分壁精馏塔分离BTX开车过程的动态模拟

以苯、甲苯和二甲苯(BTX)工业芳烃原料为研究对象,在Aspen Dynamics软件中建立了分壁精馏塔的组分控制开车模拟方法,利用动态严格精馏模型的控制参数模拟了组分控制回路开车的全过程。实验结果表明,采用分壁精馏塔的组分控制开车模拟的方法可以很好地模拟分壁精馏塔开车过程;组分控制回路进行开车需要经历再沸器加热控制回路主导阶段、分液比控制回路主导阶段和系统自平衡阶段,在最后阶段,全塔温度在小范围内波动且最终趋于稳定,产品纯度也逐渐逼近设定值;利用组分控制回路能够成功实现分壁精馏塔的自动开车。     

分壁精馏塔(DWC)分离BTX工业原料中试温度控制开车过程

分壁精馏塔(Divided wall column,DWC)是典型的化工强化设备,其具有明显的节能和节约设备投资的优势。复杂的动态开车过程给DWC的广泛应用带来了难度。在本研究中,以DWC分离BTX工业原料中试装置为研究对象,利用Aspen Dynamics对温度控制开车过程进行了模拟,并进行了中试考察。首先,通过模拟考察了使用精馏段、侧线段、提馏段和预分馏段温度控制回路进行开车的可行性;然后,对使用温度控制回路的开车过程进行实验验证。结果表明,温度控制开车过程结束时,全塔的组成分布与稳态连续平稳运行时的全塔组成分布吻合度非常高,说明利用温度控制回路执行开车过程可行。     

分壁精馏塔分离石脑油芳烃抽提原料的模拟研究

建立了石脑油芳烃抽提原料的分类集总,通过分壁精馏塔的严格稳态模拟,确定了塔的结构参数和工艺操作条件,实现了塔顶产品中苯质量分数小于1%,侧线采出比不大于75%,侧线中间组分（C6?C8）质量收率99%的分离目标。在Aspen Dynamic环境下构建分壁精馏塔动态控制模型,三回路温度控制方案研究结果表明,分壁精馏塔可以很好地完成目标产品的分离,带有前馈的温度控制策略可很好应对进料组成的波动,所需稳定时间较短,稳定后的产品质量符合分离要求。     

Agrawal分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态研究

分壁精馏塔(Agrawal divided-wall column,ADWC)内部有上、下2个分隔壁,可实现四组分混合物的高纯度分离。建立了分离苯(Benzene,B)、甲苯(Toluene,T)、二甲苯(o-Xylene,X)和均三甲苯(1,3,5-Trimethylbenzene,H)的ADWC稳态严格精馏模型,经济优化后得到最优的塔体结构和操作参数。与常规三塔流程、Kaibel分壁精馏塔和强化Petlyuk分壁精馏塔进行能耗优势对比。结果表明,ADWC结构具有能耗和经济优势。与Kaibel分壁精馏塔相比,ADWC可节约10%左右的能耗和投资;与强化Petlyuk分壁精馏塔相比,ADWC结构简单并可在较少分离区域完成混合物的高效分离。稳态下全塔液相分布表明,在预分馏段内需实现甲苯和均三甲苯的清晰分割,中间塔段需要实现苯和二甲苯的清晰分割,主塔的上、中、下段分别完成苯和甲苯、甲苯和二甲苯、二甲苯和均三甲苯的清晰分割,在预分馏段和中间塔的底部二甲苯和甲苯略有返混现象。基于不同分气比下ADWC能耗和侧线组成分析结果,在Aspen Dynamic中建立了5×5的组分控制结构,该结构在发生±20%的流量和进料组成波动时,具有较优的控制效果。     

分壁精馏塔分离芳烃的温差控制

与传统精馏塔相比,分壁精馏塔(DWC)具有明显的节能和节约设备投资的优势,但是其控制方法较复杂,主要原因在于DWC多个控制回路的相互耦合,且多元物系的塔板温度与塔板组成也非一一对应。在组分控制的基础上,采用Aspen Dynamic模拟DWC分离苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯四组分体系动态过程,提出了温度控制和温差控制方法,并考察了这两种控制方法的控制效果。结果表明,当进料流量和组成发生±10%波动后,利用温度控制,各产品纯度的最大波动范围为0.985~0.995,而温差控制的各产品纯度最大波动范围为0.988~0.992;当塔压发生波动时,温差控制和温度控制的各产品纯度最大波动范围分别为09885~09915和0.980~0.996。温差控制效果明显优于温度控制。     

分壁塔替代两塔分离芳烃流程改造的研究

分壁精馏塔以其特有的结构和分离方法,在能耗和投资上较常规多塔串联分离多组分混合物有明显优势。本研究以芳烃抽提装置中精馏单元分离苯、甲苯、二甲苯的常规两塔分离序列为研究对象,提出和对比了3种分壁精馏塔的就地改造方案。建立了常规两塔分离及3种改造方案的稳态严格精馏模型,分析和对比了3种改造方案的节能效果。结果表明,3种分壁精馏塔的改造方案的节能效果分别为11.5%,32.4%,34.0%,其中将原两塔流程中苯塔改为分壁精馏塔的精馏段、甲苯塔改为预分馏段和提馏段的方案更易在工程与实施。     

Kaibel分壁精馏塔分离四元醇动态控制

以甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇四元混合物为研究对象,在稳态精馏模拟和优化的基础上,搭建了Kaibel分壁精馏塔(KDWC)小试实验装置,全塔由7段塔节组成,共计39块理论板;采用SIMATIC S7-300系统对KDWC的4个产品回路进行温度控制,利用上位机WinCC控制面板调节操作参数,实现了小试装置的平稳开车;考察KDWC等摩尔比进料的稳态分离过程及对进料组成发生±20%波动后KDWC的分离效果进行动态实验研究。实验结果表明,4组产品纯度均满足90%(x)的设计要求,侧线产品中轻重杂质含量与模拟结果略有不同;4×4温度控制结构能够实现对KDWC的稳定控制,产品纯度(x)介于88.17%～93.99%之间,误差在-2%～+4%以内。     

隔壁精馏塔分离芳烃混合物的模拟研究

采用隔壁精馏塔分离苯-甲苯-对二甲苯物系,用Aspen Plus软件模拟了隔壁精馏塔内温度分布及液相组成分布,考察了汽相和液相分配比对产品纯度的影响。对隔壁精馏塔模拟得到的优化操作条件为:隔壁精馏塔的理论板数为30块,侧线采出在第14块理论板,进料段为15块理论板,在进料段的第7块理论板进料,进料组成n(苯)∶n(甲苯)∶n(对二甲苯)为1∶3∶1,回流比为8.8,液相分配比为2.96,汽相分配比为0.83。在此条件下,各组分的摩尔分数大于98.5%,与实验结果基本吻合。当进料组成n(苯)∶n(甲苯)∶n(对二甲苯)为1∶3∶1时,采用隔壁精馏塔可比常规两塔流程节能27.18%。     

分隔壁精馏塔分离芳烃混合物的研究

利用分隔壁精馏塔实验室小试装置对苯、甲苯、二甲苯三组分芳烃混合物的分离进行了初步探索,考察了进料组成、进料速度、回流比、分配比等因素对分离效果的影响。结果表明,当分隔壁精馏塔进料中甲苯的体积分数为60%、苯和二甲苯的含量相当、进料速度为1.1mL/min、分配比为1:2、回流比为6:1时,分离效果最佳,此时塔顶采出苯的质量分数达到94.9%,侧线采出甲苯的质量分数为96.4%,塔釜中不含轻组分。     

连续重整装置脱C6精馏塔工艺模拟与优化

为提高中国石油大连石化公司60万t/a连续重整装置脱C_6精馏塔关键组分苯和甲苯的分离精度,利用Aspen HYSYS V 11流程模拟软件建立了脱C_6精馏塔的模型,优化了操作参数,考察了关键组分苯和甲苯的分离精度。结果表明:模拟操作参数与标定参数偏差约为3%,精馏塔最优操作条件为:塔底温度157.0℃、灵敏板温度84.5～85.0℃、塔顶温度79.8℃,此时,苯回收率为85.0%～92.0%;根据模型优化结果,增设了海水冷却器,将塔底温度由152.0℃提高至154.0℃,灵敏板温度由82.9℃提高至84.0℃,回流温度控制在30.0℃,实际运行中精馏塔塔底重整汽油中苯质量分数降至0.490%,塔顶C_6馏分中甲苯质量分数小于0.010%,苯回收率为89.5%。     

裂解汽油高低压热耦合分离工艺

<正>该专利涉及一种裂解汽油高低压热耦合分离工艺。该工艺包括减压精馏塔、常压精馏塔、热耦合换热器、回流储罐设备;其中,减压精馏塔塔顶切除轻组分,侧线为粗甲苯产品;常压精馏塔底采出C_8芳烃产品,塔底为碳九重组分。该     

用分隔壁精馏塔对苯类混合物分离的工艺分析

为证明分隔壁精馏塔比普通精馏塔在分离效率、能耗等方面的优势,文中以苯、甲苯和二甲苯的混合物为研究对象,采用Aspen Plus工程模拟软件,进行模拟计算。结果表明：进料位置、回流比、侧线采出位置、液体分配比均对分离效果产生影响。     

基于分壁精馏塔的乙烯装置顺序分离新工艺及其模拟研究

改进了乙烯装置顺序分离流程,将传统流程中的脱甲烷塔和脱乙烷塔集成为1个分壁精馏塔,实现C1、C2和C3+的分离,再分别经脱丙烷塔、炔烃选择加氢器、乙烯精馏塔、丙烯精馏塔等,得到聚合级的乙烯和丙烯产品。利用Aspen对分壁精馏塔进行等效模拟,并对新工艺进行全流程模拟。模拟结果表明,分壁精馏塔塔板数为43,进料在第17块板,侧线采出在第13块板,回流比2.6,隔板处于第7到第29块板之间,塔顶采出物中C1质量分数为99.94%,中间侧线采出物中C2的质量分数为99.97%,塔底釜液中C3+的质量分数为100%,实现了C1、C2和C3+的清晰分割。采用该新工艺可以得到质量分数分别为99.97%和99.98%的聚合级乙烯和丙烯产品,因此,建立的基于分壁精馏塔的乙烯装置顺序分离新工艺在技术上可行。     

变频调速技术在芳烃精馏装置上的应用

分析了精馏塔的回流温度对精馏塔的主要控制回路──温差与回流量的串级控制回路的影响，介绍了变频调速技术用于控制精馏塔冷后温度的实际应用情况，对精馏塔的设计和改造都有一定的指导作用。     

分隔壁萃取精馏塔分离C_4烯烃与烷烃的模拟

采用AspenPlus化工流程模拟软件中的MultiFrac模块,对分隔壁萃取精馏塔分离正丁烷和反-2-丁烯混合物的过程进行模拟,分析了溶剂比、回流比、汽相分配比对分离效果及能耗的影响。模拟结果表明,当分离要求为正丁烷纯度大于99.0%(w),反-2-丁烯纯度大于99.9%(w)时,分隔壁萃取精馏塔主塔理论板数40,副塔理论板数10;最佳工艺条件为溶剂比2.5,主塔回流比3.5,汽相分配比2.5;分隔壁萃取精馏塔能有效避免常规萃取精馏塔内的返混效应,因此节能效果显著。与常规萃取精馏塔相比,分隔壁萃取精馏塔再沸器和冷凝器可分别节能17.31%,25.81%。     

丙烯精馏塔的质量控制系统

为提高丙烯精馏塔控制水平，直接采用产品组分作为丙烯精馏塔的质量指标，代替通常的以温度控制为间接质量指标的方法，进一步讨论丙烯精馏塔的控制问题，提出了交叉控制系统。     

分隔壁精馏塔的一种控制策略研究

通过研究分隔壁精馏塔的内部结构对其进行了机理建模。应用增益调度设计将非线性的分隔壁精馏塔系统在4个操作点上线性化,针对各个操作点,选取了回流液及分隔壁精馏塔特有的液体分离比和侧线采出作为操作变量设计出了4-温度控制结构和模型预测控制器,把线性的模型预测控制器族组合在一起来控制整个非线性的分隔壁精馏塔。通过仿真,验证了应用增益调度所设计的4-温度控制结构及模型预测控制器的可靠性。     

分壁精馏塔分离四元醇体系的稳态研究

Kaibel分壁精馏塔(KDWC)和强化Petlyuk分壁精馏塔(PDWC)可在一个塔内实现四元体系混合物(MEPB)的高效分离。以分离甲醇(M)、乙醇(E)、正丙醇(P)和正丁醇(B)为研究对象,建立并优化了KDWC和PDWC塔的严格稳态精馏模型。结果表明,与常规正序三塔序列分离过程相比,KDWC可减小再沸器负荷36.46%,PDWC可减小再沸器负荷45.95%。在KDWC预分馏段内需实现ME/PB的清晰分割,主塔上、下段分别需要实现M/E和P/B的清晰分割;在PDWC预分馏段内仅需实现M/B的清晰分割,中间塔的上、下段分别需要实现M/P和E/B的清晰分割,M/E和P/B的清晰分割由主塔上、下段完成。KDWC和PDWC主塔内各组分均不存在返混,但在2个分壁精馏塔的预分馏段和PDWC的中间段存在中间组分的返混现象。     

分隔壁精馏塔分离三组分烷烃混合物的研究

利用自制的分隔壁精馏塔小试装置对正己烷、正庚烷和辛烷三组分混合物的分离进行了实验。考察了进入侧线采出段的液体流量与进入预分离段的液体流量之比(简称液体分配比)、进料位置和出料位置对分离效果的影响;并与带侧线采出的精馏塔进行比较。实验结果表明,在液体分配比为1、进料位置为分隔壁中间、出料位置为分隔壁中间时,塔顶馏出物中正己烷的质量分数可达99.72%,侧线采出物中正庚烷的质量分数可达95.48%,塔釜液中辛烷的质量分数可达96.80%;采用分隔壁精馏塔比常规带侧线精馏塔可得到更高纯度的中间产物和塔釜产物;采用Aspen Plus流程软件对分隔壁精馏塔模拟的结果与实验结果基本一致。     

甲醇双塔流程中主精馏塔的模拟与分析

利用ChemsepL软件对天然气为原料生产甲醇的精制过程主精馏塔进行了模拟计算,分析了精馏塔内组分浓度的变化情况以及侧线位置的影响。模拟结果符合工业实际过程。