一种简单实用的多变量解耦控制方法及在精馏过程中的应用

以精馏塔为对象讨论了多变量系统的耦合及解耦合控制系统的设计。提出一种简单实用的半解耦控制算法，并针以二个具有侧线，塔顶及塔底产品的精馏塔进行了应用仿真研究。结果表明系统的性能指标。有所改善，鲁椿性更强。经方法对复杂精馏塔进行了解耦设施实是控制实验，其效果亦相当令人满意。     

一种简单实用的多变量解耦控制方法及在精馏过程中的应用

以精馏塔为对象讨论了多变量系统的耦合及解耦控制系统的设计。提出一种简单实用的半解耦控制算法，并针对一个具有侧线、塔顶及塔底产品的精馏塔进行了应用仿真研究，结果表明系统的性能指标有所改善，鲁棒性更强。用此方法对复杂精馏塔进行了解耦设计和实时控制实验，其效果亦相当令人满意     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

裂解C_5分离中溶剂二甲基甲酰胺的再生工艺研究

针对裂解C_5分离流程中N,N-二甲基甲酰胺(DMF)再生发生水解等问题,提出了一种新型的DMF再生方法,再生工艺包括再生釜、减压精馏塔和反应精馏塔。采用Aspen Plus流程模拟软件对该再生工艺进行了模拟计算,计算结果表明,DMF再生过程中有微量损失。在小型实验装置中分别进行了减压精馏实验和反应精馏实验。实验结果表明,减压精馏塔顶馏分中双环戊二烯的质量分数为42.3%,塔釜液中DMF质量分数为99.8%,达到了DMF再生要求;反应精馏塔顶可得到高纯度环戊二烯,塔釜液可循环返回再生釜。DMF再生工艺是可行的。     

甲醇制丙烯(MTP)分离工艺的研究与优化

170万t/a甲醇制丙烯(MTP)装置在设计和运行时都出现了诸多问题,分离工艺有待改进和提高。本文以170万t/a的MTP装置为背景,通过脱甲烷塔尾气回收技术的筛选,对前脱乙烷、脱甲烷塔及其尾气回收系统、脱碳二系统(脱乙烷塔和乙烯精馏塔)热耦合、吸收剂选择等工艺进行组合、模拟与优化,筛选出较为合适的工艺方案:前脱乙烷、组合脱甲烷塔尾气回收系统、高度热耦合的脱碳二系统、用前脱乙烷塔底产品作吸收剂等。对年产丙烯48万吨、乙烯18万吨的MTP装置而言,采用上述流程时双机功率为20703k W,乙烯损失12.0t/a,丙烯损失2.0t/a。     

分离碳酸二甲酯和甲醇的常压-加压精馏工艺流程的模拟

针对尿素醇解法合成碳酸二甲酯(DMC)工艺中DMC含量较低的DMC-MeOH物系的分离,建立了模拟常压-加压精馏工艺流程的模型。物系的液相活度系数由Wilson方程计算,通过AspenPlus过程模拟软件对常压-加压精馏工艺进行模拟计算。计算结果表明,常压-加压精馏工艺的主要物流的计算结果与实验值基本吻合,所建立的模型可靠;在满足产品中w(DMC)=99.5%的条件下,工艺模拟优化的结果为:常压精馏塔和加压精馏塔(1.0MPa)的实际塔板数分别为21和11,进料板位置分别为第6和第4块塔板,回流比分别为3.5和1.1,塔顶采出与进料流量比分别为0.63和0.92。     

乙醇-环己烷-乙酸乙酯混合物的分离模拟

基于Aspen Plus对乙醇-环己烷-乙酸乙酯三元共沸体系进行了模拟分离,提出了五塔变压精馏分离工艺流程,对精馏塔的进料位置进行了优化并确定了最佳的工艺参数,同时对多个精馏塔进行了热耦合。最终结果表明乙醇、环己烷、乙酸乙酯的纯度均能达到99.90%,热耦合后节约蒸汽43.97%,节约冷却水45.53%。     

BTX分离流程能量集成研究

综述了苯、甲苯、二甲苯(BTX)分离的普通流程、热泵流程(包括常压直接序列热泵流程、常压间接序列热泵流程)和热集成流程。提出了新的BTX热耦分离流程,它由预分塔和主塔构成,通过预分塔使轻、重关键组分分离,主塔则对预分产物进一步分离,得到目的产品;并提出相应热耦流程的模拟方法。使用流程模拟软件对常压直接序列热泵流程、常压间接序列热泵流程、热集成流程、热耦合流程进行了全流程模拟设计,在模拟数据的基础上,对各流程进行了有效能分析。常压热泵流程由于压缩机功耗大,损在109 GJ/h左右;热集成流程换热物流温位匹配合理,泵及压缩机损也小,在90.1 GJ/h左右;热耦合流程再沸炉内传热损较大,主塔塔顶汽不能用于加热工艺物流,冷却损大,在103 GJ/h左右。最终确定热集成流程是BTX分离过程的能量集成最优流程。     

催化精馏合成丙烯酸乙酯研究

以阳离子交换树脂(Amberlyst-15wet)为催化剂,在自制精馏塔和精制塔内对催化精馏酯化合成丙烯酸乙酯工艺进行了研究。考虑到后续丙烯酸乙酯的纯化,实验过程中丙烯酸过量,保证乙醇尽可能转化。实验中以捆扎包作为催化剂装填方式,系统研究了空速、催化精馏塔回流比、进料酸醇摩尔比等因素对乙醇转化率和产品中丙烯酸乙酯含量的影响,获得的较佳工艺条件:空速为0.35m3/(m3.h),酸醇进料摩尔比为2∶1,催化精馏塔回流比为2。该工艺条件下,乙醇转化率为96.96%,产品中丙烯酸乙酯含量为97.08%。     

优化工艺参数控制甲醇产品酸度

针对某油田公司甲醇装置精馏甲醇产品酸度超标的问题,通过分析影响甲醇产品酸度的原因,提出调整预精馏塔碱的加入量、优化预精馏塔工艺操作参数、控制加压精馏塔和常压精馏塔的操作、控制甲醇合成反应、改善预精馏塔不凝气的放空条件等控制甲醇产品酸度的措施。通过不断工艺改造及优化工艺参数,解决甲醇精馏产品酸度超标的问题,产品质量达到优级品标准     

甲基叔丁基醚装置改造为乙基叔丁基醚装置的技术分析

对于采用混相反应器和催化精馏工艺的甲基叔丁基醚(MTBE)装置改造为乙基叔丁基醚(ETBE)装置进行了技术分析。针对乙醇沸点比甲醇沸点高的特点,对乙醇全部通过混相反应器进料和抽取一小部分乙醇直接在催化精馏塔的催化剂床层上进料两种情况进行了模拟计算。模拟计算结果表明,将一小部分乙醇直接在催化精馏塔的催化剂床层上进料能够增加异丁烯的转化率,降低乙醇在ETBE产品中的含量。通过对MTBE装置采取增加乙醇干燥单元,增大催化精馏塔再沸器和塔顶冷凝器、工艺循环水冷却器、乙醇精馏塔进/出料换热器的换热面积,增大乙醇精馏塔塔底泵的功率及对甲醇萃取塔和甲醇精馏塔塔板进行改造等措施,MTBE装置可以用于生产ETBE。     

FCC汽油催化精馏烷基化硫转移工艺研究

在催化精馏塔中对FCC汽油催化精馏烷基化硫转移工艺进行考察,采用树脂催化剂,常压、连续操作,适宜的进料方式为下进料方式,回流质量比为2.0。2 016 h连续运行试验表明,催化剂性能稳定,塔顶汽油硫含量在30～40 μg/g之间,硫转移率平均值为91.14％。     

鲁奇甲醇生产装置甲醇精馏塔的数学模拟

建立了甲醇精馏过程物料衡算、汽液平衡、摩尔分率归一、热容衡算方程组 ,采用弛豫法求解 ,对加压主精馏塔和常压主精馏塔进行模拟计算 ,得到了精馏塔温度和浓度分布 ,讨论了回流比对甲醇精馏的影响     

乙腈-水萃取精馏及热集成改进工艺多目标优化

通过三元相图分析乙腈-水-乙二醇萃取精馏体系热力学性质,利用灵敏度分析确定工艺决策变量优化范围。针对总费用的设备费用、操作费用2个冲突目标,以产品和溶剂纯度为约束条件,建立常规和热集成萃取精馏工艺多目标优化模型,利用Actxserver接口建立Matlab和Aspen Plus联合模拟优化平台,通过调用NSGA-Ⅱ算法求解多目标优化问题。结果表明：对于常规萃取精馏优化过程,种群数为30,初始解经过300代演化,已经达到最优Pareto前沿解,其设备费用受萃取精馏塔塔板数显著影响,操作费用与萃取剂循环量、萃取精馏塔塔回流比相关。采用相同算法参数的热集成工艺优化显示：增设预热器(HX)和控制冷凝器出口温度,改变了原料和萃取剂进料热状态,减少了进料板位置有效能损失,用较少萃取精馏塔塔板数和再沸器负荷即可满足生产要求,3组代表性优化方案的设备费用、操作费用平均降幅分别达到4.15%和7.91%。     

含氧煤层气液化HYSYS模拟及安全性分析

设计了一种混合制冷剂和氮节流共同制冷的含氧煤层气液化精馏工艺,模拟结果显示,该工艺可以较为彻底地去除氮气、氧气等,对x(CH_4)为40%的煤层气进料,获得LNG产品纯度高达99.91%,甲烷回收率为97.12%,LNG生产能耗为0.94k W·h/m~3(STP)。对该工艺进行了爆炸安全性分析,表明煤层气仅在精馏塔顶部有爆炸可能性。采用往精馏塔通入氮气降低塔内氧含量的方法来保证操作安全,并对通入氮气的流量和位置进行了优化。结果表明从精馏塔内气体中氧的物质的量分数大于8%的最下层塔板处通入与煤层气同流量的氮气,对氧气稀释效果最好,在保证高纯度LNG产品和甲烷回收率的同时,生产能耗升高30%。     

乙烯分离技术进展

对以催化精馏、膜分离、萃取精馏、吸附分离、吸收分离和组合工艺为代表的新分离单元技术和以DJ系列塔板、微分浮阀塔板、系列斜孔塔板、分凝分馏器、分凝分馏塔、热集成精馏系统和分壁式精馏塔为代表的新分离设备的应用进行了综述。指出应用这些新分离单元技术和分离设备可提高乙烯装置的技术水平,节省投资,降低能耗,增强产品竞争力。     

利用油皂脚生产脂肪酸甲酯新工艺研究

介绍了利用油皂脚在1000t/a生产装置中生产脂肪酸甲酯新工艺。该工艺的特点是:采用无催化剂低压水解,连续减压薄膜蒸馏塔脱水;一次性酯化;连续减压薄膜精馏塔精馏等。还提供了工业化生产的工艺操作规程,工艺条件控制及产品质量的数据。结果表明,应用这套装置及新工艺,可获得消耗定额低、产品得率高、质量优、操作稳定等效果。     

分隔壁塔萃取精馏分离环己烷-苯共沸物的模拟优化

以糠醛为萃取剂,采用模拟软件Aspen Plus对环己烷-苯共沸物体系的分隔壁塔萃取精馏工艺进行了模拟优化。利用单变量灵敏度分析考察了分隔壁萃取精馏塔的塔板数、回流比、溶剂比、萃取剂和原料的进料位置等因素对产品纯度及再沸器热负荷的影响。确定了最优的工艺条件:分隔壁萃取精馏塔主塔及副塔的理论板数分别为34和10,回流比分别为2和3,主塔溶剂比为2.4,原料和萃取剂的进料位置分别为第22块板和第7块板,气相分配比为0.2,侧线抽出板的位置为主塔的第31块板。与传统的萃取精馏相比,分隔壁塔萃取精馏工艺可降低能耗13.5%。     

C_4萃取精馏工艺流程优化

针对Ｃ４萃取精馏原有工艺流程中存在的问题，提出了优化方案。第一萃取精馏塔改塔釜出料为汽相侧线出料，降低了第二萃取精馏塔的液相负荷，用乙炔闪蒸塔取代乙炔热偶合。此优化方案对Ｃ４萃取精馏工艺的改造有参考价值。     

苯酚羟基化合成苯二酚反应产物分离与物料平衡的研究

对苯酚羟基化合成苯二酚产物分离与物料平衡过程进行了研究，结果表明，采用常压脱水和减压精馏工艺，可以实现苯酚羟基化产物的分离，但常压脱水和减压精馏过程均有酚焦油生成。为得出确切的酚焦油含量，在密闭系统常压条件下，有催化剂存在时，用水、醋酸、苯酚、邻苯二酚和对苯二酚模拟羟基化反应液，进行脱水分离，并计算苯二酚损失量，即可得酚焦油生成量。经95℃反应2h，邻苯二酚减少22．8％，对苯二酚减少4．7％。在塔顶温度114℃，塔压2．4kPa操作条件下，将精馏得到的苯酚和邻苯二酚倒入塔底残液中再次蒸馏，邻苯二酚损失12．6％，与塔底液增加量相当。以水和苯酚为物料平衡研究对象，根据精馏结果，完成了苯酚羟基化合成苯二酚工艺过程的物料平衡研究，并与气相色谱分析结果进行了比较，分析了气相色谱分析结果与物料平衡计算结果存在的差距，其原因在于气相谱分析结果难以对酚焦油进行精确定量，且长时间脱水和蒸馏过程也会产生酚焦油。