环丁砜萃取精馏工艺模拟及优化

针对某厂实际运行情况,根据文献上报道的环丁砜-芳烃抽提蒸馏体系相平衡数据,采用UNIFAC-Dortmund基团贡献模型估算出UNIQUAC方程中的二元交互作用参数;在此基础上运用流程模拟软件建立环丁砜芳烃萃取精馏工艺模型。模拟结果表明,该模型可以较好地反映装置实际操作状况。考察了进料位置、回流比、溶剂温度、溶剂比等操作参数对分离效果及能耗的影响,获得了环丁砜萃取精馏单元过程的较优操作参数。     

从溶剂油中提纯连三甲苯的萃取精馏溶剂选择

为了快速准确地选择萃取精馏溶剂,由190#溶剂油萃取精馏获取高纯度连三甲苯,运用UNIFAC模型,计算了质量比为4∶1的连三甲苯-茚满体系在苯乙酮、乙二醇、邻苯二甲酸二辛酯、二甲基亚砜和环丁砜5种溶剂中在17.47 kPa下的相对挥发度。同时测定了对应5个体系的汽液平衡数据,计算值和实验值的相对平均偏差均小于6％,两者吻合良好。结果表明：环丁砜较适宜作为萃取剂。与其它萃取剂选择方法比较,这种UNIFAC模型预测和实验验证相结合的方法具有快速准确的优点。     

萃取精馏提取高纯度三甲苯的模拟研究

采用单级汽液平衡釜测定加氢裂解C9芳烃与溶剂之间的汽液平衡数据,计算各组分与茚满的相对挥发度,筛选出邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为最佳溶剂。采用Aspen P lus流程模拟软件模拟加氢裂解C9芳烃萃取分离结果,模拟结果与实验结果相对误差小于1%。考察了萃取段理论板数、溶剂比(原料与溶剂的质量比)、回流比等因素对分离效果的影响。模拟结果表明,萃取精馏塔的最佳工艺条件:萃取段理论塔板数35,溶剂比0.5,回流比5。此时,三甲苯质量分数和收率分别达到99.87%和96.20%。     

萃取-精馏耦合工艺处理环丁砜废水的流程模拟

针对聚芳醚树脂聚合过程产生的环丁砜废水的处理,提出了以二氯甲烷为萃取剂的萃取-精馏耦合新工艺。选用NRTL活度系数模型,采用Aspen plus流程模拟软件对萃取-精馏耦合工艺处理环丁砜废水的过程进行模拟研究,并应用灵敏度分析工具分别对萃取塔和精馏塔进行参数优化。模拟结果表明,当萃取塔的平衡级数为7、萃取相比为1∶1、精馏塔的理论板数为5、进料位置为第3块理论板时,废水中环丁砜的浓度从100g/L降至34mg/L,同时得到质量分数为98.31%的环丁砜,环丁砜的回收率达到99.95%,处理后的水和环丁砜都能够满足在聚芳醚树脂生产过程中循环使用的要求。与现有的四效蒸发工艺相比,萃取-精馏耦合工艺的热负荷降低了约37%,具有非常好的工业应用前景。     

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%。     

环丁砜萃取精馏过程模拟分析及工艺参数优化

以环丁砜-烃类相平衡数据和NRTL-RK热力学方法为基础,对环丁砜萃取精馏过程进行了全流程模拟和工艺操作参数优化。综合考虑各个操作变量及其关联,提出了基于局部耦合参数迭代优化的整体协同优化的策略。通过文献数据回归和Aspen Plus物性估算系统相结合,补充修正了缺失的模型参数,并以此模拟分析了各关键操作参数对环丁砜萃取精馏过程能耗和分离效果的影响。结果表明：当萃取精馏塔操作压力为0.17 MPa,溶剂回收塔操作压力为0.05 MPa时,贫溶剂最佳温度为100℃,原料饱和气相进料的最佳进料位置为第50块塔板;溶剂回收塔最佳回流比为0.33;最佳进料位置为第6块塔板,汽提水量为2853 kg·h^-1。优化后,装置最小热公用工程由1.158 GJ·t^-1下降至0.802 GJ·t^-1,节能效果显著。     

萃取精馏分离吡啶与甲苯的研究

利用连续萃取精馏的方法分离甲苯中少量吡啶,以获得纯度较高的甲苯产品。根据吡啶与水互溶,甲苯与水共沸的特性,选取水为萃取剂。首先对流程进行了模拟,针对本体系部分互溶的特性,采用NRTL的热力学方法,考察了萃取剂与原料的进料比,塔顶蒸汽冷凝量与原料进料比,以及萃取剂与原料的进料位置等条件对分离效果的影响,从而获得最佳的工艺操作条件。之后采用实验室小型精馏装置对模拟结果进行验证。结果表明,采用NRTL热力学方法得到的模拟结果可将塔顶甲苯产品中吡啶质量分数量降至4×10-6。模拟的最优条件为:萃取剂与原料进料比3.4∶1,塔顶蒸汽冷凝量与原料进料比1.23∶1,原料与萃取剂进料位置分别为第32块、第2块理论板。实验值与模拟值吻合良好,说明以水为萃取剂的萃取精馏可以实现甲苯中吡啶的有效分离。     

萃取蒸馏脱除油品中硫的过程模拟与优化

汽车尾气严重污染环境,为了生产满足环保法规的硫含量低于10μg/g的汽油,提出了在传统的萃取蒸馏中以有机溶剂+离子液体（IL）为复合萃取剂的脱硫法。以与真实催化裂化（FCC）汽油组成及物性相近的模型油为模拟汽油,利用COSMO-RS模型计算了30种常见IL对环己烷-噻吩的选择性和溶解能力,筛选出用于萃取蒸馏脱硫添加剂的最佳离子液体为[EMIM][BF₄]。通过Aspen Plus软件以N-甲酰吗啉（NFM）+[EMIM][BF₄]为复合萃取剂进行了汽油脱硫的工艺流程模拟与优化。优化结果为萃取剂由NFM（质量分数98%）和[EMIM][BF₄]（质量分数2%）构成,萃取蒸馏塔质量回流比R=0.4,剂油质量比S/F=1,采出率为70%。模拟结果表明：萃取蒸馏可高效地脱除苯并噻吩、硫醚及噻吩类硫化物,上述硫化物总量可从1581μg/g降低至5.37μg/g,脱硫率达98.1%,质量收率为70%,体积收率为75%。此外,通过对比计算值与文献中实验值,验证了COSMO-RS预测IL热力学性质、UNIFAC预测有机硫化物-烃类汽液相平衡的准确性和模拟工艺流程的可靠性。     

带有中间储罐的间歇萃取精馏的模拟研究

本文提出了带有中间储罐塔间歇萃取精馏过程计算模型,将中间罐看成一块理论板,萃取剂看成第三组份进行建模,利用调节因子和泡点法相结合对整个塔进行迭代计算,经实例模拟表明,本模型只需较简单的赋初值,能以较快的速度收敛,本模型对带有中间储罐间歇萃取精馏操作及模拟具有一定的指导作用。     

加盐萃取精馏法制无水异丙醇过程模拟

对加盐萃取精馏法制备无水异丙醇过程进行了模拟计算,采用有序双液程(NRTL)模型对异丙醇-水-乙二醇-醋酸钾体系异丙醇-水气液平衡数据进行了回归,得到了该条件下的NRTL交互作用参数,在此基础上采用Aspen软件进行模拟计算;对理论塔板数、回流比(质量比)与进料位置进行了优化,模拟结果与现场数据吻合较好,说明采用的方法适用于加盐萃取精馏过程的模拟。     

拟稳态模型用于间歇萃取精馏的数值模拟

Batch extractive distillation (BED) is a special method used in the distillation process by adding a solvent into the batch distillation column to alter the relative volatility of the components and improve the separation. A comprehensive design and simulation method is required due to the complexity of BED. In this study, a quasi-steady-state model for BED is proposed, the derivation and solution of the model are presented. This shortcut model can be used to simulate the composition and temperature of the reboiler, the top and other plates of the column in a batch extractive distillation operation. The calculated values are in good agreement with the experi-mental data. The results show that the quasi-steady-state model is a practical method because of some advantages such as high precision and fast calculation.     

间歇萃取精馏分离环己烷-正丙醇的研究

首次研究了间歇萃取精馏方法分离环己烷-正丙醇二元共沸物。通过溶剂选择原理选出DMF作为分离此共沸物系的溶剂,采用UNIFAC模型对常压下环己烷-正丙醇物系和加入溶剂DMF后的物系进行气液平衡模拟,并进行了实验验证,其中模拟结果与实验数据吻合较好。通过间歇萃取精馏分离此共沸物的实验研究来进一步考察所选萃取剂的效果。结果表明,DMF能够消除环己烷-正丙醇共沸物系的共沸点,采用有30块理论板的填料塔,萃取剂进料位置为第4块板,溶剂质量比为1∶1,回流比为3∶1时,塔顶环己烷产品质量分数为96.2%,回收率为72.2%。     

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%。     

萃取精馏分离异丙醇-水共沸体系的模拟与优化

对异丙醇-水共沸体系的萃取精馏过程进行模拟与优化。以乙二醇为萃取剂,基于UNIFAC模型,使用Aspen Plus化工模拟软件中的RadFrac模块进行萃取精馏模拟,并利用灵敏度分析模块对各工艺参数进行灵敏度分析与优化。结果表明,以乙二醇做萃取剂分离异丙醇-水共沸体系是可行的。对于处理流量5000kg·h-1的异丙醇-水共沸溶液,精馏塔具有22块塔板时,原料进料位置在第16块塔板,萃取液进料位置在第3块塔板,摩尔回流比为1.4,萃取剂与原料的进料比为2∶1,塔顶异丙醇质量分数可达0.9981,萃取精馏塔的分离效果和热负荷达到最优。模拟和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义。