基于甘油萃取剂的正丙醇-水萃取精馏工艺的模拟实验

以Wilson方程为模型,应用ProⅡ软件对正丙醇脱水的萃取精馏工艺流程进行了模拟分析。重点对一些关键参数,如萃取剂进料比、理论塔板数、进料位置、萃取剂进料位置以及回流比等对精馏效果的影响进行了讨论分析。模拟结果表明,当萃取剂进料量为170 kmol/h,精馏塔的塔板数为58块板,进料位置为51块板,萃取剂进料位置为3块板,回流比为1.7时,产物正丙醇的质量分数为99.5%。     

加盐萃取精馏回收制药废液中四氢呋喃的模拟研究

建立了加盐萃取精馏过程的数学模型,利用ChemCAD流程模拟软件,在101.3 kPa下,对以乙二醇-氯化锂为复合萃取剂的甲醇-四氢呋喃-水溶液加盐萃取精馏回收四氢呋喃的过程进行模拟计算,并进行了实验验证。考察了复合萃取剂对原料液气液平衡的影响及精馏理论塔板数、萃取剂进料位置、原料进料位置、回流比等对塔顶四氢呋喃含量的影响。模拟结果表明,最佳理论塔板数为30、萃取剂最佳进料板数为6、原料最佳进料板数为18、最佳回流比为5.0。最佳工艺条件下,塔顶四氢呋喃的质量分数可达99.2%。模拟了最佳工艺条件下精馏塔的特性参数分布,模拟值与实验值吻合良好。     

萃取精馏和变压精馏分离苯-乙醇的模拟研究

采用Aspen Plus化工流程模拟软件，通过NRTL热力学模型，分别进行苯和乙醇混合物的萃取精馏和变压精馏分离模拟研究。萃取精馏采用丙三醇为萃取剂，萃取精馏塔以33为理论塔板数、28为混合物进料位置、2为萃取剂进料位置、1.1为回流比、3.0为溶剂比(萃取剂用量与混合物进料量比值);溶剂回收塔以5为理论塔板数、3为进料位置、1.0为回流比时，分离得到苯和乙醇的质量分数均为99.62%。变压精馏由常压塔(101.325 kPa)和高压塔(520 kPa)串联而成，常压塔以18为理论塔板数、8为进料位置、3.0为回流比；高压塔以16为理论塔板数、10为进料位置、3.0为回流比时，可得到乙醇和苯质量分数分别为99.52%和99.01%。     

环丁砜萃取精馏提纯连三甲苯的实验和模拟

针对混合C₉芳烃原料中沸点接近、分离困难的连三甲苯-茚满物系,以环丁砜为萃取剂进行了萃取精馏分离提纯实验,并采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺过程进行了模拟研究,萃取精馏实验数据与模拟结果吻合较好,相对偏差小于5%。结合萃取精馏实验和流程模拟考察了萃取精馏塔的理论塔板数、溶剂比（萃取剂与原料的质量比）、回流比以及原料和萃取剂的进料位置等因素对分离效果的影响规律。结果表明,环丁砜萃取精馏提纯连三甲苯较适宜的工艺条件是：萃取精馏塔的理论塔板数为60~65、溶剂比为5~7、回流比为3~4、原料的进料位置为第34~36块板、萃取剂的进料位置为第8~10块板,在此条件下,塔顶可获得高纯度的连三甲苯产品,其质量分数可达99%以上,回收率可达93%以上。     

连续萃取精馏分离异丙醇-水的静态模拟分析

一般方法难以分离异丙醇-水形成的共沸体系,故选用乙二醇为萃取剂,采取连续萃取精馏的方法应用Aspen Plus软件模拟其分离过程并进行分析。萃取精馏塔的初始参数为物料进料流率4 800 kmol/h、n(异丙醇)∶n(水)=3∶2,理论塔板数26块、物料进料位置为第16块塔板、最小回流比1.4、萃取剂进料位置为第4块塔板,可分离得到质量分数为99.5%的异丙醇,再用Aspen Plus中Model Analysis Tools模块的灵敏度分析对实验进行模拟优化,优化结果为理论塔板数28块、物料进料位置第17块塔板、最小回流比1.5、萃取剂进料位置第4块塔板,优化后异丙醇的质量分数可达到99.8%。     

Aspen Plus模拟甲醇-乙醇-水体系的萃取精馏

利用Aspen Plus软件模拟技术,对甲醇-乙醇-水体系进行萃取精馏模拟计算,并用实验进行验证。考察了三塔萃取精馏过程中的T1塔、B1塔和B2塔的塔板数、溶剂比(质量比)、进料位置以及回流比对分离产物纯度的影响,确定了萃取精馏塔T1的塔板数为25,回流比为0.4,原料进料位置在19块塔板,萃取剂进料位置在第5块塔板,B1塔的塔板数为38,回流比12,进料位置在18块塔板,B2塔的塔板数为20,回流比0.27,进料位置在13块塔板。在此条件下,99.511%的甲醇收率高达99.754%,99.829%的乙醇收率高达99.887%,模拟结果与实验结果数据吻合度较高,说明该萃取精馏过程能将甲醇-乙醇-水体系高效分开,该模型适用于分离甲醇-乙醇-水混合物。     

精馏回收制药废液中四氢呋喃和甲醇工艺的模拟与实验

以ChemCAD软件对含有四氢呋喃、甲醇和水的制药废液的萃取精馏分离进行了模拟。以ChemCAD软件确定乙二醇为萃取剂,采用三塔流程分离该混合物。首先模拟以具有24块理论板的精馏塔进行萃取精馏从混合物中分离出四氢呋喃,废液在第17块板以饱和液体进料,萃取剂在第2块板以饱和液体进料,溶剂比采用1.65,回流比为1.5,四氢呋喃回收率可达99.5%。萃取剂乙二醇回收所需塔板数为5块,甲醇回收所需塔板数为18块。通过实验验证了萃取精馏模拟结果的可靠性。     

C5馏分萃取精馏模拟研究

以异戊二烯为目标产物,采用Aspen plus模拟软件对C5的萃取精馏过程进行模拟与优化。以乙腈为萃取剂,重点研究了萃取塔进料位置、理论板数、回流比以及剂料比对产品收率及纯度的影响。优化二次萃取工艺为一次萃取工艺,得到聚合级异戊二烯。萃取塔的适宜操作条件为：压力200 kPa,理论塔板数60块,进料位置为第25块塔板,回流比4,剂料质量比5.0。该操作条件下,异戊二烯收率及纯度分别为99.48%、99.70%。     

萃取精馏分离乙酸乙酯和丁酮的研究

采用萃取精馏的方法分离乙酸乙酯和丁酮共沸物系。选取乙二醇作为萃取剂,利用流程模拟软件Aspen Plus对流程进行模拟,分析不同萃取剂进料量、塔板数、回流比、进料位置等参数对产品质量分数及热负荷的影响。通过模拟发现,当乙二醇进料量为500 kg/h、萃取精馏塔塔板数为30、质量回流比为0. 45、原料进料位置为17块板、萃取剂进料位置为5块板,溶剂回收塔塔板数为10、质量回流比为0. 5、进料位置为第4块板时,可得到质量分数为99. 91%的乙酸乙酯及质量分数为99. 60%的丁酮。通过间歇萃取精馏实验对萃取精馏过程进行验证,发现萃取精馏塔塔顶可得到高达质量分数为98%的乙酸乙酯,证明了模拟结果的可靠性。     

连续萃取精馏分离异丙醇/水共沸体系的流程模拟

文章对异丙醇-水共沸体系的连续萃取精馏工艺进行模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为三甘醇。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程。结果表明,对于处理流量100 kmol/h的异丙醇-水共沸溶液,精馏塔具有23块塔板时,原料进料位置在第15块塔板,萃取液进料位置在第3块塔板,摩尔回流比为2,溶剂比(萃取剂对原料的摩尔比)为1.2,异丙醇的分离效果达99.92%,萃取剂三甘醇的回收率达99.99%。模拟和优化的结果对工业化设计和生产提供了理论依据。     

采用分离集成技术从碳九芳烃中提取均三甲苯

采用萃取精馏和催促精馏相结合的分离集成技术从碳九芳烃中分离均三甲苯。考察了理论塔板数、回流比、萃取剂/进料/催促剂比（质量）对塔顶塔釜均三甲苯产物纯度的影响。结果表明,可得到纯度大于98.0%的均三甲苯产品,适宜的理论板数为102块、适宜的回流比为15、适宜的萃取剂/进料/催促剂比（质量）为7∶1∶0.3。本研究为进一步中试提供了依据。     

萃取精馏分离异丙醇-水共沸物的模拟及节能

利用Aspen Plus软件对异丙醇脱水常规萃取精馏流程、带液相侧线抽出萃取精馏流程及带气相侧线抽出萃取精馏流程进行模拟,并以最小年总费用(TAC)为目标对3种工艺进行全局经济优化。结果表明,与常规萃取精馏相比,带液相侧线抽出萃取精馏流程的TAC下降了6.99%,CO_2排放量减少7.85%;带气相侧线抽出萃取精馏流程的TAC降低了7.42%,CO_2排放量减少9.94%。带气相侧线抽出萃取精馏工艺最优操作参数:T-101塔板数为37,回流比为0.96,萃取剂进料量为8 500 kg/h,T-201塔板数为12,回流比为0.2。该研究结果可为异丙醇脱水萃取精馏的设计及节能提供一定的理论依据。     

隔壁萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇的计算机模拟与节能增效

利用化工模拟软件对隔壁萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇共沸物进行优化。采用全局经济优化法,模拟优化后隔壁萃取精馏塔的设计参数为:主塔塔板数51块,萃取剂进料位置为第2块,进料流率30 150 kg/h,萃取剂流率17 810 kg/h,混合物进料位置为第18块,回流比0. 22;侧线精馏塔塔板数30,侧线气相采出位置为第43块,采出量16 325 kg/h,回流比1. 0。与普通连续萃取精馏比较,每年节省总能耗46. 8%,节省总费用1 179. 7万元。     

萃取与精馏耦合分离苯-甲醇的研究

研究了萃取与精馏耦合法用于苯-甲醇共沸物中的甲醇回收。通过实验手段从萃取剂选择、萃取比及萃取温度变化3个角度对萃取效果进行考察。实验结果表明,水的萃取效果最好,在操作温度35℃下,萃取比1∶1时,甲醇萃取分配系数为40. 0,选择性系数4 260. 8。在此实验数据上,提出以水为萃取剂的萃取与精馏耦合分离工艺流程,并运用流程模拟软件进行3塔连续模拟计算,得到了优化的工艺条件。模拟结果表明,当甲醇塔(T1)理论塔板数为15块、回流比为2,萃取塔(T2)理论塔板数为4块,回收塔(T3)理论塔板数为20块、回流比为2时,可得质量分数在99. 5%以上的苯和甲醇成品。     

从四氢呋喃、乙醇和水混合液中提取四氢呋喃和乙醇的研究

建立精制四氢呋喃和提纯乙醇的方法,采用Aspen Plus模拟软件对萃取精馏精制四氢呋喃和连续精馏提纯乙醇的工艺进行模拟计算,以N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂,考察相关因素对分离效果的影响,如塔板数、回流比、溶剂比、原料进料位置、萃取剂进料位置、塔顶出料比等,并通过正交试验对工艺条件进行优化设计,确定最佳操作参数。在优化条件下,萃取精馏塔塔顶馏分中四氢呋喃含量达到99.61%,连续精馏塔塔顶乙醇含量为90.24%、收率为99.99%。     

甘油萃取精馏制取无水异丙醇的过程模拟

采用甘油作为萃取剂,基于NRTL活度系数模型,通过Aspen Plus软件对水-异丙醇共沸体系进行了萃取精馏过程模拟研究,在给定分离对象和分离要求的情况下进行操作参数优化,最终获得的操作参数为:精馏塔塔板数20块,水-异丙醇共沸体系的进料位置为第13块塔板,萃取剂的进料位置为第2块塔板,回流比为0.3,馏出率为0.87;闪蒸罐操作压力为15 k Pa,温度为130℃;汽提塔塔板数为12块,空气流量为75 000 kg/h。此时异丙醇质量分数达到了99.74%,回收率为99.74%;甘油回收的质量分数为99.90%,回收率是99.33%;精馏塔能耗为2 579.2 k W,闪蒸罐能耗为343.6 k W,总能耗为2 922.8 k W。     

丙酸甲酯和甲醇共沸物萃取精馏分离工艺的研究

采用萃取精馏工艺对甲醇和丙酸甲酯二元共沸物进行分离,筛选出以苯酚为萃取剂,借助Aspen Plus软件对该过程进行模拟研究,通过单因素优化详细考察了两塔的理论板数、进料位置、回流比以及溶剂比等工艺参数对塔顶产品质量分数和再沸器能耗的影响,确定了较优的工艺参数:萃取精馏塔理论板数32块,待分离原料进料位置第16块,萃取剂进料位置第6块,回流比为1.4,溶剂比为1.3,塔顶甲醇产品质量分数为99.9%;溶剂回收塔理论塔板数24,进料位置第6块,回流比为1.3,塔顶丙酸甲酯产品质量分数为99.9%。在上述模拟优化基础上,进一步通过实验验证了萃取精馏工艺的可行性。最后对某公司5 600 t/a的丙酸甲酯和甲醇混合液进行工程设计,为该二元共沸物的分离提供依据。     

萃取精馏分离丙烯醛-水的模拟研究

以甘油为夹带剂用萃取精馏过程脱除丙烯醛中的水,基于年度总成本最低的原则,利用化工流程模拟软件Aspen Plus对萃取精馏过程的操作条件进行了优化。模拟结果表明,萃取剂与进料的摩尔比小于0.4时,总成本迅速增加,最优设计条件为:萃取剂与进料的摩尔比为0.5,回流比为0.13,理论塔板数为18时,丙烯醛的摩尔分数达到0.99,回收率为99.2%,两塔的再沸器功率分别为842 k W和302 k W。     

单(2-羟乙基)铵甲酸盐离子液体用于乙醇水溶液萃取精馏的过程模拟

利用Aspen Plus模拟软件,模拟研究了由乙醇质量分数为95%的工业酒精通过常压萃取精馏制取无水乙醇的工艺过程,并对单(2-羟乙基)铵甲酸盐离子液体和乙二醇传统萃取剂的分离性能进行了比较分析。考察了原料和萃取剂的进料位置、萃取剂用量、回流比等参数对分离效果的影响,获得了优化的操作条件,即精馏塔塔板数28,原料进料板为第17块,萃取剂进料板为第2块,溶剂比为0.6,摩尔回流比为1.6。在优化操作条件下,塔顶产品中乙醇的质量分数可达99.98%,与乙二醇为萃取剂的传统萃取精馏过程相比,再沸器热负荷降低28%,具有明显的节能效果。     

双塔精馏回收环己醇工艺模拟与优化

针对双塔精馏回收环己醇工艺,采用Fenske-Underwood-Gilliland-Kirkbride方程和Rad Frac模块对双塔进行简捷设计和严格模拟,保证预分离塔条件不变,利用响应面优化法(RSM)对萃取精馏塔的设计参数进行实验设计,得到最终优化的操作条件:预分离塔板数N1=28,环己醇进料流量F=440 kg/h,操作压力P1=-0.007 5 MPa,回流比R1=6.5;萃取精馏塔塔板数N2=22,操作压力P2=96.401 k Pa,回流比R2=2.49,萃取剂水质量分数为0.36。在最佳操作条件下,塔顶环己醇质量分数为95.9%,环己醇回收率为84.2%,投资成本5.34×10~6元,运行成本为2.19×10~6元,为环己醇回收工艺提供模型和数据基础。