三塔双效精制甲醇的设计与优化

对煤制甲醇的合成产物分离体系进行了设计与优化,提出了差压双效精馏实现系统内的热集成方案,应用Aspen Plus化工模拟软件建立了预分离塔-加压塔-常压塔的精馏工艺模型,并进行了计算与优化。结果表明,相同收率下新工艺较两塔工艺节能45%。为三塔双效精制甲醇工艺的工业化提供了依据。     

具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其模拟

提出了一种新的三塔精馏工艺用于合成甲醇的精制过程.在采用差压双效精馏实现系统内的热集成方案中,新工艺从加压精馏塔进料板上部的侧线采出中等甲醇浓度的物料作为常压精馏塔的进料,有效地平衡了两塔的分离负荷,进一步降低了双效精馏的总能耗,同时,将预精馏塔产生的盐碱类物质浓缩分离到加压塔底采出,使常压塔底出料为高纯度软水,将其循环复用为预塔萃取水,实现了系统内的工艺软水集成,不但降低了新鲜工艺软水的消耗,而且还减少了系统的废水排放量.运用计算机稳态模拟方法对传统的两塔工艺、现有的三塔双效精馏工艺和本文提出的新工艺进行了对比研究,研究结果表明：新工艺可以比两塔工艺节能49.2%,节水38.0%;比现有三塔工艺节能24.7%,节水38.0%.     

变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯共沸物

使用Aspen Plus分别研究变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯二元共沸物的工艺流程。两种分离流程的塔设备费用相近,萃取精馏工艺较传统变压精馏工艺节能显著,再沸器节能约34%;热集成变压精馏工艺较萃取精馏工艺节能约17.2%,且所需蒸汽品位更低。     

萃取精馏制取无水乙醇过程不同节能方案的对比

以乙二醇为萃取剂从乙醇-水体系制取无水乙醇产品。基于流程模拟软件,对常规萃取精馏过程以及双效萃取精馏、分割式热泵萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和内部热集成萃取精馏等4种节能工艺进行模拟及优化。设计规定如下:无水乙醇中乙醇质量分数不低于99.5%,回收的萃取剂中乙二醇质量分数不低于99.9%,废水中的质量分数为99.5%以上。在相同的设计基础和设计要求下,获得各流程最优的操作参数,并从节能效果及经济性分析对比4种节能工艺。结果显示:相比于常规萃取精馏过程,虽然内部热集成萃取精馏工艺可将能耗降低14.1%,节能效果最佳,但双效萃取精馏过程总成本最低,年均总成本可降低7.2%,是最具经济性的工艺过程。本研究为乙醇-水体系萃取精馏分离工艺的工业化提供了设计基础和理论依据。     

偏三甲苯分离工艺的能量优化

讨论了几种不同的热集成精馏工艺,选择了差压热耦合精馏流程用于从C9芳烃中分离提纯得到高纯度偏三甲苯(1,2,4-三甲苯)的工艺.该分离装置采用两个高效填料精馏塔,第一个塔采用负压操作,分离比偏三甲苯轻的组分;第二塔采用加压操作,由塔顶得到高纯度的偏三甲苯.两塔间利用差压进行热耦合,采用热耦合的分离工艺比常规的分离工艺节能40 %以上.利用ProII5.6进行模拟计算,结果表明,热耦合工艺与常规工艺相比,无论是加热负荷还是冷却负荷都降低40 %左右;偏三甲苯的纯度可保持在99.2 %(质量分数)以上,收率达到92 %,效果显著优于常规工艺.     

隔壁塔流程模拟及节能效益的研究

隔壁塔技术是一种效果优良的过程强化与精馏节能技术。具有特殊结构的隔壁塔相比常规精馏塔具有较高的热力学效率。对于相同的分离任务,隔壁塔所需的能耗较低,同时隔壁塔技术的应用也降低了设备数量和投资。文中通过对隔壁塔内部结构的讨论和热力学有效能转化的分析,阐释了隔壁塔的节能原理;并以粗苯精制流程中甲苯-二甲苯-重苯的分离为例,在三组元精馏流程的分析之上设计了2套精馏流程方案,对其进行了严格计算和优化,相比于传统的顺序分离双塔流程,隔壁塔可节省能耗41.5%,同时减少了设备的数目和投资。     

液化天然气分离的多效蒸馏工艺

采用化工过程模拟软件Aspen Plus计算模型,模拟研究了液化天然气分离得iC4,nC4和C5+的过程,比较了现有常规蒸馏工艺和采用双效蒸馏以及热集成新工艺的能耗情况。结果表明,在相同的处理量和塔板数下,双效蒸馏和热集成新工艺的能耗都比常规蒸馏工艺有大幅度降低,而尤以热集成的节能效果最好。双效蒸馏工艺比常规蒸馏方案节能31.9%,热集成工艺节能达35.8%左右。对于此分离过程,采用双效蒸馏以及热集成新工艺都有应用前景,值得进一步推广应用。     

三甲苯精馏分离的节能研究

以三甲苯精密精馏过程为实施案例,对多塔分离过程提出了热集成节能工艺。结合PRO/II软件对三甲苯分离三塔流程进行了模拟计算和节能优化,所得模拟结果与工业试验数据吻合良好。针对原有常压工艺难以实现热集成和能耗较高的运行现状,采用差压技术有效地实现了精馏流程的热集成。通过模拟计算得到了热集成的压强操作条件,并与原有常压工艺相比较,在不降低产品质量和收率的前提下,节能超过35%以上。     

芳烃抽提装置芳烃分离模拟及设计优化

采用PRO/Ⅱ流程模拟软件对某新建项目40万t/a芳烃抽提装置，混合芳烃中苯、甲苯、二甲苯（BTX）分离进行常规双塔精馏和双塔差压热耦合精馏进行稳态模拟，在产品质量规定要求下，分别对苯塔和甲苯塔进行设计优化，对比不同分离方案用能要求及能耗，旨在工厂公用工程条件限制下，选择最合适的分离工艺，提高低温热利用效率，达到最佳节能降耗的效果。     

芳烃联合装置中分壁精馏塔技术模拟分析

天津石化公司1#芳烃联合装置已运行三十多年,存在工艺落后、能耗高的问题。鉴于分壁精馏技术具有投资少、能耗低的优点,本文对装置中可以采用分壁精馏技术的相关单元进行了分析,并采用ASPEN软件对芳烃联合装置中苯-甲苯分馏单元以及吸附抽出液分离单元中现有的两塔分离工艺与分壁精馏工艺进行了模拟计算,比较了两种分离工艺的能耗情况。结果表明:在产品质量相同的条件下,上述两个分离单元中,采用分壁精馏技术比现有的两塔分离工艺能耗分别降低21.64%和15.65%,具有明显的节能优势。     

热集成变压精馏分离乙醇-甲苯体系的过程模拟和优化

由于乙醇-甲苯体系为压力敏感体系,本文提出了热集成变压精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的工艺方法,并通过实验数据验证了NRTL模型对模拟分离该体系的适用性。利用Aspen模拟软件,以NRTL方程为物性计算模拟,以乙醇和甲苯的纯度为约束变量,分离过程能耗最低为目标函数,采用优化分析,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的甲苯和乙醇产品,收率达到99.9%以上。用高压塔的塔顶气相潜热作为常压塔再沸器热源的热集成变压精馏,与两塔均采用外界蒸汽供热的传统变压精馏方式相比,节能高达49%。     

萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系模拟与优化

以糠醛作为萃取剂分别使用常规萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和差压热集成萃取精馏对苯和环己烷体系进行分离研究,使用流程模拟软件Aspen Plus V8.4进行模拟分析,对初步设计的三稳态流程,分别进行灵敏度分析,使用多目标遗传算法对过程进行整体优化以获得最优结构参数。结果表明,隔壁塔萃取精馏和差压热集成萃取精馏相对于常规萃取精馏所需再沸器热负荷可分别减小21.5%和15.7%。对三工艺流程进行经济性分析,发现与常规流程相比,隔壁塔萃取精馏的年总费用下降了6.0%,而差压热集成萃取精馏年总费用增加了50.8%,为萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系工业化设计提供了理论依据和设计参考。     

甲基氯硅烷精馏流程的模拟与优化

采用Aspen plus软件对工业七塔精馏过程进行全流程建模与模拟,优化工艺参数,研究了新的精馏节能工艺。对一甲塔等7个精馏塔采用双因素水平的灵敏度分析,考察了塔釜采出率、回流比、进料位置和塔顶压力对产品浓度和热负荷的影响,确定一甲塔最优的工艺参数：塔釜摩尔采出率为0.92,摩尔回流比为130,塔顶压力为0.18 MPa,总理论板数为400,在210块理论板位置进料。在此基础上,针对高能耗的脱高塔/脱低塔,模拟研究了双效精馏新工艺,新工艺可节省39.70%的年总成本;针对一甲塔模拟研究了热泵精馏新工艺,新工艺可降低41.42%的年总成本。     

甲苯二胺分离过程的优化与节能

采用双效节能原理对传统的甲苯二胺(TDA)分离工艺进行改进.用Aspen模拟软件对全流程进行模拟分析,并结合生产实际提出过程的约束条件,以能耗最小为目标对分离全过程进行优化,得到各塔的最优操作条件.并在此基础上对过程进行热集成得到新的热集成流程.该流程在最优条件下操作时,产品浓度可达到生产要求,公用工程费用比原流程减少了67.7%.     

节能型甲醇精馏工艺研究

提出两种节能型甲醇精馏新工艺。在改进的三塔双效精馏工艺中,加压塔的蒸汽不仅用作常压塔的热源,还同时供给预塔的再沸器。四塔双效精馏工艺在传统三塔流程中新增一个加压塔,它的蒸汽用于预塔的再沸器,新增加压塔的塔顶得到精甲醇产品,塔底排出废水。对两种新工艺进行了稳态模拟,结果表明各换热器的两侧有合适的温差,换热器可以正常工作,对3种工艺的对比表明,改进的三塔工艺比传统三塔工艺节能16.67%,四塔工艺比传统三塔工艺节能16.17%。     

苯-甲苯-二甲苯物系热偶精馏过程节能效果的模拟优化

以苯-甲苯-二甲苯精馏的MESH方程组为基础,用proⅡ模拟软件模拟,考察苯-甲苯-二甲苯物系组成对节能率的影响,并找出产品纯度对连接流股流量变化的灵敏度,在L/V'为1.5时,塔顶、塔中、塔釜产品均达到最佳条件,在保证L/V'最优前提下,以年费用即操作费用与设备折旧费用之和最小为目标函数,调节回流比及理论板数,优化苯-甲苯-二甲苯分离工艺,得出最优设计方案。结果表明,经优化设计的苯-甲苯-二甲苯物系的热偶精馏工艺比最好的普通精馏工艺节约能耗近40%。     

关于节能型甲醇精馏工艺技术标准的探讨

本文主要是针对三塔双效精馏工艺和四塔双效精馏新工艺进行研究,通过对改进的三塔双效精馏工艺进行了解可知,加压塔产生的蒸汽可以作为常压塔的热源来使用,能够提升使用的效果。四塔双效精馏新工艺是三塔双效精馏工艺的升级版,在使用流程中增加了加压塔功能,有利于得到精甲醇产品,能够在塔底进行污水的排放。通过对两种新工艺的稳态进行模拟,需要对这两种新工艺的使用方法进行了解,能够展现出换热器两侧的温差,有利于换热器的正常工作。     

苯乙烯装置塔系热集成

精馏作为过程工业中最重要和最常用的分离手段, 是耗能最大的单元操作。精馏塔一般从再沸器输入热量, 从冷凝器取走热量, 利用某些塔高温位的冷凝热加热其他塔的再沸器, 并将单塔节能技术与过程集成相结合, 实现塔系的热集成, 可充分挖掘系统内部的节能潜力, 达到减少公用工程消耗的目的。本文通过对某化工厂的苯乙烯装置精馏塔系的分析, 通过各个塔的温焓图之间的关系, 提出了精馏塔系内部热集成的措施, 包括直接热集成、调压热集成和双效精馏与间接热集成耦合等3种方案。对于后两个热集成方案, 采用Aspen Plus模拟改造后精馏塔的变化并验证了方案的可行性。结果表明, 苯乙烯装置采用该热集成措施能明显节省高品位蒸汽的消耗, 降低能量费用。     

环己酮装置轻酮塔双效精馏工艺的开发及应用

针对现有环己酮精馏工艺能量利用率低、单位环己酮能耗高的缺点,采用Aspen Plus模拟计算软件计算、环己酮物性数据手工核算和热量计算,开发出一种新型轻酮塔双效精馏新工艺。介绍了该新工艺的流程及特点,以及在100 kt/a环己酮装置精馏工段的运用情况。生产实践表明：该轻酮塔双效精馏工艺可有效利用热量,节省蒸汽消耗,每年可节省生产成本600余万元,半年即可回收工艺改造的投资,经济效益显著,值得推广。     

乙酸甲酯-甲醇-水的热集成萃取精馏工艺

首先在50 kPa下用水萃取精馏分离乙酸甲酯、甲醇和水的混合物,得到了高质量分数的乙酸甲酯,之后利用普通精馏分离甲醇和水。使用热集成技术改造该工艺流程,将甲醇单塔精馏改造为并流双效精馏,两塔压力分别为101.325、500.000k Pa。同时采用高温水对萃取精馏塔两股进料预热,以降低萃取精馏塔塔釜的能耗。在操作参数单因素灵敏度分析的基础上,以系统塔釜总能耗及乙酸甲酯质量分数为目标函数,采用响应面方法优化操作参数。结果表明,热集成工艺较之前工艺节能23.43%。