生物燃料乙醇分壁塔萃取精馏新工艺的研究

针对生物燃料乙醇生产中的"蒸馏-脱水"过程,建立基于分壁式萃取精馏塔的三塔工艺和两塔工艺,对2种工艺进行模拟计算,比较其分离效果和过程能耗。结果显示,在满足产品质量的前提下,三塔工艺比两塔工艺节约66.6%的冷凝器热负荷和77.9%的再沸器热负荷。对三塔工艺的分壁式萃取精馏塔的工艺条件进行优化,优化结果为,主塔回流比1.5,溶剂比1.0,原料进料位置为第22块板,隔板底端位置在第28块板,气相分配比为8.4。在优化工艺条件下对三塔工艺进行全流程模拟,可得到质量分数99.96%生物燃料乙醇和99.49%的水,回收萃取剂乙二醇质量分数为99.97%。     

分壁塔响应面法优化分离芳烃混合物研究

以Hysys软件对分壁塔分离芳烃混合物进行研究,采用Box-Behnken方法对影响分离效果的因素进行了优化,并进行了数学模型的研究,建立了以组分分离纯度为目标值,各工艺参数为因素的二次多项式模型。结果表明:进料温度和液体分配比对整体分离效果的影响显著,气体分配比对苯的分离影响显著,进料温度和液体分配比对甲苯和二甲苯分离交互作用影响显著。分壁塔分离的最优工艺条件为:进料温度122℃、回流比7、液体分配比0.62、气体分配比0.45。     

分壁塔分离萘及其加氢产物的稳态研究

为高效分离萘及其加氢产物,设计了具有节能潜力的分壁塔并分析了分离状态和分离过程.首先,对分离过程进行简捷计算,得到各个区域所需最小蒸汽量;再用Aspen Plus软件建立分壁塔四塔模型,并对四塔模型以TAC为目标函数进行优化得到最佳设计和操作参数;最后对分壁塔分离萘及其加氢产物的分离状态进行分析.结果 表明,隔板左右两...     

分壁塔控制方法研究进展

对于多组分分离,分壁塔具有极大的应用潜力。它能大幅度的降低装置能耗、提高热效率、减少设备投资,同时能获得高纯度的产品。然而,高的能量利用率和稳定的操作离不开可靠有效的控制方法,其也是制约分壁塔大规模应用的因素之一。分别从三点控制、四点控制、先进控制和温差控制等方面重点阐述了分壁塔在控制方面的研究进展,为今后的研究和工业应用提供理论基础和技术方向。     

分隔壁塔精馏分离混合醇的结构设计和优化

为完善合成气制低碳醇工艺,以中试级别产量为基础,采用先脱水后精馏分离醇的工艺路线,应用Aspen Plus模拟软件,对混合醇物系的精馏分离的稳态过程进行了模拟研究。采用分隔壁塔技术和双效精馏分离组分物系,对整个过程进行优化:发现分隔壁塔中有4个参数存在最佳范围,对剩余3个参数以年费用最小为目标函数进行优化;通过模拟计算,对比了双效精馏的各种压力组合方式,并找到最优组合为逆流型低压-常压组合;将整个工艺和传统多塔分离序列进行了对比,该工艺能耗为多塔序列能耗的51.4%。     

三元混合物分离中碱性萃取剂选用

按现行通用教材中三组分分离实验的方法,分别试用三种常见的碱性萃取剂,结果表明,以实验操作量、成本及酸性物质的萃取回收率为标准,碱性萃取剂的选用对其结果影响较大,应视具体操作体系进行选择。     

DWC分离三组分混合物的研究

为研究分隔壁塔在分离三组分混合物时的分离特性,采用自制小试装置,以乙醇/正丁醇/正己醇三组分混合物为例,考察进料组成、进料速度、回流比、分配比等因素对分离效果的影响,得出DWC的最佳操作条件;并通过计算,进行DWC和常规二塔流程在分离以上三组分混合物的能耗比较。结果表明,当进料中正丁醇体积分数为60%、乙醇和正己醇的体积分数相当,进料速度1.8 mL/min,分配比1∶2,回流比5∶1时,DWC的分离效果最佳,塔顶采出乙醇的质量分数在96%以上,侧线采出正丁醇的质量分数在98%以上,塔釜中无乙醇;DWC与常规二塔流程相比具有明显的节能效果,冷凝器和再沸器的热负荷分别降低27.2%和23.9%以上。     

分隔壁塔萃取精馏分离乙醇-碳酸二甲酯共沸物的模拟优化

提出了采用分隔壁萃取精馏塔分离乙醇—碳酸二甲酯共沸物的新工艺,利用Aspen Plus软件对该工艺进行了模拟。采用单因素灵敏度分析模块对6个关键工艺条件进行了优化并确定了最佳工艺条件。与常规的双塔及带侧线的单塔萃取精馏工艺相比,再沸器热负荷分别降低42.97%和20.68%,达到了节能降耗、减少设备投资的良好效果。     

分壁精馏塔分离芳烃的温差控制

随着我国工业科技化进程的不断发展,在进行工业化生产的过程中对于高新技术的应用越来越普遍。在进行化工产品的衍生品生产时,对于垓心技术的应用更为频繁。进行苯的衍生物——芳烃的精馏分离生产时,已经慢慢地抛弃了传统的精馏方式,其根本上就在于精馏塔的改变。现在的精馏塔是分壁精馏塔,较传统的精馏塔具有低投入,高节能以及高收入的优点,已经慢慢普及。     

分壁精馏塔分离芳烃的稳态及动态研究

采用分壁精馏塔（DWC）严格稳态模型,对比苯、甲苯、二甲苯以及均三甲苯四组分混合物的常规分离和分壁精馏塔分离方法,稳态分析结果表明：直接序列分壁精馏塔流程较常规三塔分离序列可减小再沸器负荷18.9%,年度总成本TAC可降低13.0%,DWC有效避免了常规塔器分离过程中中间组分的返混现象。在Aspen Dynamic环境下对最优序列进行组分控制,结果表明组分控制可很好地应对进料流量和组分组成波动。     

立板式隔板塔分离直馏汽油工艺

对利用一种新型立板式隔板精馏塔切割直馏汽油工艺进行了研究。首先,利用模拟软件HYSYS对该分离过程进行模拟,得到较优的工艺条件。在此基础上,利用立板式隔板塔实验装置,考察了塔顶总回流量、液体分配比等操作参数对产品的影响及装置的操作稳定性。结果表明,塔顶总回流量的增大有助于产品的分离,且液体分配比的选择范围更广。液体分配比的改变对中间侧线产品质量的影响较大,是操作的关键变量。     

隔壁式空分精馏塔应用性能研究

为了降低空气低温分离过程的设备投资和能耗,在分析空分体系的热力学性质及流程特点的基础上,提出了一种新型的隔壁式空分精馏塔流程。应用Aspen Plus模拟软件,对空气分离的传统流程和隔壁塔流程进行了模拟对比,考察了隔壁式空分精馏塔各结构参数与操作参数对其年总成本的影响,并分析比较了空分传统流程和隔壁式空分精馏塔流程的热力学效率。结果表明,隔壁式空分精馏塔的建模合理可行,通过年总成本优化得到了该隔壁塔的最优结构参数与操作参数,分别为:液氧流量为3 kmol/h,气相分配比(体积比)为0.05,精馏段理论板数为33,侧线精馏段理论板数为30,公共提馏段理论板数为22。与传统空分流程相比,隔壁式空分精馏塔流程的有效能损失降低并且在热力学效率方面高出4.7%。     

隔板塔共沸精馏分离二氯甲烷-乙腈-水-硅醚体系

以二氯甲烷-乙腈-水-硅醚为分离体系,采用自制隔板塔小试装置,研究了共沸剂回流比和液相分配比等操作参数对隔板塔分离效果的影响。实验结果表明,当气相分配比R_v为0.5,共沸剂回流比为3时,液相分配比R_l在[0.12,0.2]范围内,隔板塔分离效果较好。在实验的基础上,采用Aspen Plus软件对隔板塔共沸精馏工艺进行模拟,考察了隔板塔共沸精馏工艺最佳操作区域及节能效果。模拟结果表明,特定分离要求下,隔板塔存在一个使再沸器热负荷最小的最佳操作区域,在此最佳操作区域内,R_l和R_v相互关联,呈一一对应关系;与三塔串联简单精馏工艺相比,完成相同的分离任务,隔板塔共沸精馏工艺再沸器节能32.74%,冷凝器热负荷减少33.70%,乙腈回收率由66.47%提高到96.01%,且大幅降低设备投资。     

热泵精馏隔壁塔分离宽沸程物系的模拟

将中间换热和热泵精馏两种精馏节能技术应用到隔壁塔中,提出了带中间换热器的热泵精馏隔壁塔流程,以解决隔壁塔在分离宽沸程物系时出现的塔顶与塔底温差过高而不宜应用热泵精馏的问题。利用精馏塔总复合曲线图,可确定中间产品塔板采出流股的相态,从而得到不同类型的热泵精馏隔壁塔流程。宽沸程物系分离实例的模拟计算结果表明,该类流程在主塔气液相流量较大的情况下具有较高的节能效率。     

分隔壁精馏塔分离裂解汽油

自制一套塔高8.3m可拆装10L釜分隔壁精馏塔小试装置分离裂解汽油,考察不同的出料位置、侧线采出量、液体分配比等参数对分离效果的影响。得出较佳工艺条件为:进料速度6L/h,进料温度56℃,塔顶出料1.1L/h,回流量为1.5L/h,液体分配比(主:副)为2:1及侧线出料量3.6L/h。在此条件下,塔顶C5的质量分数达到98.5%以上,侧线C5的质量分数小于2%,满足分离要求。该工艺缩短了流程,减少了设备投资。     

气相进料对隔板精馏塔优化设计的影响

隔板精馏塔（DWC）在节能和节省设备投资方面具有十分突出的优势,隔板精馏塔中隔板位置是重要的设计变量,影响分离效果及能耗,当进料中含有气相时这种影响更加显著。选用苯、甲苯和对二甲苯三元物系,研究了进料的气相分率对隔板位置的影响并确定最优隔板位置。采用严格模拟方法,以年度总费用（TAC）为评价指标,比较不同进料气相分率下隔板塔的经济性,其中气相进料较液相进料TAC最高可节省23.33%。并通过灵敏度分析展示了在进料中含有气相时确定最优隔板位置的重要性。     

气相进料对隔板精馏塔优化设计的影响

隔板精馏塔（DWC）在节能和节省设备投资方面具有十分突出的优势,隔板精馏塔中隔板位置是重要的设计变量,影响分离效果及能耗,当进料中含有气相时这种影响更加显著。选用苯、甲苯和对二甲苯三元物系,研究了进料的气相分率对隔板位置的影响并确定最优隔板位置。采用严格模拟方法,以年度总费用（TAC）为评价指标,比较不同进料气相分率下隔板塔的经济性,其中气相进料较液相进料TAC最高可节省23.33%。并通过灵敏度分析展示了在进料中含有气相时确定最优隔板位置的重要性。     

分壁式精馏塔精制丁二烯流程模拟

丁二烯是一种重要的石油化工烯烃原料,由于其生产过程能耗高,因此节能降耗成为丁二烯生产工艺的研究热点。利用Aspen Plus模拟软件对丁二烯精制工艺的两套流程进行了模拟研究,考察了分壁式精馏塔(DWC)中内部互连物流连接位置、预分离塔气液相流量和回流比对分离效果和热负荷的影响,对比了相同分离条件下DWC分离流程和传统顺序分离流程的能耗,并根据两套分离流程中塔内液相丁二烯浓度分布情况,分析DWC的节能原因。结果表明,当主塔理论板数105,预分离塔理论板数56,进入预分离塔气相流量1020kmol/h,液相流量890kmol/h,回流比7800时,DWC分离效果最好,丁二烯质量分数可达99.7%,这为DWC精制丁二烯工艺的工业化提供了理论依据。由于DWC有效减少了精馏过程中的返混效应,提高了能量利用率,使其冷凝器可节能29.36%,再沸器可节能29.19%,存在明显的节能优势。     

用分隔壁精馏塔分离三组分混合物的节能研究

为了比较分隔壁精馏塔与常规精馏流程能耗,确定其应用范围,采用Aspen plus软件中的精馏严格模型,对2种常规精馏流程和3种分隔壁精馏塔进行模拟计算,比较了各种分隔壁精馏塔序的节能效果。结果表明,中间组分的摩尔分数越高,分隔壁精馏塔的节能效果越好,分隔壁精馏塔可用于分离中间组分摩尔分数较高的混合物,且适于分离指数在0.61至2.1之间的物系。分隔壁侧线精馏塔适用于分离指数≥1、轻组分摩尔分数较高的混合物。分隔壁侧线提馏塔适于重组分摩尔分数较高的混合物。     

Enzymatic catalyzed reactive dividing wall column: Experiments and model validation

A novel process for the integration of chemical reaction and product separation is proposed: the enzymatic catalyzed reactive dividing wall column (eRDWC). The eRDWC combines the highly integrated and complex reactive dividing wall column (RDWC) with the use of a very selective enzymatic catalyst. This apparatus enables the simultaneous production and separation of up to 4 pure product streams. Comprehensive experiments with the reference system of a hexanol and butyl acetate transesterification in a DN 65 pilot scale column show the feasibility of stable steady state operations for this process. A rigorous model for the plant design of an eRDWC wall column is developed. The reaction kinetics and vapor‐liquid‐equilibria for the reference system are measured and implemented in the model. The model is successfully validated using the acquired experimental data. The application of enzymes in continuous reactive distillation processes has the potential to increase the selectivity at milder process conditions. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 2198–2211, 2017