新戊二醇间歇精馏过程的模拟、优化与应用

应用PRO/II化工模拟软件对新戊二醇(NPG)精馏过程进行模拟,模拟结果与实际生产数据相吻合,相对误差在0.80%~3.85%之间。模拟分析了蒸馏时间、回流比、蒸汽流量等参数对新戊二醇精馏过程的影响规律,提出了减少塔顶馏出液中新戊二醇含量、精馏时间的工艺优化方案,与原生产工艺相比,塔顶馏出液中NPG的损失量由1.13%降至0.80%,精馏时间可缩短1h。以工艺优化方案一为依据对生产装置进行改造,改造后与改造前相比,精馏时间缩短了0.4h。     

甲醇精馏系统的模拟与优化研究

应用Aspen Plus化工流程模拟软件,对甲醇双塔和三塔双效精馏工艺流程进行模拟与分析。以RadFrac为精馏塔的单元操作模型,且通过对比分析选择了较为合理的热力学物性方法。使用Aspen Plus灵敏度分析工具分别研究了回流比、进料位置、操作压力等工艺参数对甲醇精馏过程的影响,确定了适宜的操作条件以及优化方案。同时利用Aspen Plus自带的经济分析器对两种工艺系统进行经济性评估,为各企业提供最为经济合理性的工艺路线。模拟结果表明:在满足生产标准的条件下,甲醇三塔双效精馏系统相比于双塔精馏系统,具有产能高、产品质量好、能耗低的优点;三塔精馏系统总资本成本比双塔系统高11.32%,总工程消耗成本比双塔系统低48.94%。     

柴油加氢双塔分馏系统模拟与多目标优化

采用ASPEN Plus软件建立柴油加氢双塔分馏系统机理模型,在此基础之上,以汽油终馏点、柴油95%馏出温度、汽提塔塔底含硫量三个质量指标为约束,以重沸炉出口温度、汽提蒸汽量、分馏塔进料温度等8个可调参数为操作变量,建立了汽柴油总产值最大和系统能耗最小为同步优化目标的多目标优化模型。采用多目标列队竞争算法求解该模型,得到该模型的Pareto最优解集。根据Pareto解所对应各方案的产品分布情况,可确定不同优化方案下的操作参数。本文所提出的方法对柴油加氢双塔分馏系统的操作优化与节能具有参考意义。     

间歇精馏设计软件的开发

利用Visual Basic 6.0语言开发间歇精馏常规设计及优化设计软件。软件可用于不同物系(二元理想及非理想溶液),采用不同操作方式(恒馏出液组成操作和恒回流比操作)间歇精馏的常规设计和优化设计(包括单变量优化和多变量优化)计算。软件采用面向对象的编程技术,对精馏组分的物性参数、汽液相平衡数据实行数据库操作,界面友好,使用方便。     

反应精馏合成乙二醇二乙酸酯工艺的模拟

采用反应精馏技术以乙二醇和乙酸为原料,NKC-9树脂为催化剂,通过酯化反应合成乙二醇二乙酸酯。运用Aspen Plus对反应精馏工艺进行模拟,详细考察理论板数、回流比、进料配比等因素对反应精馏塔性能的影响,从而获得适宜的工艺操作参数。结果表明:在精馏段、反应段和提馏段理论板数分别为3、7、5,进料酸醇比为2.6:1,回流比为1.1,塔顶采出进料摩尔比为0.53的工艺条件下乙二醇的转化率达99.9%,乙二醇二乙酸酯的收率达99.9%。模拟结果对反应精馏合成乙二醇二乙酸酯的工艺设计和过程优化具有重要指导意义。     

萃取精馏法从加氢裂解C9芳烃中脱除茚满的模拟与优化（英文）

选择丙三醇为萃取剂,采用ASPEN PLUS化工流程模拟软件对萃取精馏法从加氢裂解C9芳烃中脱除茚满的过程进行模拟计算。考察了理论塔板数、进料位置、萃取剂进料位置、溶剂比及回流比等操作参数对萃取精馏分离效果的影响,并通过正交试验对各操作参数进一步优化。结果表明:当理论塔板数为45、进料位置在第24-26块塔板、萃取剂进料位置为第5块塔板、溶剂比为2.0、回流比为1时,萃取精馏塔顶馏出液中茚满的含量可控制在1%以下。     

基于CrudeManager的常减压装置模拟研究

在原油切割中使用常减压装置模拟,一方面为第三方软件提供符合实际常减压装置的原油及馏分物性数据,更好的为计划优化模型、调度优化模型以及全流程优化模型提供数据;另一方面可分析市场上的新油是否适合该厂常减压装置的蒸馏情况,更好的指导工艺生产。本文针对现有原油切割中常减压装置模拟的不足,采用半严格的简捷精馏计算方法,从相对挥发度、分馏指数、参考组分等方面对常减压装置模拟进行研究分析。在半严格的简捷精馏计算方法中,使用芬斯克方程获得能表征常减压装置分离效率的参数即有效切割温度(ECP)、提馏指数(stripping FI)和精馏指数(rectifying FI)。使用CrudeManager软件和某厂的常减压塔数据进行模拟分析,获得常减压装置各馏分的有效切割温度14.1℃、186.8℃、258.6℃、341.4℃、452.9℃、536.0℃,提馏指数,精馏指数和蒸馏曲线,结果显示该方法能准确地模拟常减压装置,很好地解决了馏分间的返混问题,具有良好的应用价值。     

间歇精馏常规设计和优化设计的模型及算法

建立了板式间歇精馏塔在恒馏出液组成操作状况下常规设计及优化设计的数学模型。常规设计模型用数值方法编程求解,对二元理想及非理想溶液均适用。优化设计模型以间歇精馏系统年效益最大为优化目标,用菲波那契法求解单变量优化问题,用复合形法求解多变量优化问题。模型同时考虑对整个间歇精馏系统(包括塔主体、塔顶冷凝器及塔底再沸器)进行优化,更符合工程实际情况。求解模型可得到间歇精馏过程最优的一系列设计和操作参数(如理论板数,塔径,操作回流比,塔釜蒸发量,釜残液组成,冷凝器传热面积及冷却水出口温度,再沸器传热面积及加热蒸汽温度等)。算例表明,对恒馏出液组成间歇精馏单变量及多变量优化设计比常规设计分别提高年效益2．6％和18．9％。     

精馏塔的控制方案

本文论述了精馏原理及影响产量质量的因素。提出了精馏过程控制方案和采用实验，数理统计，曲线拟合方法确定馏出口与操作条件的关系，采用计算机优化精馏过程的设想。     

反应精馏制备碳酸二乙酯的过程模拟与优化

碳酸二乙酯(Diethyl carbonate,DEC)是一种绿色环保的化工产品,用途广泛,具有良好的工业应用价值。为避免传统工艺副产物多、产物难分离等问题,采用碳酸丙烯酯一步法合成碳酸二乙酯,并将反应精馏技术应用于碳酸丙烯酯与乙醇酯交换反应生产碳酸二乙酯工艺中。以乙醇钠为催化剂条件下碳酸丙烯酯酯交换反应动力学为基础,应用Aspen Plus软件对反应精馏过程进行模拟,分别探讨了反应精馏塔精馏段、反应段和提馏段理论板数、醇酯进料比、操作回流比和塔顶采出进料摩尔比对碳酸丙烯酯转化率的影响,从而确定适宜的工艺条件:反应精馏塔的精馏段、反应段、提馏段理论板数分别为2、8、8:醇酯比为8;操作回流比R为6.7;塔顶采出进料摩尔比为0.71。在此工艺条件下碳酸丙烯酯的转化率为79.54%。模拟结果对反应精馏合成碳酸二乙酯的工艺设计和过程优化具有重要指导意义。     

基于Virtools的三维交互虚拟精馏实验室的构建

为了实现对精馏分离实验过程的三维情景化交互仿真模拟,提出了一种基于Virtools技术的、以虚拟人物为引导的,全场景、开放式、三维沉浸交互式虚拟精馏实验室的构建方法。该软件以板式塔实验为考察对象,依据精馏分离理论建立了分离预测数学模型并以此为构建基础,通过对功能模块、实现的关键技术以及三维沉浸感提升方法的研究与设计,采用编写及优化程序实现了物系选择、多参数调节、监控评价和色谱检测等功能,计算了不同条件下沿塔气液组成和温度分布,完整地模拟了精馏分离和馏出液检测全过程。     

基于Aspen Plus的聚甲氧基二甲醚精馏过程模拟分析

在装有θ环填料的精馏塔内进行了聚甲氧基二甲醚精馏实验。利用化工流程模拟软件.AspenPlus对聚甲氧基二甲醚精馏过程进行模拟,首先,采用DsTWU简捷蒸馏模型,运用软件中NRTL、WILSON、UNIQUAC,3种物性方法对精馏塔进行了计算,得到了回流比、塔板数和温度等操作参数。接着,采用RadFrac严格精馏模型对精馏塔进行了验证,其计算结果与实验结果吻合良好,满足工艺要求。最后,对精馏塔的操作变量进行了灵敏度分析,讨论了进料位置、进料流率和回流比等参数对精馏分离要求与能耗的影响,并确定了最优化方案,即:进料板为第50块,进料流率为35 mol/h,回流比为6。     

并馏过程效益的模拟计算

并馏是一种具有优良性能的新型精馏过程,它的效益可以利用非平衡混合池模型进行准确的模拟计算。本文对四个实际工业精馏过程进行的模拟计算证明对于具有较大的相对挥发度和点效率的分离物系采用并馏技术可以获得较大的效益。     

苯与丙烯烷基化的加压反应与常压精馏集成过程模拟研究

针对苯与丙烯烷基化生产异丙苯先反应后分离的传统工艺中苯烯比高、能耗大的问题,本文提出了加压反应与常压精馏集成新工艺,采用Aspen Plus对该过程进行稳态模拟。在苯与丙烯摩尔比为1的进料情况下,研究了侧反应器台数、侧反应器间间隔塔板数、丙烯分配比例、提馏段塔板数和再沸比等参数对此反应精馏过程的影响规律。在侧反应器3台、反应器间隔塔板数2块、丙烯分配比(0.84/0.14/0.02)、提馏段塔板数5块、再沸比为8时,苯转化率达到99%,异丙苯选择性达到98%。与传统工艺相比,加压反应与常压精馏集成新工艺的反应器总体积减小34.4%,精馏塔再沸器热负荷减少63.8%,节能效果显著。     

内部能量集成精馏塔技术应用于乙烯分离流程的节能研究

乙烯生产装置是石化工业中最重要的装置之一,其生产过程需要消耗大量的低温冷量,采用先进的能量集成技术优化乙烯生产过程、提高能源利用效率具有重要意义.本研究针对前脱丙烷前加氢工业乙烯装置,将内部能量集成精馏塔技术应用于乙烯分离塔,提出基于内部能量集成技术的乙烯分离流程.利用流程模拟软件Aspen Plus分别对内部能量集成精馏塔流程和开式热泵精馏流程进行严格模拟,结果表明内部能量集成精馏塔精馏段压力对新流程系统中压缩机的功耗有显著影响,最终优化的内部能量集成精馏塔精馏段操作压力为1410KPaG,提馏段操作压力为710KPaG.相对于目前先进的乙烯精馏塔开式热泵流程,内部能量集成精馏塔流程具有节能效果,内部能量集成精馏流程中系统压缩机的总功耗为38.869MW,而热泵精馏流程中系统压缩机的总功耗为39.680MW,内部能量集成精馏塔流程中系统压缩机的总功耗降低约2.04％,因此内部能量集成精馏塔具有一定的工业应用前景.     

乙酸乙酯-乙腈萃取精馏的模拟优化

应用化工模拟软件Aspen Plus对乙酸乙酪-乙腈最低共沸物系的连续萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为二甲基亚砜(DMsO)。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程,并利用灵敏度分析考察了萃取精馏塔的全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂对原料的体积比)等因素对分离效果的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为33,原料和萃取剂分别在第26块和第5块理论板进料,回流比为1.5,溶剂比为3。模拟与优化结果为乙酸乙酯.乙腈萃取精馏分离过程的设计和操作提供了依据。     

常减压蒸馏装置流程模拟及优化研究

在实际生产过程中,对流程模拟的研究关系到产品的质量和产量.根据石化炼油厂常减压蒸馏装置中初馏塔和常压塔的生产工艺和原油精馏原理,结合现场工艺数据,并基于Aspen Plus化工流程模拟软件,实现了初馏塔和常压塔的流程模拟.同时,通过灵敏度分析工具优化操作条件,指导操作人员对常压塔的操作条件进行有效调节,调节效果令人满意.     

基于正交数值试验的精馏过程参数的优化

精馏是1种重要的高成本的工业单元操作,其操作费用及设备投资费用主要和进料位置、回流比及塔板数有关.然而,过程参数对精馏操作费用和设备投资费用的影响是复杂的,且参数之间有着强耦合关系.因此本文结合丙二醇脱水塔过程参数的优化实例,引入正交试验设计思想,基于Aspen Plus的模拟结果,确定精馏过程的年度化总费用,通过正交数值试验,实现参数优化,并验证了以上方法的可行性和有效性.结果表明,依据基于正交数值试验得到的精馏过程最优参数进行设计,即第6块板进料,回流比为1,塔板数为9,可使丙二醇脱水塔年度化总费用比现行工程实际年度化总费用降低0.35%,从而弥补了依次进行单参数优化方法中的缺陷,达到了节能降耗的目的.     

从LCO中提取三甲基萘的模拟及试验研究

采用Aspen Plus软件对连续侧线精馏提取重C_(10)芳烃中三甲基萘进行模拟,分别考察连续侧线精馏过程中塔理论塔板数(N)、原料进料位置(N_f)、侧线出料位置(N_c)、侧线出料量(D_c)、塔顶馏出量(D)及回流比(R)对分离过程的影响,并将模拟结果与顺序精馏模拟结果进行对比可知,通过连续侧线精馏可得到最佳分离结果。建立实验装置对连续侧线精馏模拟结果进行验证实验,实验与模拟结果一致。研究结果为后续进一步放大试验提供理论基础。     

恒回流比多组分间歇精馏计算

采用"瞬间稳态"法计算恒回流比多组分间歇精馏过程.提出操作初始态馏出液组成的设定依据,减少回流比和理论板数设计的盲目性.程序完善多组分间歇精馏回流比和理论板数的计算方法,简化馏出液瞬间组成、平均组成及釜残液瞬间组成的计算过程.