分隔壁精馏塔操作特性研究

以乙醇、丙醇及丁醇为例,对分隔壁精馏塔用于三元混合物分离的操作特性及节能效果进行了模拟分析与研究.确定了分隔壁精馏塔的优化操作条件,即回流比为10、中间出料位置为第16块理论板、进入分隔壁进料侧的汽液相流量分别为30kmol/h和80kmol/h,分隔壁的上下部连接位置分别为第10块板和第23块板.结果表明:与常规精馏流程相比,采用分隔壁精馏塔可节能30.49%上.     

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。     

应用隔壁式精馏塔分离煤制烯烃设计

利用Aspen HYSYS流程模拟软件完成隔壁式精馏塔的设计,设计过程中引用逻辑操作单元将隔壁式精馏塔的预分离塔与主精馏塔进行了耦合,逻辑操作单元的引入可以减少隔壁式精馏塔的自由度,从而降低了精馏塔模拟达到稳态时的难度。在完成精馏塔设计并得到结果的基础上,对稳态工艺过程模拟结果进行灵敏度分析,考察了隔壁式精馏塔侧线抽出流量、回流比、进料温度、气相回流流量和液相回流流量对隔壁式精馏塔塔顶、中间以及塔底组成的影响,得到优化后的工艺操作参数。同时根据隔壁式精馏塔分离产物的组成提出并联分离顺序,与原有的顺序分离相比流程更加紧凑,对实际的烯烃分离流程的设计工作具有参考意义。     

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.     

隔壁塔设计与控制的研究进展

隔壁塔作为一种利用完全热耦合技术的精馏塔,其在一个塔壳内实现多组分的清晰分离,避免了在常规精馏塔序列中出现的返混现象,具有热力学效率高、能耗低、投资费用低等优点.着重阐述了隔壁塔在设计与控制方面的研究进展,包括初值估算设计、严格模拟设计、优化设计、控制方案、参数控制操作性等,指出在模拟和应用中隔壁塔的设计与控制存在的问题及后续研究的方向.     

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。     

新型精馏旋转床的基础理论及应用研究

论述了国内外旋转床精馏性能基础及应用研究进展;阐述了旋转床精馏研究现状;提出了旋转床精馏工业化中存在的不足与改进措施;分析了旋转床精馏的发展前景.研究表明,旋转床是一种新型的气液过程强化精馏设备,其理论塔板高度比传统的精馏塔下降1～2个数量级.超重力精馏技术将会得到广泛应用.     

先加入溶剂的间歇萃取精馏实验研究

针对常规间歇萃取精馏操作中产品采出前建立平衡过程复杂、能耗较高的问题,提出了一种新的间歇萃取精馏操作方式,即在精馏塔釜液接近泡点时,就将溶剂以一定流量连续加入精馏塔,当蒸汽上升至塔顶就以一定的回流比采出产品.因此在产品采出之前,只需要建立一次汽一液平衡关系.本文以乙二醇为溶剂分离乙醇一水体系,通过与常规间歇萃取精馏操作方式的对比实验表明,新的操作方式具有操作简单,操作时间短,能耗低等优点.     

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.     

基于正交设计和神经网络的萃取精馏工艺优化

通过优化精馏工艺的操作参数,得到最优操作参数组合,可实现萃取精馏过程的节能降耗.以溶媒原液二氯甲烷-乙醇-水混合液为研究物系,乙二醇为萃取剂,在Aspen中建立萃取精馏工艺模型进行研究.分别以二氯精馏塔、乙醇精馏塔塔顶产品纯度和塔釜能耗为目标函数,改变进料位置、理论板数、溶剂比和回流比等操作变量,通过正交设计、BP神经网络、径向基函数RBF神经网络模型进行优化对比,从而得到满足产品纯度、节能降耗的最优操作参数组合.结果表明通过神经网络建立的混合物系萃取精馏优化预测模型,能完成工艺的最优操作条件设计,且明显缩短优化工艺参数的时间,提高工艺设计效率,获得更优结果,约节能25%.     

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%.     

酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟

以实际工业生产装置为对象,研究酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟问题.建立过程非平衡级模型,引入分离效率函数,对模型进行求解.模拟结果与工业生产数据吻合良好,成功地解决了复杂反应精馏过程模型的建立与求解问题,并在此基础上开发出完整实用的仿真软件.软件对碳酸二甲酯的反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作具有一定的参考价值.     

隔离壁精馏塔萃取精馏制无水乙醇

用隔离壁精馏塔萃取精馏制无水乙醇.在溶剂比为1.8,回流比为3:1,乙醇原料进料速度为1.6 mL/min时,塔顶乙醇的质量分数达到99.5%;塔釜乙二醇的质量分数达到96.4%,可直接作萃取剂循环利用.用Aspen Plus对该工艺和二塔萃取精馏工艺对比,结果与实验相一致,塔顶组成相对误差为0.5%,塔釜组成相对误差2.4%.结果显示该工艺比现有工艺少一个塔、一个再沸器和一个冷凝器,节能12%,降低了能耗和设备投资.     

流化催化精馏合成甲缩醛技术

建立了一种新型的催化精馏装置－－流化催化精馏塔、在塔内实现了甲缩醛的催化馏合成，得到了塔内温度和浓度的分布，并考察了不同工艺条件对催化精馏的影响。     

DWC分离苯/甲苯/二甲苯混合物的研究

进行DWC分离苯/甲苯/二甲苯3组分混合物实验:在相同操作条件下,与常规侧线采出精馏塔进行对比,并通过改变DWC的进料位置、侧线采出位置及隔板位置等条件,考察对分离效果的影响.实验结果表明,分隔壁精馏塔侧线采出产品纯度高出常规侧线采出塔28个百分点以上,达到96.4%.同时,侧线进料口位置、采出口位置及隔板位置等均对分离效果产生明显影响,在分离上述3组分芳烃混合物时,当进料位置取进料口2,采出位置取采出口2,隔板位于塔中部时,分离效果最佳.     

酒精精馏塔的模糊解耦控制

针对酒精精馏过程中精馏塔塔顶和塔底2个温度控制回路存在较强耦合,提出一种酒精精馏塔模糊解耦控制器的设计和实现方法,并应用于筛板式酒精精馏塔实验装置。试验结果表明,此控制系统实现了解耦控制的要求,与常规的2个独立PID回路控制相比较,在产品质量和节约能耗方面都具有较大的优势。     

正丙醇-异丙醇-水共沸体系分离工艺模拟

利用Aspen Plus软件,分析正丙醇-异丙醇-水三元物系的剩余曲线,确定了分离序列和以二甲基亚砜为萃取剂的萃取精馏流程;优化了各精馏塔的工艺参数,模拟结果可为正丙醇-异丙醇-水共沸体系的分离提供理论依据,并有效地指导了实际生产.     

萃取精馏法从加氢裂解重芳烃中提取三甲苯的溶剂选择

提出了以萃取精馏法从加氢裂解重芳烃中提取三甲苯的工艺路线,测定了加氢裂解重芳烃中各主要组分之间的相对挥发度,对比分析不同溶剂对相对挥发度的影响,确定了合适的萃取精馏溶剂及其与原料之间的最佳配比.     

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。