2-甲基萘气固相催化氧化制备2-甲基-1,4-萘醌体系的模拟计算

以2-甲基萘气固相催化氧化制备2-甲基-1,4-萘醌体系为研究对象,设计了三塔连续减压精馏工艺,并利用Aspen Plus软件对整个分离过程进行了模拟计算。通过选择物性方法和组分的简化、DSTWU模块的简捷设计和Rad Frac模块的严格计算,应用模型分析工具优化得到了粗酚系统连续减压精馏的工艺参数。若各塔轻关键组分的回收率设为98%,在一定的进料条件下,塔1、塔2、塔3的理论塔板数分别为10、13和19;最佳进料位置分别在6、9和10块板;塔顶产品与进料的质量流中之比(D/F)分别为0.293 3、0.191 2和0.647 6。得到2-甲基萘、2-甲基-1,4-萘醌和苯酐产品的质量分数分别为99.9%、99.0%和99.9%。该过程得到的结果对开发更为高效便捷的粗酚分离精制方法具有一定参考价值。     

己二酸二甲酯催化加氢产物精馏模拟计算

以己二酸二甲酯催化加氢产物为分离对象,设计了3塔连续精馏工艺,并利用Aspen Plus软件对精馏过程进行了模拟计算。采用DSTWU模块进行简捷计算、RADFRAC模块进行严格计算,对回流比、理论塔板数、进料位置进行了优化。结果显示,塔B1、塔B2、塔B3的理论塔板数分别为17、28、11;回流比分别为0.47、0.94、1.73;最佳进料位置分别在10、18、7块塔板。产品中甲醇、正丁醇、2-甲基环戊醇和1,6-己二醇的质量分数分别为99.9%、99.5%、95.0%、99.5%。     

低温煤焦油粗酚精制过程优化

用气质联用仪分析低温煤焦油中粗酚的组成与含量,利用Aspen Properties软件估算并评价非库组分的主要物性和多元交互作用参数,借助Aspen Plus软件模拟优化四塔联用减压精馏过程,并对上述最佳操作条件的可靠性进行验证. 结果表明,粗酚共检出23种酚类化合物,占97.806%,低级酚含量较高,约为89.436%,高级酚种类多而含量低;非库组分的估算结果能满足后续模拟计算的准确度要求;精馏苯酚塔、邻甲基苯酚塔、对/间甲基苯酚塔、二甲基苯酚塔的最佳塔板数为90, 80, 70, 60,最佳进料口位置为55, 30, 39, 32,最佳回流比为15.52, 15.95, 15.87, 0.98;塔顶苯酚、邻甲基苯酚、对/间甲基苯酚和二甲基苯酚产品的平均纯度和收率均满足规定要求.     

超临界乙醇抽提粗酚的工艺研究

通过超临界乙醇萃取苯酚、邻甲酚、间/对甲酚四元组分,探究温度和压力对超临界萃取效果的影响。对萃取产物进行气相色谱检测分析,通过测定各组分的超临界质量浓度和萃取率,探究粗酚各组分在超临界乙醇中的溶解规律。结果表明,在模拟粗酚实验中,各组分的抽提规律较为接近,均在温度为275℃、压力为14 MPa时,超临界抽提效果最佳,此时,苯酚、邻甲酚和间/对甲酚的萃取率分别为63.72%、63.37%、64.42%。实际粗酚与模拟粗酚各组分萃取率相近,误差均控制在7%以下。所以通过萃取模拟粗酚四元组分以探究实际粗酚的抽提规律的方法是有效可行的。     

粗酚的间歇精馏分离模拟

以工业粗酚原料为研究对象,利用Aspen Batch Modeler对其进行间歇精馏分离过程模拟计算,物性方法选择NRTLRK,未知物性采用UNIFAC估算,在目标产物苯酚、邻甲酚、间甲酚的质量分数分别为99.0%、96.0%、90.0%的前提下,分别考察了塔操作压力、理论板数、回流比、过渡馏分、杂质含量等多个因素对苯酚、邻甲酚、间对甲酚产品收率的影响情况。结果表明,塔板数增加、回流比增加均可以提高产品收率;操作压力减小会使苯酚的收率略微下降,而邻甲酚和间对甲酚的收率增加;过渡馏分的采集,可使组分的纯度和收率显著增加;中性油和吡啶等杂质的存在会导致产品质量和收率明显下降。模拟结果与现有工业化装置分离情况基本相符。     

碳酸丙烯酯生产工艺分离工段的模拟优化

利用Aspen Plus模拟软件对CO_2捕集生产碳酸丙烯酯精馏工段进行模拟优化。首先根据物系性质选取合适的热力学方法和模拟模型,再对待分离组分进行分析,确定合适的分离序列,即采用双塔精馏,主要产品碳酸丙烯酯在一塔塔釜获得,副产品丙二醇在塔塔釜获得;运用Aspen Plus中的DSTWU模块,确定精馏塔的初始参数。在初始参数下,利用Aspen Plus的Rad FRac模块对二塔进行严格计算,并通过多次优化得到了合适的进料温度、操作压力;利用Sensitivity模块进行灵敏度分析,得到2个塔的进料位置、回流比、馏出比等参数的优化结果。产品PC质量分数达到99.6%,产品PG质量分数达到99.9%,达到分离要求。     

基于DWC的氯硅烷精馏计算初探

采用Petlyuk模块对SiH_2Cl_2、SiHCl_3和SiCl_4的三元氯硅烷组份采用隔壁塔精馏进行了计算,得到了DWC塔的气液相负荷和组份浓度分布。并分析了回流比、进料位置、副塔采出位置、隔板位置以及Connect streams流量等因素对产品纯度的影响。结果和方法可为DWC精馏三元氯硅烷的工艺设计提供参考。     

变压精馏分离醚后C_4中甲醇组分模拟研究

基于Aspen Plus模拟软件,选用UNIFAC物性方法对变压精馏分离C_4与甲醇共沸物过程进行模拟与优化。考察了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和能耗的影响。确定了较佳工艺条件:加压塔理论板数为30,回流比为1.2,原料进料位置分别为第15块塔板,塔釜C_4质量分数为99.99%;低压塔理论板数为20,回流比为1.2,进料位置为第9块塔板,塔釜甲醇质量分数为99.99%。与传统萃取精馏相比,变压精馏能耗稍高,但无需引入其他组分。     

20kt/a粗酚精制连续化生产装置试车运行总结

以褐煤气化废水经萃取回收粗酚为主要原料,经预处理单元、苯酚精制塔、邻甲酚精制塔、间对甲酚精制塔和二甲酚精制塔,完成粗酚精制的连续化生产过程。通过实际运行情况可以确认装置设备能满足120%负荷生产的要求,各精制塔达到设计参数,满足实际生产要求。     

高纯2-甲基-3-丁烯腈连续精馏过程的模拟与分析

针对2-甲基-3-丁烯腈及顺式-2-戊烯腈为主的同系物连续精馏过程中,同系物减压分离塔操作条件优化困难等特点,在深入分析高纯2-甲基-3-丁烯腈减压精馏工艺流程的基础上,通过灵敏度分析和水力学分析等并结合物性分析,以合适的热力学模型对同系物减压精馏塔进行稳态模拟与分析,考察塔板数、进料位置、塔顶采出流率和进料流率的摩尔比、摩尔回流比、塔内压力等对分离过程的影响,优化工艺参数,最终得到2-甲基-3-丁烯腈、顺式-2-戊烯腈的质量分数分别达到97.05%、96.57%。模拟结果与试验结果相差不大,为该工艺的实际开发提供了重要的理论依据。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。     

连续减压精馏分离椰子油脂肪酸的模拟研究

文章利用Aspen Plus化工模拟软件中的严格计算法RadFrac单元操作模块对椰子油脂肪酸进行了连续减压精馏分离模拟。考察了塔板数、回流比、进料位置对分离效果的影响。结果表明:采用两个精馏塔B1塔和B2塔串联操作,操作压强为2500 Pa(绝压),原料进料质量流率20 kg/h,B1塔理论板数为15,第8块塔板进料,回流比为2(体积比),塔顶可得到产物辛酸的质量流率为8.675 kg/h,质量分数可达98.58%及回收率可达99.83%。塔底物料经B2进一步分离,B2塔板数为15,第9块塔板进料,回流比为1,塔顶可得到产物癸酸的质量流率为10.86 kg/h,质量分数为99.79%及回收率为98.81%。模拟结果对实验研究及工业化生产具有指导意义。     

粗酚连续精制分离项目技改浅谈

市场上已有粗酚精制项目产品纯度多为90%-95%的产品,其成品质量已经无法满足市场上要求纯度为99%以上的质量需求,为保证粗酚精制项目产品能在市场中有较好的经济效益,将已有连续精制的产品进行独立间歇精制,得到高纯度苯酚、邻甲酚及间对甲酚。     

乙酸乙酯催化萃取精馏新工艺的研究

提出了催化萃取精馏合成乙酸乙酯的新工艺,使用化工流程模拟软件Aspen Plus对该工艺进行了模拟和过程优化。得到优化结果:合成塔板数、催化段板数分别为38、14,醋酸和乙醇的进料位置分别为第7、34块板,回流比为1.5,醇酸进料摩尔比为1.15,塔顶乙酸乙酯的质量分数达到93.7%,塔顶无醋酸。搭建了内径30 mm的玻璃实验塔,以强酸型离子交换树脂为催化剂,进行了连续催化萃取精馏合成乙酸乙酯的实验。实验验证了模拟的优化条件,塔顶乙酸乙酯的质量分数达到93.4%,塔顶无醋酸。设计了年产20 000 t乙酸乙酯的工业生产装置,运行效果良好,产品质量分数为99.98%,乙酯的水蒸汽单耗为1.5 t,较传统工艺节能40%以上。     

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%。     

实验室精馏装置用于乙醇-水分离的工艺探索与优化

实验室精馏设备在实验过程中常出现液泛,漏液等操作异常的情况,且精馏出的产品纯度较低。我们进行了连续精馏和间歇精馏实验,摸索了进料量,进料浓度和回流比对分离效果的影响,并确定该塔适宜的操作条件。实验表明,原料浓度20%,回流比为3可保证连续精馏的稳定进行,且产品浓度可达93.4%;而对于间歇精馏实验,原料浓度25%,回流比4时产品浓度可达95.4%。     

甲醇污水减压热泵精馏回收工艺优化研究

为了对甲醇污水减压热泵精馏回收工艺进行准确模拟,采用改进的Rose釜通过循环法测定甲醇污水体系的汽液相平衡数据,利用Aspen Properties 7.2对此数据进行NRTL-RK模型的交互作用参数回归关联,借助Aspen Plus 7.2探讨进料中甲醇质量分数、理论塔板数、进料板位置、系统真空度与压缩机功耗之间的相互关系并对它们进行工艺优化。结果表明:甲醇污水体系的汽液相平衡数据较二元甲醇-水体系存在较大偏差,回归关联得到的交互作用参数可顺利通过热力学一致性验证,其回归参量和回归结果的标准偏差仅为0.204 7,0.985 0;在确保塔顶甲醇产品和塔底外排废水达标的前提下,T-101的进料中甲醇质量分数应尽量控制不低于11%,最佳理论塔板数为14,最佳进料板位置为第7块塔板,而系统真空度则维持在65 kPa为宜。经可靠性验证,减压热泵精馏处理后塔顶及塔底甲醇的平均质量分数均满足规定要求。文中可为该技术的工业化应用和大规模推广提供科学、可靠的理论支撑和数据来源。     

常规变压精馏和变压热集成精馏分离乙腈和水的模拟

利用Aspen Plus软件对乙腈和水的分离分别采用常规变压精馏工艺和变压热集成精馏工艺进行模拟,选用UNIQUE物性方法进行计算,以能耗最低为目标函数,满足乙腈和水的质量分数都不低于99%,对常规变压精馏和变压热集成精馏进行了分析,从而确定最佳工艺。对于常规变压精馏工艺,高压塔理论板数为14,进料板位置9,回流比1. 1;常压塔理论板数为12,进料板位置8,回流比1. 6。对于变压热集成精馏工艺,高压塔进料板位置为7,回流比为1. 17;常压塔进料板位置为8,回流比为1. 6。与常规变压精馏相比,变压热集成精馏再沸器能耗降低49. 75%,冷凝器能耗降低51. 53%,且无需增加再沸器和冷凝器。     

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。     

减压精馏分离DEHCH和DOP模拟研究

使用Aspen Batch Distillation模拟软件对环己烷-1,2-二甲酸二异辛酯(DEHCH)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)分离的减压间歇精馏实验进行模拟,并通过模拟结果与实验结果的对比,确定使用WILS-RK物性方法是合适的。然后使用Aspen Plus对双塔连续减压精馏进行模拟,得出当第一塔的塔板数为65,进料位置为第37块板,回流比为19.51,第二塔的塔板数为29,进料位置为第18块板,回流比为0.7987时,产品的DOP含量小于20 mg/kg。这对DEHCH生产的工艺设计具有一定的指导作用。