯和86.7%的对二氯苯,得率分别达到72%和83.5%,试验和模拟计算结果基本一致,为进一步放大试验提供依据.     

以二甘醇为萃取剂萃取精馏分离苯-环己烷共沸体系

本文基于Aspen Plus软件,对苯-环己烷共沸体系的萃取精馏过程进行模拟与条件优化。采用Sensitivity灵敏度分析考察了多个因素对分离效果与热负荷的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为30,原料和萃取剂分别在第15块和第3块理论板进料。在此工艺方案下:苯的分离效果达99.863%,萃取剂二甘醇的回收率达99.846%,模拟与优化结果为苯-环己烷共沸物连续萃取精馏分离过程的工业化设计和操作提供了理论依据和设计参考。     

连续侧线精馏提纯正丁醇-异丁醇混合物的模拟及实验研究

采用Aspen Plus模拟软件对连续侧线出料精馏提取纯正丁醇和异丁醇的工艺进行模拟计算,考察塔板数、回流比、原料进料位置及侧线出料位置等对分离效果的影响,经优化得到连续侧线精馏塔最佳操作参数。建立连续侧线出料精馏实验装置,考察了精馏过程中各操作参数对分离效果的影响。将实验值与模拟值进行分析比较,结果表明模拟值和实验值之间的相对误差较小,在最佳操作条件下,正丁醇和异丁醇的质量分数提高到99.70%,收率为98.34%。提供了进一步分离正丁醇和异丁醇的依据。