变压精馏分离甲醇与乙腈过程模拟与分析

针对甲醇-乙腈共沸体系的分离,建立了一种加压-常压的变压精馏分离工艺.采用Aspen Plus软件模拟计算,优化加压塔和常压塔的理论板数、回流比、进料位置及能耗.结果表明,较优工艺参数为加压塔操作压力500.0 k Pa,回流比2.4,35块理论板、第23块理论板进料;常压塔操作压力101.3 k Pa,回流比5.6,40块理论板、第13块理论板进料.该条件下高压塔塔釜可得到合格乙腈产品,低压塔塔釜可得到合格甲醇产品.优化后再沸器节约能耗约35.3%,冷凝器节约能耗约45.8%.     

联合精馏分离四氢呋喃-水共沸物的实验及优化模拟

由于四氢呋喃与水会生成沸点64 ℃的最低共沸物,采用三塔联合精馏的方法对其进行分离。根据文献资料选择乙二醇作为萃取精馏过程的萃取剂,并在脱水塔中对萃取精馏塔产物进行脱水。选择Aspen Plus软件对工艺流程进行模拟。选择Wilson模型及RadFrac模块对单塔工艺参数进行模拟及优化,确定了各塔进料板与回流比等最适宜参数。经实验考察的项目结果均与模拟结论一致。脱水塔产物四氢呋喃含水量可低至170 μg/g。根据优化后的参数在Aspen Plus中进行全工艺流程的闭合与模拟,终产物四氢呋喃的质量分数可达0.9995,收率为0.9988。其质量分数优于常见双塔萃取精馏流程。     

完全热集成变压精馏分离乙酸乙酯和甲醇的模拟

采用Aspen Plus软件及NRTL模型对乙酸乙酯-甲醇物系进行了完全热集成变压精馏模拟操作。以乙酸乙酯和甲醇的质量分数为约束函数,以塔釜的热负荷为目标,对两塔的理论板数、进料位置以及回流比进行了优化。基于完全热集成工艺的优化结果为高压T1塔理论板数16块,原料进料位置为第8块板,循环物料进料位置第4块板,回流比为4;常压T2塔理论板数28块,进料位置为第11块板,回流比为5.7。T1高压塔塔底得到的乙酸乙酯和T2常压塔塔底甲醇质量分数都能达到99.5%的分离要求,与传统的变压精馏相比完全热集成变压精馏能耗降低49%。通过实验室的间歇变压精馏小试实验验证,可以分离得到高纯度的乙酸乙酯和甲醇,对实际工艺操作和设备改造有一定的指导意义。     

变压精馏分离醚后C_4中甲醇组分模拟研究

基于Aspen Plus模拟软件,选用UNIFAC物性方法对变压精馏分离C_4与甲醇共沸物过程进行模拟与优化。考察了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和能耗的影响。确定了较佳工艺条件:加压塔理论板数为30,回流比为1.2,原料进料位置分别为第15块塔板,塔釜C_4质量分数为99.99%;低压塔理论板数为20,回流比为1.2,进料位置为第9块塔板,塔釜甲醇质量分数为99.99%。与传统萃取精馏相比,变压精馏能耗稍高,但无需引入其他组分。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。     

连续萃取精馏分离异丙醇-水的静态模拟分析

一般方法难以分离异丙醇-水形成的共沸体系,故选用乙二醇为萃取剂,采取连续萃取精馏的方法应用Aspen Plus软件模拟其分离过程并进行分析。萃取精馏塔的初始参数为物料进料流率4 800 kmol/h、n(异丙醇)∶n(水)=3∶2,理论塔板数26块、物料进料位置为第16块塔板、最小回流比1.4、萃取剂进料位置为第4块塔板,可分离得到质量分数为99.5%的异丙醇,再用Aspen Plus中Model Analysis Tools模块的灵敏度分析对实验进行模拟优化,优化结果为理论塔板数28块、物料进料位置第17块塔板、最小回流比1.5、萃取剂进料位置第4块塔板,优化后异丙醇的质量分数可达到99.8%。     

丙烷-异丁烷体系的稳态精馏模拟和节能优化

首先对丙烷和异丁烷的精馏分离使用Fensake公式和Underwood公式分别确定理论级数和最小回流比,并与使用Aspen Plus中的DISTWU模块计算出的数值进行比较。在此基础上,文章将使用Distl模块,利用灵敏度等分析工具通过确定塔底塔顶的产物摩尔分率以寻找到合适的馏出物和回流比,并对最佳的进料位置,精馏塔的塔径进行优化模拟。最后,还从节能的角度对丙烷-异丁烷分离精馏塔进行经济优化。模拟所得结果,可为精馏塔设计及工业生产提供参考依据。     

基于Aspen Plus醋酸乙烯精馏塔的模拟优化

利用Aspen Plus软件,选择NRTL活度系数方程和Hayden-O′connell逸度系数方程的热力学模型,应用系统中的RadFrac精馏模块对醋酸乙烯精馏塔进行模拟,模拟值与实际值基本吻合。讨论了进料位置、回流比、塔顶侧线采出量等参数对精馏分离精度与能耗的影响,提出优化方案为：进料板为第62块,回流比为32,侧线采出质量流量为37.5 t/h。此参数下,重新进行计算,结果显示,塔顶冷凝器和塔釜再沸器的热流量分别降低了15.5%和16.9%,塔顶侧线采出液中醋酸乙烯和塔釜采出液中醋酸的质量分数分别上升了0.4%和0.13%。     

用于分离三氯氢硅合成过程中主副产品的隔壁塔模拟

以三氯氢硅合成过程中得到的主副产品混合物二氯二氢硅-三氯氢硅-四氯化硅为分离物系,提出采用隔壁塔代替常规精馏序列分离的新工艺.利用Aspen Plus软件对隔壁塔进行模拟,考察回流比、隔板位置、进料位置、侧线采出位置、液相分配比以及气相分配比对塔顶、侧线以及塔釜产品摩尔分数的影响,得到隔壁塔的最佳工艺参数,并通过模拟比较隔壁塔与常规精馏序列分离此混合物的能耗情况.模拟结果表明:当回流比为6、隔板位置为主塔的第8块板和第24块板、进料位置为预分馏塔的第10块板、侧线采出位置为主塔的第15块板、液相分配比为0.21、气相分配比为0.5时,隔壁塔的分离效果最佳,主产品三氯氢硅的摩尔分数为99.999%;相比于常规精馏序列,隔壁塔再沸器节能29.09%以上,冷凝器节能29.48%以上.     

乙二胺直接环化产物的分离与模拟

提出以甲苯为共沸剂去除混合溶液中的乙二胺和结晶水的间歇共沸精馏法,最后得到质量分数为96.79%的哌嗪及98.26%三乙烯二胺产品,并以水为萃取剂,实现共沸剂的回收利用。采用Aspen Plus化工模拟软件对精馏分离过程进行模拟计算,设计了4塔精馏分离及共沸剂回收的工业化实验装置,利用灵敏度分析模块对精馏塔各操作参数进行优化,从而获得质量分数分别为98.60%和99.20%的哌嗪和三乙烯二胺产品。     

隔壁精馏塔的热力学等效模拟研究

对隔壁精馏塔的热力学等效模拟进行研究。隔壁精馏塔和全热耦合精馏Petlyuk塔在热力学上等效,通过三塔模型对隔壁精馏塔进行简捷计算,计算结果作为初值,利用Aspen Plus软件中Multifrac-Petlyuk模块对DWC进行严格模拟计算,并利用灵敏度分析模块,分别对各参数进行优化,确定最佳的塔参数及操作条件。以甲醇-乙醇-正丙醇三元体系为例,隔壁精馏塔的热力学等效模拟结果为:主塔塔板数62,预分塔塔板数30,互连位置N1为20,N2为50,基于预分塔的进料位置在第10块板,基于主塔的侧线出料位置为第38块板,主塔回流比为8,互连物流qL,12=340 kmol/h,qV,12=880 kmol/h,在此参数下,可以得到质量分数99.2%的甲醇、97.9%的乙醇和97.3%的正丙醇,满足分离要求。     

Aspen Plus在核燃料循环污溶剂精馏设计中的应用

本文利用Aspen Plus流程模拟软件,对核燃料循环过程中产生的废磷酸三丁酯(TBP)-煤油(OK)有机相进行模拟精馏研究,利用Aspen Plus中的"Sensitivity"模块进行精馏参数优化。设计和优化结果为:精馏塔塔板数为12,进料板为第10块塔板,TBP/OK馏分的采出塔板为第6块塔板,TBP/OK馏分的采出量为0.258(与进料的体积比),回流比为1时,塔釜馏分中TBP的体积含量为99.75%,塔顶馏分中TBP的体积含量为0.011%,塔中部TBP/OK馏分中的TBP体积含量为82.65%,满足工业要求,为工业设计与生产提供指导意义。     

从对二甲苯废液中回收甲醇的工艺模拟与优化

本文选用NRTL物性计算模型,以塔釜热负荷最小为目标函数,利用Aspen Plus软件对变压精馏工艺分离甲醇废水进行了模拟与优化。优化结果表明,当加压塔和低压塔的压力分别为0.5MPa和0.1MPa,两塔的理论塔板数分别为44块和41块,物流进料位置分别是第42块板和第39块板,回流比分别是1.5和1.0时,分离过程的能耗最低。     

从工业废液中回收四氢呋喃及正丁醇的工艺研究

利用Aspen Plus软件对含有四氢呋喃、正丁醇、γ-丁内酯和水的工业废液的分离提纯工艺进行了确定和模拟。确定使用1,4-丁二醇作为萃取剂,采用四塔流程分离该工业废液,回收四氢呋喃和正丁醇。四氢呋喃的回收使用萃取精馏,溶剂比为0.9,回流比为5,所需塔板数为28块,废液和萃取剂分别从第16块板和第5块板以泡点进料;正丁醇的回收使用两塔共沸精馏,所需脱水塔塔板数为7块,回收塔塔板数为5块。在此操作参数下,模拟所得四氢呋喃回收率可达99.9%,质量分数为99.99%,正丁醇回收质量分数达到99.99%。通过实验结果与模拟结果的比较,验证了本工艺的可行性和模拟结果的可靠性。     

工业废液醋酸异丙酯-甲醇回收工艺模拟与优化

基于醋酸异丙酯-甲醇共沸体系的特性分析,提出热集成变压精馏技术分离醋酸异丙酯-甲醇的工艺方法。利用Aspen Plus模拟软件,以醋酸异丙酯-甲醇的质量分数为约束变量,过程能耗最低为目标函数,采用优化分析工具,得到了模拟流程的理论塔板数、进料位置、回流比等优化工艺参数。在此条件下,得到质量分数不低于0.998的醋酸异丙酯和甲醇产品,回收率均达到99.9%以上。与传统变压精馏工艺相比,采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工艺节能率达41.05%。     

Aspen Plus在精馏实验中的模拟优化

应用Aspen Plus化工模拟系统中的精馏模块对连续精馏实验乙醇-正丙醇物系分离塔进行模拟,利用模拟结果对实际精馏实验的操作条件进行对比和过程优化,从而得出最优实验结果。通过两种方法进行模拟比较后表明,当确定操作回流比为4时得到的产品纯度更高,塔顶产品中乙醇的质量纯度可达到80.10%,塔底产品正丙醇的质量纯度达到98.00%,更能提升实验的准确性。     

间壁塔提纯甘油发酵液中1,3-丙二醇的模拟研究

采用Aspen Plus软件和NRTL物性方法,对间壁塔(DWC)中1,3丙二醇(PDO)的分离精制进行了模拟研究。以预处理后的甘油发酵液为原料,利用三塔等效模型,进行简捷计算,获得了间壁塔的初始参数。采用Petlyuk模块,基于Design Expert软件和响应曲面法(RSM)对进料位置、侧线出料位置、互连物流量L_(12)和V_(12)进行了系统模拟与优化。同时,利用Sensitivity模块,对回流比进行了灵敏度分析。对比传统二塔精馏流程,在回收率相同条件下,PDO的质量分数由99.59%可提升至99.82%,再沸器负荷可降低约25%,节能效果显著。     

三塔甲醇精馏流程的模拟与优化

运用Aspen plus软件搭建甲醇精馏三塔模拟流程。设定合适的参数保证加压塔顶冷凝器热负荷和常压塔釜再沸器热负荷相匹配,两塔实现双效精馏,能量得到集成利用。利用设计灵敏度分析工具对塔板数、进料位置、回流比和D/F等参数进行优化,确定合理的运行和操作条件,为工厂的实际生产提供参考和指导。模拟与优化结果表明:三塔流程生产的精甲醇的纯度可以达到99.9%以上,满足国标精甲醇质量指标。     

基于ASPEN PLUS模拟共沸精馏分离吡啶-水

本课题选用共沸精馏的方法,经过多种溶剂筛选,选出正己烷作为共沸剂,利用Aspen Plus模拟软件中NRTL活度方程作为模型,对流程反应进行了模拟计算。辨析了理论塔板数、进料位置和回流比等单一变量对塔釜产物产率的影响。研究结果表明,当塔1的进料位置和理论塔板数为20和21,回流比为1.75时,水的分离率可达到1,当塔2的进料位置和理论塔板数分别为5和37时,塔釜吡啶分离率可达99.98%。     

丙酮-氯仿萃取精馏分离工艺优化研究

利用Aspen Plus化工模拟软件对丙酮-氯仿萃取精馏工艺流程进行了模拟优化研究,并利用Aspen Economic对其进行了经济估算。利用Model Analysis tools确定最终较优流程参数为:萃取精馏塔理论板数30块,第11块理论板进料,回流比6. 4,塔顶丙酮回收率96. 57%,摩尔分数为99. 7%。萃取剂回收塔理论板数6块,第3块理论板进料,回流比2,塔顶氯仿回收率为99. 96%,摩尔分数98. 2%,塔釜二甲基亚砜摩尔分数98%,全部回流至萃取精馏塔,补充萃取剂量流量1. 25 kg/h。对萃取精馏工艺进行经济估算得到设备费用28万元,年操作费用391万元,总投资3 838万元,总期望回报率为20%。