进料组成对双效精馏节能效果的影响

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究了进料组成对平流双效精馏、顺流双效精馏和逆流双效精馏节能效果的影响。结果表明,平流双效精馏和逆流双效精馏的节能率随进料中易挥发组分质量分数的增加而增大,节能率均在40%以上。而顺流双效HGL精馏节能率随进料中易挥发组分质量分数的增加而略有降低,节能率近50%。因此,当进料中轻、重组分质量分数差不多,或轻组分质量分数较多时,选用平流双效精馏和逆流双效精馏节能效果较好,当进料中重组分质量分数较多时,顺流双效精馏节能效果较好。     

不同类型双效精馏流程节能特性的研究

本研究利用工程模拟软件,选择乙醇-水二元物系为模型,对不同类型的3种双效精馏流程(平流双效精馏、顺流双效精馏和逆流双效精馏)进行了流程模拟,考查了不同的原料组成、不同的进料温度在分离要求相同的情况下,与普通精馏塔相比,各类型流程节能率的变化情况。结果表明,(1)原料组成变化对平流双效精馏节能率基本没影响,进料温度在泡点下,平流双效精馏节能率更高;(2)对于顺流双效精馏,进料温度的变化对其节能率的影响较大,进料温度越高两种流程的节能率越低,原进料组成中轻组分含量越多,节能率越高;(3)逆流双效精馏流程适合进料中低沸组分浓度高于高沸组分浓度的物系精馏分离。低沸组分的浓度越大,应用逆流双效精馏流程的节能率会越高。对于逆流双效精馏流程的3种不同流程的节能率均随着进料温度的升高而下降。     

逆流双效精馏节能率的模拟研究

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究进料组成和进料温度对三种逆流双效精馏节能效果的影响.研究结果表明,逆流双效精馏B流程的节能效果最好,当进料中轻重组分的含量相当时,节能率高达49.83%.逆流双效精馏C流程的节能效果次之,逆流双效精馏A流程的节能效果最低,这两种流程最好应用在进料中轻组分含量大于重组分含量的条件下.三种逆流双效精馏流程的节能率均随着进料温度的升高而下降,因此逆流双效精馏最好应用在进料温度小于泡点温度的情况下.     

新型节能精馏流程——气体进料作再沸器热源双效精馏节能率的研究

由于常见的双效精馏、顺流双效精馏、逆流双效精馏、平流双效精馏在泡点以上温度进料时,节能效果不是很理想,针对泡点以上温度进料,我们研究了新型节能流程--气体进料作再沸器热源双效精馏流程,以乙醇-水为实验物系,通过模拟计算,考察进料组成和进料温度对其节能率的影响.研究结果表明,当进料中轻组分含量大于0.4时,气体进料作再沸器热源双效精馏A流程的节能效果最好,节能率在36%以上.当进料中轻组分含量小于0.4时,气体进料作再沸器热源双效精馏B节能效果最好,节能率均在20%以上.当进料温度在露点附近或者高于250℃时这3种流程节能效果较好.     

基于双效精馏回收乙醇的节能效果模拟研究

采用NRTL-RK热力学计算模型,通过稳态模拟优化计算,基于双效精馏流程回收乙醇,考察进料温度对三种不同结构的双效精馏流程节能效果的影响。研究结果表明:双效精馏A节能率在33%以上,较适合低温气体进料;双效精馏B节能率约为16%左右,双效精馏C节能率约为8%左右,且双效精馏B和C较适合高温气体进料。研究结果可为回收乙醇的双效精馏流程的选择和进料温度的确定提供理论依据。     

一种新型高效节能双效精馏流程的开发与研究

由于常见的平流双效精馏、顺流双效精馏、逆流双效精馏在进料温度小于泡点温度时,节能效果显著,在进料温度高于泡点温度时,节能效果不是很理想。因此针对泡点以上气体进料,在双效精馏基础上进行改进,开发了新型节能流程——气相进浓缩塔双效精馏流程,包括三种不同流程,以乙醇-水为实验物系,通过模拟计算,考察进料组成和进料温度对其节能率的影响。验证结果表明,其节能率最高达54%,最低也在15%以上,已满足了工业节能的需要。     

氨肟化装置叔丁醇回收系统双效精馏的节能改造

氨肟化反应以叔丁醇为溶剂,溶解反应系统中的环己酮肟、氨、水等反应混合物,叔丁醇回收系统是氨肟化装置耗能最大的工序.双效精馏是精馏操作中一种较为高效的节能方式.本文简要介绍了氨肟化装置叔丁醇回收系统的双效精馏工艺改造情况,对改造前后的实际能源消耗做了详细的对比和评价分析.工艺改造中采用了双效精馏中的逆流流程,有效防止环己...     

乙醇-水体系双效精馏过程模拟

利用ASPEN-PLUS模拟乙醇.水体系分离过程,考察并流型、平流型,逆流型三种双效精馏流程.在相同的设计基础和要求下,从设备投资和节能效果两方面对三种双效精馏流程和单塔流程进行比较.结果显示,并流型双效精馏流程更具优势.     

苯-甲苯分离节能新工艺

针对现苯-甲苯塔热集成工艺的不足,提出了苯-甲苯分离的双效热集成节能新工艺。采用化工模拟软件Aspen one V7.2,选取Peng-Robinson热力学模型,分别对苯-甲苯分离的传统精馏流程、苯-甲苯塔热集成精馏流程及苯-甲苯塔双效热集成精馏流程进行了模拟计算和分析。结果表明,在产品质量和收率相同的条件下,采用双效热集成精馏新工艺和现工业装置苯-甲苯热集成精馏工艺相比,其总加热量降低了13.4 MW,节能率40.22%,节能效果显著;所增加的甲苯塔第一效精馏塔操作真空度不高,塔顶蒸汽可采用空冷器冷却,其余设备和现有苯-甲苯塔热集成精馏工艺相同,装置改造投资少,容易推广实施。     

顺流双效精馏节能率的模拟研究

本研究采用工程模拟软件对顺流双效精馏进行了模拟设计和优化,以乙醇-水物系为模型,对单塔精馏和二种顺流双效精馏进行模拟,在分离任务相同的情况下,考察进料组成、进料温度对各精馏流程的能耗的影响,与单塔精馏相比顺流双效精馏节能效果明显,达到了节能减排的目的。     

液化天然气分离的节能蒸馏工艺

采用严格模拟计算的方法,对液化天然气分离过程的现有常规蒸馏工艺与热耦蒸馏工艺、侧线提馏工艺、双效蒸馏工艺和热集成工艺进行了模拟,并比较了其能量消耗。模拟计算结果显示,复杂蒸馏工艺都比常规蒸馏工艺减少了能耗和操作成本。其中,热耦蒸馏工艺可比常规蒸馏工艺节能21.4%,侧线提馏工艺节约13.3%,双效蒸馏工艺可节约34.7%,热集成工艺节约则达37.6%左右,表明新工艺在此分离过程中都有较好的应用前景,尤以多效蒸馏和热耦蒸馏最有优势。     

甲醇双效精馏过程参数优化及有效能分析

利用流程模拟软件Pro Ⅱ对甲醇双效精馏过程进行了参数优化,结果表明,适合的操作压力为800kPa,加压塔塔底与塔顶质量流量适合比为1.66.在优化参数的基础上对过程进行了模拟,并对传统两塔流程及双效梢馏流程进行了热力学分析,结果表明,双效精馏过程热力学效率为15.95%,与传统两塔流程相比,效率提高了7.72%.     

液化天然气分离的多效蒸馏工艺

采用化工过程模拟软件Aspen Plus计算模型,模拟研究了液化天然气分离得iC4,nC4和C5+的过程,比较了现有常规蒸馏工艺和采用双效蒸馏以及热集成新工艺的能耗情况。结果表明,在相同的处理量和塔板数下,双效蒸馏和热集成新工艺的能耗都比常规蒸馏工艺有大幅度降低,而尤以热集成的节能效果最好。双效蒸馏工艺比常规蒸馏方案节能31.9%,热集成工艺节能达35.8%左右。对于此分离过程,采用双效蒸馏以及热集成新工艺都有应用前景,值得进一步推广应用。     

Reducing the Energy Demand of Cellulosic Ethanol through Salt Extractive Distillation Enabled by Electrodialysis

One of the main challenges when a biochemical conversion technique is employed to produce cellulosic ethanol is the low concentration of ethanol in the fermentation broth, which increases the energy demand for recovering and purifying ethanol to fuel grade. In this study, two design cases implementing salt extractive distillation—with salt recovery enabled by a novel scheme of electrodialysis and spray drying—along with heat integrated distillation techniques of double-effect distillation and direct vapor recompression are investigated through process simulation with Aspen Plus® 2006.5 for reducing the thermal energy demand. Conventional distillation along with molecular sieve based dehydration is considered as the base case. Salt extractive distillation along with direct vapor recompression is found to be the most economical ethanol recovery approach for cellulosic ethanol with a thermal energy demand of 7.1 MJ/L (natural gas energy equivalents, higher heating value), which corresponds to a thermal energy savings of 23% and cost savings of 12% relative to the base case separation train thermal energy demand and total annual cost.     

丙烯直接环氧化溶剂回收过程的能耗模拟与优化

为了提高1500 t/a环氧丙烷中试装置的能量利用水平,在建立了热力学模型的基础上,采用PRO/II流程模拟软件对装置的溶剂回收塔进行计算,并考察了操作条件对再沸器加热蒸汽消耗量的影响。经中试装置验证,采用优化操作条件后实际蒸汽耗量可从10 t/tPO下降到9.4 t/tPO,降幅为6%。鉴于单塔节能的挖潜效果欠佳,本文设计了溶剂回收的双效精馏流程。模拟计算的结果表明,可使蒸汽消耗量从单塔优化后的9.27 t/tPO下降到5.68 t/tPO,节能率达到38.6%,为万吨级装置的设计提供参考依据。     

甲醇双效精馏系统的优化研究

为优化焦炉气制甲醇工艺中甲醇双效精馏系统,利用流程模拟技术对系统进行模拟分析,对比分析模拟数据与实际数据,提出甲醇双效精馏系统的优化措施。结果表明:模拟数据与实际数据基本吻合,模拟状态下每天可产甲醇350.4 t,与实际产量350 t相符,说明Wilson方程可用于甲醇-水体系。甲醇双效精馏系统中所需蒸汽量为9.83 t/h,而实际工况中蒸汽使用量为12.2 t/h,实际工况中的蒸汽使用量仍偏大,应降低蒸汽使用量;加压精馏塔、常压精馏塔最佳回流比分别为1.50和0.94;加压精馏塔中第25块塔板为灵敏板,常压精馏塔中第18、38块塔板作为灵敏板,日常操作中应重点关注以上塔板温度的变化。     

平流双效精馏流程模拟与优化设计

针对平流双效精馏流程进行了具体研究,建立了最优化设计数学模型并编制了通用计算机程序,用实例对所建立的数学模型及优化设计方法和节能效果进行考核。提出了简捷优化法与逐板严格计算优化相结合的方法,克服了以往优化设计计算中仅求得局部最优解的弊端。     

Energy saving and thermodynamic efficiency of a double-effect distillation column using internal heat integration

The existing internally heat-integrated distillation column with the problem of utilizing a compressor is modified to propose a new heat-integrated distillation column without the compressor. Two identical columns of a conventional binary distillation are implemented to the heat integration. The energy used in the reboiler is recovered by the internal heat integration between the stripping section of one of the columns at lower pressure and the rectifying section of the other higher pressure column. The heat integration is similar to double-effect distillation, but internal heat integration requires less pressure elevation. The performance of energy saving and thermal efficiency improvement of the proposed system is evaluated with the two examples of the benzene-toluene and methanol-ethanol processes. The performance comparison indicates that the proposed system requires 17.4% less of reboiler duty for the benzene-toluene process and 15.8% less of heating duty for the methanol-ethanol process. The thermal efficiencies are 16.3% and 23.8% for the benzene-toluene and methanol-ethanol processes, respectively. Elimination of the compressor makes the column operation easy and the separate reboilers and condensers for the two columns in the proposed system provide flexible control, when the controllability of the proposed system is compared with that of the existing internally heat-integrated distillation column.     

苯乙烯装置塔系热集成

精馏作为过程工业中最重要和最常用的分离手段, 是耗能最大的单元操作。精馏塔一般从再沸器输入热量, 从冷凝器取走热量, 利用某些塔高温位的冷凝热加热其他塔的再沸器, 并将单塔节能技术与过程集成相结合, 实现塔系的热集成, 可充分挖掘系统内部的节能潜力, 达到减少公用工程消耗的目的。本文通过对某化工厂的苯乙烯装置精馏塔系的分析, 通过各个塔的温焓图之间的关系, 提出了精馏塔系内部热集成的措施, 包括直接热集成、调压热集成和双效精馏与间接热集成耦合等3种方案。对于后两个热集成方案, 采用Aspen Plus模拟改造后精馏塔的变化并验证了方案的可行性。结果表明, 苯乙烯装置采用该热集成措施能明显节省高品位蒸汽的消耗, 降低能量费用。