合成气制乙二醇粗产品提纯工艺的模拟研究

本文利用流程模拟软件Aspen Plus对合成气制乙二醇粗产品的提纯工艺进行研究,通过选用合适的热力学方法、分离模块和恰当的分离顺序等对合成气制乙二醇生产过程中产品的提纯工艺进行了模拟研究。运用Aspen中灵敏度分析工具分别对乙二醇分离过程中的脱甲醇塔、中杂塔、脱乙醇塔、脱丁二醇塔系和精制塔等进行模拟和优化,对与乙二醇形成共沸的组分1,2-丁二醇,文中对比了共沸精馏和萃取法两种分离方法,最终选择了分离效率高、能耗小的萃取方法。通过对各个塔的理论塔板数、进料位置以及回流比等参数的模拟确定了其最优操作条件。并基于这些最优操作条件和连续萃取的分离方法,对整个提纯工艺进行了模拟,得到了纯度较高的乙二醇产品和甲醇、1,2-丁二醇等副产品。论文的结果将为乙二醇的工业生产提供参考。     

三塔萃取分离叔丁醇-异丙醇-水混合液的模拟及优化研究

叔丁醇、异丙醇和水易形成二元和三元共沸,此共沸体系无法采用常规精馏等方法进行分离。本文分别以乙二醇、环丁砜和乙二醇为萃取剂,NRTL为平衡模型,采用Aspen Plus软件对叔丁醇-异丙醇-水分离的三塔萃取精馏过程进行模拟。分别考察了三塔的塔顶出料量、回流比、溶剂比、塔板数及原料进料位置等因素对分离效果的影响。并设计正交实验方案,对分离过程进行进一步优化,确定过程条件对叔丁醇和异丙醇的纯度及收率的影响,为叔丁醇-异丙醇-水体系分离提供基础数据。结果表明,在优化条件下,可得到纯度和收率为99.87%和94.29%的叔丁醇、纯度和收率为98.69%和89.38%的异丙醇。     

萃取精馏分离叔丁醇-异丙醇-水共沸体系的研究与优化

用传统的蒸馏方法不能分离共沸体系,而采用萃取精馏分离共沸体系可以达到很好的效果。本文以乙二醇为萃取剂,采用Aspen Plus化工模拟软件对叔丁醇-异丙醇-水的共沸体系萃取精馏过程进行模拟分析,并利用软件中的灵敏度分析考察了回流比、原料进料位置、萃取剂进料位置、进料比、塔顶出料比这些因素对分离效果的影响。利用正交实验,进一步优化工艺参数。结果表明:在最优工艺条件下,塔顶醇的质量含量达到99.8%。本文提出了萃取精馏实现工业化的条件,为叔丁醇-异丙醇-水共沸体系分离的工业化提供了理论依据。     

带有热量集成的乙醇-水萃取精馏过程模拟

使用Aspen Plus,首先对乙醇-水萃取精馏过程的7种萃取剂的分离效能进行了模拟比较,结果显示:丙三醇DMSO乙二醇DMF糠醛苯甲醛NMP;接着,以丙三醇为萃取剂,设计了最优的萃取精馏工艺流程,并确定了萃取精馏过程中萃取精馏塔(理论板数:16,回流比:2,原料进料位置:12,萃取剂的进料量:230 kmol/hr和进料位置:4)和溶剂回收塔(理论板数:7,进料位置:3和回流比:3)的最佳工艺条件;最后,本文还利用热量集成的方法对系统的废热进行了回收利用,不但节约能耗3262.72 kW,还顺产1 MPa低压蒸汽127 kmol/hr。本研究为乙醇.水萃取精馏分离工艺的工业化提供了理论依据和设计参数。     

二乙氧基甲烷-乙醇-水体系萃取精馏溶剂的筛选

由于二乙氧基甲烷-乙醇-水体系形成共沸物且共沸点接近,不能用普通精馏的方法分离,本文提出采用萃取精馏分离法。从二乙氧基甲烷、乙醇、水与溶剂分子之间存在的诱导力、静电力、色散力及氢键出发,分析和对比十二类溶剂,提出选用多元醇、水、胺类、酮作为萃取精馏溶剂;通过汽液平衡釜测定有所选溶剂存在时,各组分问的相对挥发度,确定乙二醇为分离二乙氧基甲烷一乙醇的良好溶剂;而乙二醇加盐作为复合溶剂,可提高二乙氧基甲烷-乙醇的分离效果。     

常压下丙醛-水-甘油体系汽液平衡测定与关联

采用单循环汽液平衡釜测定了常压条件下丙醛-水的二元以及丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据。运用MATLAB中求解非线性最小二乘法问题的函数Lsqnonli,结合丙醛-水的二元汽液平衡实验据,迭代出了Margules、Vanlaar、Wilson和UNIQAC四个方程的二元模型参数。通过计算值和实验值的比较,Wilson方程的相对误差均小于5%,故选择Wilson方程为本体系的适合模型。将测定的丙醛-水-甘油三元汽液平衡数据与模型参数带入Wilson方程求得的三元汽液平衡数据相比较,相对误差均小于5%,由此验证了本文Wilson模型参数的可靠性。本文的测定结果和计算结果为丙醛-水-甘油体系的萃取精馏模拟选择了合适的模型,关联得到的Wilson模型参数,为萃取精馏过程的模拟计算打下基础,同时也为丙醛和水混合液的有效分离提供了一定基础数据。     

一种新型节能回收N,N-二甲基甲酰胺的过程研究

提出了从废水中回收N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的萃取-精馏法节能新工艺,利用Aspen Plus软件对该回收过程进行了模拟计算,详细分析了各个因素对分离效果的影响,并进行能耗比较。结果表明,采用萃取-精馏分离工艺,以氯仿为萃取剂能够很好地实现DMF与水的分离,较佳的操作条件为:萃取塔理论塔板数22,溶剂比2.84,精馏塔理论塔板数18,进料位置7,回流比0.08,精馏塔塔釜DMF含量可达99.98%。与单塔精馏法、双塔精馏法、传统三塔精馏法和节能型三塔精馏法相比,节约能耗分别为78.6%、56.4%、28.8%年和30.1%,节能效果显著,为回收废水中DMF提供理论和设计依据。     

正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系汽液平衡研究

测量了不同压力下正己烷-甲基环戊烷-邻苯二甲酸二丁酯三元体系等压汽液平衡数据，确定了该体系Wilson方程模型参数，并以Wilson方程为汽液平衡模型，采用微机模拟计算了以邻苯二甲酸二丁酯为溶剂，萃取精馏分离正己烷-甲基环戊烷混合物的分离结果，结果表明，萃取精馏分离该混合物效果良好。     

三元共沸体系二恶烷-乙醇-水分离方法的研究

二恶烷、乙醇和水三者互溶,相互之间存在二元共沸及三元共沸,且二恶烷和水常压下沸点接近,普通精馏难以分离。本文选取了合适的萃取剂二甲基亚砜(DMSO),采用萃取精馏从塔顶分离出二恶烷和乙醇,利用加压精馏消除共沸,实现二恶烷和乙醇的分离;萃取精馏塔釜物料经萃取剂回收塔减压精馏从塔釜回收二甲基亚砜,循环至萃取精馏塔中,塔顶分离出水。采用流程模拟软件Aspen Plus对上述流程进行了全流程模拟计算,模拟结果表明:采用上述方法可以实现二恶烷、乙醇和水的分离,分离后二恶烷、乙醇和水的摩尔纯度均达到99%;在此基础上,以萃取精馏塔为例,讨论了理论板数、萃取剂进料位置和进料温度、原料进料位置、溶剂比、回流比对分离效果的影响,完成了全流程工艺参数的优化,利用热集成及双效精馏的方式节省能耗15.8%。     

利用压力影响恒沸点由反应精馏精制THF

研究压力如何影响恒沸点,探索改变操作压力由反应精馏精制四氢呋喃（THF）可行性,模拟计算考察了压力对THF／水体系恒沸点的影响,结果表明体系压力增加,恒沸物中THF摩尔分率减少。通过两塔在不同压力下操作,利用反应精馏技术可从1,4－丁二醇制备高纯度的THF。     

RECTANGLE-80的相关密钥差分分析

轻量级分组密码RECTANGLE采用SPN结构,分组长度是64比特,密钥长度是80或128比特,迭代轮数是25轮。其采用比特切片技术,在软硬件实现方面均有很好的性能。本文以Matsui和Moriai等人的自动化搜索算法为基础,采用包珍珍等人提出的2种优化策略,对RECTANGLE-80版本进行相关密钥差分分析。我们对最窄点处的密钥状态差分进行限制,使最窄点密钥状态差分的汉明重量取值范围分别属于区间[1,1],[1,2],[1,3],[1,4],[1,5]五种情况,目的是求得此五种情况下前9轮相关密钥差分最大概率及其对应的路径。我们获得了此5种情况前8轮的最大概率及其对应的路径,前2种情况9轮最大概率及其对应路径和后3种情况9轮最大概率的上界。以上5种情况的结果显示,当取值范围属于后三种情况时,前8轮的最大概率是相同的,由此说明随着取值范围的扩大,最大概率趋向稳定。当最窄点密钥状态差分的汉明重量取值范围属于[1,1]或[1,2]时,9轮的最大概率为2^-42。当取值范围分别是[1,3],[1,4]和[1,5]时,9轮最大概率的上界分别是2^-41,2^-37,2^-34。我们预测9轮最大概率的上界是2^-41,由此可以预测18轮的最大概率的上界是2^-82,从而RECTANGLE-80可以抵抗相关密钥差分分析。这是目前RECTANGLE抵抗相关密钥密码分析安全性评估最好结果。     

Ni/AC 催化剂的制备、表征与 1,4- 丁炔二醇加氢性能

开发高效的 Ni 基加氢催化剂，实现 1,4-丁炔二醇加氢定向合成 1,4-丁二醇，是构建煤基初级化学品高值化延伸产业链的关键。针对目前广泛采用的 Raney Ni 催化剂，无载体支撑，存在活性比表面低、加氢选择性差等问题，该文制备了以发达孔隙结构的活性炭(active carbon，AC)为载体的 Ni/AC 催化剂，结合表征手段探讨了催化剂结构与性能的构效关系。研究结果表明，随着 Ni 负载量的升高，活性炭表面暴露的活性镍物种先增加后减少，加氢活性也呈火山形分布。25Ni/AC(Ni 的质量分数为 25%)催化剂对 1,4-丁二醇的选择性最高，达 86.2%，对半加氢产物 1,4-丁烯二醇与半缩醛 2-羟基四氢呋喃的选择性分别为 1.2% 与 6.8%。造成此现象的原因是该样品中高分散的活性 Ni 提供了大量活性氢，促进了加氢反应。低 Ni 负载量的催化剂因 Ni 活性中心间距较远，表面活性 H 密度低，而易于发生异构副反应生成半缩醛 2-羟基四氢呋喃。当 Ni 负载量较高时，Ni 聚集造成加氢活性下降。     

相平衡和平衡级分离专用计算软件VB设计

本软件系统包括4个子系统：（1）平衡数据关联子系统－含Van Laar,Margules,NRTL,UNIQUAC和Wilson模型以及Antione常数回归方程；（2）精馏子系统－含间歇精馏，普通精馏和萃取精馏；（3）液液萃取子系统－包括无水和含水溶剂体系；（4）数据库子系统－建成bpd.mdb数据文件，具有查询和管理各种烷烃，芳烃和溶剂等基础物性的功能。软件系统采用VB设计，界面友好，操作简便，可用于汽液和液液平衡数据模型参数的关联以及多元多级汽液和液液平衡级的分离计算。     

金属溶剂萃取三出口工艺的数学模拟研究

本文对于总分配比恒定的串级萃取三出口工艺数学模拟,提出了一种较为简单实用的方法,对皂化 P507—煤油体系分离 Cu、Co、Ni 三种元素的三出口工艺用矩阵法进行了串级模拟计算,与实验对比较好地反映了串级分离过程中各元素的分布规律。     

硅苯与腈氧化物1,3-偶极环加成反应的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/6-311G(d,p)水平研究了硅苯与腈氧化物的1,3-偶极环加成反应的微观机理、势能剖面,考察取代基和四氢呋喃溶剂对反应势能剖面的影响。计算结果表明,所研究反应均以协同但非同步的方式进行,且总是Si-O键先于C-C键形成。硅苯分子中Si原子上的给电子和吸电子取代基均有利于反应的进行,而腈氧化物碳原子上的2,4,6-三甲基苯基取代基在热力学上对反应非常不利。四氢呋喃溶剂对所研究反应的势能剖面影响不大。     

基于触摸屏和PLC的无水溶剂计量系统

无水溶剂的取用要求在隔绝空气条件下进行,给计量造成了麻烦.设计了自控系统,采用N<,2>作为动力,同时可以隔绝空气.采用最新触摸屏技术,结合PLC对无水溶剂进行计量,取用方便.实时显示溶剂取用量,历史取用记录,报表制作,准确计量为产品的质量提供了保证.     

Excel模拟优化多级萃取工艺

在Excel环境下,采用逐级计算法,模拟了逆流和错流两种工艺下水多级萃取甲苯 乙醚的理论级数、各级萃取相与萃余相浓度和萃取率,最终获得了两种工艺的优化溶剂比.优化的工艺结果是相对于错流操作,当逆流操作的实际溶剂比可取1.38倍最小溶剂比时,可提高萃取相浓度8.5百分点,降低萃取相流率约1/2,减少萃取剂用量2/3.     

DeltaV控制系统在溶剂精制装置仪表自控系统改造中的应用

介绍DeltaV控制系统在溶剂精制装置仪表自控系统改造中的应用.     

丁二烯第二塔组流程模拟的物性选择

提出了乙腈法萃取1,3丁二烯装置第2塔组进行流程模拟的最佳物性方法,由模拟数据入手,利用Aspen Plus为平台,使用WILSON方法、UNIFAC方法、NRTL方法对乙腈法萃取1,3丁二烯装置的第2塔组进行模拟,将模拟结果与生产情况进行对比,选出的WILSON方法具有高的可信度,由模拟计算得到的结果可以用于塔的水力学设计计算及标定核算.