甲醇精馏过程四塔流程模拟分析

利用PRO／Ⅱ化工流程模拟计算软件,预精馏塔和回收塔、加压塔和常压塔分别采用ALCO热力学计算模型和NRTL热力学计算模型并进行了热力学参数修正,以醇类、水作为关键组分,对甲醇精馏四塔流程进行模拟计算。通过计算各塔进料位置、回流比和理论板数等操作参数,对进料温度、操作压力进行了模拟优化。结果表明,四塔流程精馏出的甲醇质量符合美国AA级和GB338—2004优等品要求,在能耗、操作稳定性、灵活性方面具有优势。     

降低天然气处理厂稳定凝析油中H2S含量的工艺参数研究

利用HYSYS软件对中亚某天然气处理厂凝析油稳定工艺流程进行了建模,分别计算了塔底温度、气提气量、稳定塔压力和塔顶进液比对稳定凝析油中H_2S摩尔分数、凝析油收率等工艺指标的影响情况,并通过现场试验验证了计算结果的正确性。根据模拟计算及现场试验结果,确定了稳定塔操作参数建议值。     

分隔壁塔分离苯和乙烯烷基化产物的模拟

研究了分隔壁精馏塔在分离苯和乙烯烷基化产物中的应用。采用Aspen Plus的Petlyuk模块对分隔壁精馏塔进行了模拟计算。首先采用等效三塔简捷模型计算分隔壁精馏塔的分壁段、主塔塔板数等参数,以此为基础,采用Petlyuk模型对分隔壁精馏塔进行严格计算,再采用Aspen的模型分析工具确定塔的最佳工艺参数。结果表明,对于乙烯和苯烷基化产物体系,采用分隔壁精馏塔分离的最佳参数为主塔理论塔板数58块、预分段理论塔板数25块,上、下端互联位置分别在15板、40板,进料位置在第10块板（预分段）,侧线乙苯抽出位置在第24块板（基于主塔）,主塔回流比13,互联物流液体流量500 kmol/h,气体流量950 kmol/h。在此参数下,计算得到的侧线采出乙苯质量分数为9992％,满足乙苯产品的纯度要求。     

基于中间换热器-吸收式热泵精馏节能系统的优化

为提升精馏环节的能源利用效率,基于高效回收换热器余热和梯级用能的理念,提出了设置中间换热器与吸收式热泵相结合的精馏节能系统;以某石化企业180 kt/a气体精馏“三塔”(脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯精制塔)系统中的脱丙烷塔为研究对象,采用Aspen Plus建立数学模型,对中间换热-吸收式热泵精馏节能系统的中间再沸器、中间冷凝器以及热泵的操作参数进行优化,并对“三塔”精馏流程的节能效果进行分析。结果表明,采用中间换热-吸收式热泵精馏节能系统可将脱丙烷塔的蒸汽消耗量降低25%;对于完整“三塔”精馏流程,蒸汽消耗量可降低38.8%,循环冷却水用量节约42.5%,新增利润约530.8万元/a,项目静态投资的回收期为3 a。     

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本文以大庆天然气三甘醇脱水工艺吸收塔、天然气低温浅冷分离装置冷冻系统和防冻剂乙二醇再生系统的模拟计算为例,讨论了应用HYSIM软件对含循环物流系统进行流程模拟的方法,并结合天然气浅冷和深冷分离装置探讨了能量流匹配的模拟计算技巧。研究表明,应用HYSIM软件的调节操作和计算器操作成功地模拟了塔底能量供需之间以及膨胀机和增压机间能量的相互匹配。     

天然气合成甲醇技术

甲醇合成塔是甲醇生产的关键设备,目前应用的主要塔型有冷管型、多段绝热段间冷型合成塔以及副产蒸汽的等温型合成塔。粗甲醇的精馏有两种流程,即二塔流程和三塔流程。它们的不同点是：①三塔流程比二塔流程的投资高;②三塔流程的蒸汽消耗比二塔流程低;③三塔流程中第一精馏塔在加压下操作,所需塔釜加蒸汽的压力略高些,而二塔流程中主塔在常压下操作,塔釜接近100℃,故再沸器所用蒸汽可以是压力很低的低压蒸汽。     

乙二醇精制塔改造

通过对乙二醇装置中瓶颈乙二醇精制塔的流程模拟和流体力学分析,找出扩大整个装置生产能力的技术改造途径和流程操作参数调整策略。在结构上用新型规整填料塔替代原板式塔并配备多功能高效分布器及其它改进型塔内辅助构件,为整个改造技术设想的实现提供了有力的硬件保障。     

乙二醇特丁醚合成工艺的开发研究

通过异丁烯与乙二醇合成乙二醇特丁醚 1 50 t/a中间试验 ,考察了反应温度、液体空速对醚化反应的影响及反应器的撤热情况 ,考察了催化剂的寿命 ,提出精制各塔操作参数和产品质量指标     

聚酯工艺塔的模拟与分析

运用流程模拟技术对聚酯生产线上用于乙二醇和水分离的泡罩型精馏塔(工艺塔)进行了严格的模拟计算,并将外部板效率计算程序与Aspen Plus之间进行迭代,弥补了Aspen Plus在板效率计算方面的不足,得到了较准确的塔内板效率分布和温度分布.在此基础上分析了该塔改造前后及不同工况下塔顶乙二醇含量的变化,找出了塔顶超标的原因,为进行工艺调整提供了依据.     

基于流程模拟的催化裂化吸收稳定系统分析与操作优化

以典型的吸收稳定四塔流程作为研究对象,通过流程模拟软件PRO/Ⅱ模拟计算结果与装置标定数据的对比分析,确定模拟过程的热力学方法为SRK以及参数规定。在确定吸收稳定系统干气、液化气和稳定汽油等产品质量的条件下,对各影响因素进行分析,研究其对系统能耗和吸收效果的影响,指出系统优化的操作参数为：补充吸收剂流量29 t/h,系统操作压力1.4 MPa,稳定塔进料位置和温度分别为第12块理论板和138 ℃,解吸塔热冷进料比例为7：3。模拟计算结果表明,通过优化操作参数,可使系统冷热负荷分别降低约4%和5%。     

分隔壁精馏塔分离裂解汽油的模拟

提出了分离裂解汽油新工艺,用分隔壁精馏塔(DWC)替代传统工艺中的三个精馏塔。利用AspenPlus模拟软件对DWC工艺和传统精馏工艺进行了模拟,考察了回流比、分配比、侧线采出量等工艺条件对分离效果的影响,并对两种工艺进行了比较。模拟结果表明,DWC的最佳操作条件为:主塔理论板数为56块,副塔为12块板,回流比为7,液体分配比为3,气体分配比为2,同时需严格控制侧线采出流量。在此操作条件下,分隔壁精馏工艺比传统三塔精馏工艺节能26.89%。     

萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的模拟

采用化工流程模拟软件Aspen Plus,以NRTL模型计算气液平衡,对萃取精馏分离环氧丙烷-水-甲醇混合物的过程进行模拟。选择1,2-丙二醇为萃取剂,考察了萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、萃取精馏塔理论塔板数、粗环氧丙烷进料位置、萃取剂进料位置、萃取剂进料温度和回流比对分离效果的影响。模拟结果表明,在满足环氧丙烷产品纯度为99.99%(w)的条件下,优化的工艺条件为:溶剂比0.45,萃取精馏塔理论塔板数30块,粗环氧丙烷进料位置第20块塔板,萃取剂进料位置第5块塔板,萃取剂进料温度45℃,回流比0.14。在此工艺条件下,环氧丙烷回收率为99.99%,单位产品热负荷为0.936 GJ/t。     

基于先进萃取精馏工艺的乙腈-水共沸物分离过程模拟

以甘油与乙二醇的混合溶剂(摩尔比为6∶1)为萃取剂,分别采用常规萃取精馏(CED)、减压萃取精馏(LPED)、隔壁塔萃取精馏(EDWC)和结合预浓缩段和溶剂回收段的萃取精馏(CPRED)等方法对乙腈 水体系进行精馏分离;并利用Aspen Plus软件对4种工艺流程进行稳态模拟,以年总费用(TAC)最小为目标,采用序贯模块法对各流程的工艺参数进行优化以获得最优结构参数。结果表明：与常规萃取精馏流程的TAC相比,减压萃取精馏的TAC下降了392%,结合预浓缩段和溶剂回收段的萃取精馏的TAC下降了10.57%,而隔壁塔萃取精馏的TAC增加了1003%;从环保角度分析,结合预浓缩段和溶剂回收段合成的萃取精馏流程CO2排放量最少,而隔壁塔萃取精馏流程CO2排放量最多。     

液化天然气分离的热耦蒸馏工艺

采用严格计算法,模拟研究了液化天然气分离的一个实例,并把现有常规蒸馏工艺改用热耦蒸馏工艺,即petlyuk塔或侧线提馏塔。结果表明,改进的工艺都有比较好的节能效果:petlyuk塔比现有常规蒸馏方案节能21%,侧线提馏塔也可达到节能14.8%。二者都有较好的应用前景。     

甲醇分离工序自控方案讨论

利用自编的流程模拟软件,对甲醇生产的三塔分离流程进行了模拟计算,在此基础上对目前常见的自控方案进行了评述,并推荐一个比较合理的最基础的控制方案。     

聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯的合成研究

以对苯二甲酸二甲酯(DMT)或精对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)3种单体为原料,采用PTA及DMT 2种工艺路线,合成出聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG或PCTG).结果表明,实验所选定的复合催化剂能起到较好的催化作用,工艺条件和参数设计合理.确立了CHDM和EG的投料比与共聚比之间的关系.当采用总醇过量较多的DMT法时,CHDM在产物中的摩尔分数远大于其在原料中的摩尔分数,增加87%～128%.该共聚反应的热力学参数与CHDM和EG的共聚比有关,并呈较好的规律性.     

叔丁醇-乙醇-水混合溶液萃取分离工艺流程模拟与优化

以乙二醇为萃取剂,利用Aspen Plus软件中的Rad Frac模块和NRTL物性方法对叔丁醇-乙醇-水混合溶液的常规萃取和隔壁塔萃取分离工艺流程进行了模拟与优化,分别考察了各塔回流比、塔板数、原料进料位置、萃取剂用量及进料位置、侧线采出位置等因素对分离效果的影响。结果表明:隔壁塔萃取分离模拟工艺最佳优化条件中萃取塔T 1～T 4的理论塔板数依次为26,26,41,15块,进料塔板依次为第7,15,40,16块,回流比依次为2.5,1.3,2.7,2.0,T 2和T 3萃取剂进料位置均为第5块;2种工艺分离出的叔丁醇、乙醇、水的质量分数均超过95.00%,且隔壁塔萃取分离工艺比常规萃取分离工艺节能约65.03%。     

水合物热力学抑制剂性能评价及变化规律数值模拟研究

针对水合物抑制剂用量大、应用效率低的问题,采用数值模拟方法研究了甲醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、乙醇5种热力学抑制剂在不同含量下对水合物生成抑制效果的变化规律,并对不同种类不同含量下抑制剂的性能进行了评价。结果表明:5种热力学抑制剂均对水合物有抑制作用,且随着总含量的累积,乙二醇单位含量抑制效果逐渐增强,二甘醇和乙醇单位含量抑制效果逐渐减弱,三甘醇单位含量抑制效果先变小后变大,甲醇单位含量抑制效果基本不变;摩尔分数小于10%或大于20%时,三甘醇抑制性能最好,中等含量下乙二醇抑制效果较好,整个范围内,乙醇和二甘醇抑制效果较差;研究结果可为水合物抑制剂的选用提供参考,以便节约成本,达到高效利用抑制剂的目的。     

环氧乙烷精制塔进料水含量的优化

对乙二醇装置中环氧乙烷精制塔进料水含量的优化进行了理论分析,在保证环氧乙烷能被完全吸收的前提下,优化了该装置环氧乙烷再吸收塔和乙二醇水合反应器的配水工艺,并利用Aspen Plus软件对该工艺进行了模拟计算,确认了通过降低环氧乙烷精制塔进料中的水含量,在相同的进料负荷下,提高环氧乙烷产品产量约14.8%,同时降低环氧乙烷精制塔蒸汽消耗约4.8%,有效降低了装置的能耗,增加了产品效益。