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%。     

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%。     

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%。     

萃取精馏法分离乙二胺和H_2O的共沸物

研究了萃取精馏工艺对乙二胺和水共沸物的分离。通过Aspen Plus模拟计算了水对乙二胺(EDA)的相对挥发度,以此建立了一种快速筛选萃取剂的方法,确定最佳萃取剂为1,4-丁二醇。以1,4-丁二醇为萃取剂,选用Aspen Plus中的RadFrac严格精馏模型,进一步对萃取工艺操作参数进行了模拟优化,确定了脱水塔及EDA精制塔的最佳操作条件,即脱水塔理论塔板数为27,原料进料位置为第7块理论板,萃取剂进料位置为第3块理论板,萃取剂用量为300 kg/h,回流比为0.5;EDA精制塔理论板数为29,回流比1.5,进料位置在第5块理论板。在最优工艺条件下,水的理论纯度(质量分数)可达99.90%,EDA纯度大于99.90%,回收1,4-丁二醇纯度大于99.90%;对1,4-丁二醇的萃取效果进行了实验验证,水纯度达到99.99%,EDA纯度达到99.92%,实际萃取结果与模拟结果相当。     

萃取精馏分离三甲氧基硅烷和甲醇的模拟和优化

运用Aspen Plus对萃取精馏分离三甲氧基硅烷和甲醇进行了模拟研究。采用芳烃作溶剂,通过和传统的对二甲苯溶剂对比,发现异丙苯和均三甲苯作溶剂具有很好的节能效果,且均三甲苯效果十分显著。在均三甲苯作溶剂的基础上,分析了溶剂比、塔板数、进料位置、回流比等条件对分离效果的影响,并对参数进行优化。确定了最优的操作条件为萃取精馏塔共24块理论板,混合物进料位置为第15块塔板,溶剂进料位置为第11块板,溶剂比为0.4,回流比为0.6。溶剂回收塔共12块理论板,进料位置为第5块塔板,回流比为2.3。在此条件下,三甲氧基硅烷和甲醇的产品的质量分数均能达到99.6%。     

发酵液中β-苯乙醇精制过程模拟研究

利用Aspen plus软件,对β-苯乙醇-乙醇-水体系的分离过程开展模拟研究,以1000 kg/h的处理量为例,对精馏分离的影响因素,如回流比、压力等进行分析探讨,获得β-苯乙醇精制工艺适宜的工艺条件为:粗蒸塔理论板数为18,适宜进料位置为第5块理论板,回流比为0. 8;萃取塔理论板数为15,萃取剂进料量为380 kg/h;精蒸塔理论板数为20,适宜进料位置为第6块理论板,回流比为0. 6;在此条件下β-苯乙醇分离精制的能耗为14吨蒸汽/吨β-苯乙醇。     

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。     

醋酸甲酯和甲醇热集成变压精馏分离工艺模拟与优化

基于对醋酸甲酯与甲醇二元共沸特性的分析,提出热集成变压精馏分离醋酸甲酯和甲醇的工艺. 利用Aspen Plus软件对该分离过程进行模拟,以NRTL活度系数方程为物性计算方法,其二元相互作用参数由气液相平衡数据回归,分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,并进行了能耗比较. 结果表明,该工艺能很好地分离醋酸甲酯和甲醇,较佳的工艺条件为：加压塔操作压力909 kPa,理论板数32,第21块板进料,回流比4.2,塔釜醋酸甲酯纯度99.8%;常压塔操作压力101 kPa,理论板数30,第20块板进料,回流比4.6,塔釜甲醇纯度99.0%. 与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节能达45.8%;与以水为萃取剂的萃取精馏分离工艺相比,热集成变压精馏分离工艺更适合醋酸甲酯与甲醇体系的分离.     

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。     

加盐萃取精馏双塔连续操作的PRO/II模拟

以乙醇—水常见物系,模拟加盐萃取精馏的双塔连续操作过程,利用PRO/II流程模拟软件的CASE STUDY功能,依次分析原料进料位置、复合萃取剂进料位置、溶剂比、萃取精馏塔回流比等因素对于无水乙醇产品浓度的影响,并找出最优条件:两塔理论板数各为20块,原料进料位置为萃取精馏塔第17块板,复合萃取剂进料位置为第3块板,复合萃取剂中醋酸钾的质量浓度为0.1 g/mL,萃取精馏塔回流比为2.0,溶剂比为1.3。     

萃取-恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水分离的节能研究

针对现有的恒沸精馏法生产工艺能耗较大的缺点,将萃取—恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水的分离工艺并提出了改造方案。对新工艺进行实验研究表明,原料进入提浓塔并保持回流比0 6以上,其塔顶产物进入V(原料)∶V(萃取剂)∶V(分离剂)=1∶2 5∶1的萃取塔进行萃取,萃取相通过脱水塔可以从塔底得到合格异丙醇产品,塔顶恒沸物冷凝分相后,有机层大部分作为萃取剂重新使用,萃余相通过浓缩器回收得到分离剂溶液。根据实验研究结果进行的模拟计算表明,新工艺比原工艺节约能耗40%。     

萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇技术的研究

实验以乙酸乙酯-乙醇共沸体系分离为研究内容,以N、N一二甲基甲酰胺（DMF）作萃取剂,进行萃取精馏操作。探讨回流比和萃取荆加入速率对产品纯度和收率等的影响。得出在实验条件下适宜回流比为3,萃取剂加入速率为7-8ml／min的结论。     

反应精馏制备乙酸乙酯的工艺分析

为揭示反应精馏法制备乙酸乙酯的特性及得到较高纯度的产品,并为反应精馏工艺过程的深入研究及工业化提供理论依据,应用Aspen Plus软件模拟分析反应精馏过程。结果表明：给定回流比的情况下,理论塔板数、精馏段塔板数及进料位置、进料比、催化剂用量等参数均对产品纯度及分离效果产生影响。     

硼同位素分离模型的建立

针对三氟化硼-苯甲醚化学交换反应精馏体系,建立了稳态数学模型,求解了平衡常数与温度的关系,得到了硼同位素分离过程的分离规律。考察了温度和回流比对富集段和稀释段的分离结果和最小理论板数的影响,并对工艺设计进行模拟计算,结果表明采用较低的温度与较大的回流比可以有效地减少理论板数,降低塔高,得到高纯度10B产品。     

流程模拟软件在甲醇精馏塔中的应用

通过对甲醇常压常规精馏塔模拟,分析了塔板数、回流比对产品纯度的影响,以及塔板数与回流比之间的相互关系。当理论板数为30块、回流比为3、侧线采出在第23块塔板时,可产出满足要求的甲醇产品,同时也给出了最小回流比及最小理论板数;利用隔壁塔对甲醇常压塔进行模拟,同工况下可得到更高纯度的精甲醇,且甲醇中乙醇的含量降低约1倍左右。     

流程模拟软件在甲醇精馏塔中的应用

通过对甲醇常压常规精馏塔模拟,分析了塔板数、回流比对产品纯度的影响,以及塔板数与回流比之间的相互关系。当理论板数为30块、回流比为3、侧线采出在第23块塔板时,可产出满足要求的甲醇产品,同时也给出了最小回流比及最小理论板数;利用隔壁塔对甲醇常压塔进行模拟,同工况下可得到更高纯度的精甲醇,且甲醇中乙醇的含量降低约1倍左右。     

间歇萃取精馏分离苯-环己烷

利用间歇萃取精馏分离技术,分别以N,N-二甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)和二者的混合物作为萃取剂,对苯、环己烷近沸点体系的分离进行了试验研究,考察了操作参数回流比和溶剂流率对分离效果的影响,结果表明:随着回流比和溶剂流率的增加,分离效果增强;三种萃取剂均能对苯和环己烷进行有效的分离,但分离效果不同,其中以DMF∶DMSO=3∶1(质量比)混合物作为萃取剂时效果最好,其次是DMF。试验结果得到的最佳分离条件是:萃取剂为DMF∶DMSO=3∶1混合物,溶剂流率为12.33 mL/min,回流比为4,其产品中环己烷摩尔分数可达86.98%以上,环己烷收率可达83.10%。