乳酸甲酯双隔板反应隔壁塔的设计与控制

常规蒸馏塔分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系,反应物会在塔顶和塔底聚集,对反应塔侧线采出浓度要求较高。为解决这一问题,将反应塔和分离塔耦合到一个塔中,形成新的双隔板反应隔壁塔结构。基于乳酸和甲醇的酯化反应,采用反应物过量技术,在Aspen Plus中分别设计并优化2种反应物过量下的双隔板反应隔壁塔结构。与常规反应分离结构对比表明:甲醇过量的外部环流双隔板反应隔壁塔的年总投资节省约28.4%。针对甲醇过量的结构,采用4点温度控制策略,在进料流量和组成发生扰动的情况下,产物浓度能在较快时间内恢复到误差允许范围内的稳定值。因此双隔板结构的隔壁塔能有效降低能耗和投资并且具有较好的可控性。     

重芳烃综合利用常规工艺与隔壁塔工艺对比分析

提出了一种新型隔壁塔两塔精馏工艺流程在重芳烃综合利用中的应用,并以某炼厂重芳烃为原料,研究了隔壁塔工艺中侧线采出位置、进料位置、气液分配量等操作参数的影响并对其进行了优化,最后在相同的产品指标下,对3种工艺进行了对比。结果表明,当产品指标要求较高且原料中甲乙苯占比较大时,传统三塔工艺不论在能耗还是设备投资方面都优于侧线采出四塔工艺;但隔壁塔工艺相比传统三塔工艺,再沸器负荷可减少2 684 kW,节能占比约13%,总理论板数可减少40块。新型隔壁塔两塔流程既提高了热力学效率、降低能耗,又大幅降低设备投资,经济性优势明显。     

分隔壁塔侧线采出醋酸乙烯的模拟研究

基于乙烯气相法,运用Aspen流程模拟软件及分隔壁塔侧线气相采出技术改进了某厂制醋酸乙烯的精制工段。分别考察了分隔壁塔的进料位置、采出位置和流量、液相分配比和回流比等工艺参数对分离效果和能耗的影响,通过优化和灵敏度分析,确定了最佳的工艺操作参数。结果显示,与常规双塔精馏技术相比,分隔壁塔的冷凝负荷节约了27. 69%,再沸器负荷节约了17. 34%。表明分隔壁塔技术在醋酸乙烯工业化生产中有广阔的应用前景。     

分隔壁精馏塔在乙苯装置分离工艺中的应用及能耗分析

采用分隔壁精馏塔(DWC)精馏技术对乙苯装置分离工艺进行了改进,将传统分离工艺中的苯塔和乙苯塔集成为1个分隔壁精馏塔,不仅可以实现烷基化产物的分离,而且可以有效降低装置能耗。使用Aspen Plus流程模拟软件对基于DWC的新分离工艺进行了全流程模拟,并对传统分离工艺和分隔壁塔新工艺的能耗进行了对比。计算结果表明,分隔壁塔总塔板数为58块,分隔壁在第15块到第40块塔板之间,进料位置在第24块塔板,侧线抽出苯位置在第4块板,侧线采出乙苯产品位置在第26块板,塔顶回流比为2.3。侧线抽出苯和塔顶采出苯的质量分数分别为99.44%和99.20%,中间侧线采出乙苯的质量分数为99.94%,塔釜物料中乙苯的质量分数为0.06%。分隔壁精馏塔实现了苯、乙苯和多乙苯物系的清晰分离。计算结果还表明,采用DWC分离工艺的能耗比传统的顺序分离工艺降低约41%。     

一种新型双隔壁反应精馏塔及其性能

采用常规反应精馏塔系分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系会要求反应精馏塔侧线出料具有过低的反应物浓度,这既不利于反应物的转化又增加了系统的能耗。为解决这一问题,可对常规反应精馏塔系做如下改进:从常规精馏塔引出一条气相物流加热反应精馏塔;在两塔连接物流中引入物质传递操作;将两塔集成于一个塔壳中,由此给出了一种新型的双隔壁反应精馏塔。该双隔壁反应精馏塔能够容忍左隔离壁顶端处轻反应物浓度较高。以四元理想反应物系的分离为例,对常规反应精馏塔系与该双隔壁结构进行比较与分析。结果表明,后者明显优于前者,具有较低的设备投资与操作能耗。基于化学平衡常数和产物摩尔分数进行摄动分析,所得结果也表明该双隔壁反应精馏塔的稳态性能具有较强的鲁棒性。     

煤气化废水酚氨回收装置中脱酸脱氨塔的操作优化

针对碎煤固定床加压气化工艺中,酚氨回收装置脱酸脱氨塔塔釜液水质超标的问题,以国内某项目酚氨回收装置处理水量60 t/h的脱酸脱氨塔为例,利用Aspen Plus对单塔加压脱酸脱氨工艺流程进行了模拟计算,采用单因素分析的方法,分别从操作压力、冷进料占总进料比、侧线采出率和侧线采出位置4个方面进行了分析和研究。结果显示,脱酸脱氨塔操作压力宜控制在0.4 MPa(G)~0.5 MPa(G),冷进料与总进料比控制在0.2~0.3,侧线采出率根据实际入水水质控制在10%~13.3%范围内适当调节,侧线采出位置设置在第20~30块塔板间,在该范围内可设置2~3个采出口,以适应不断变化的入水水质。对应参数的最优操作范围为同类装置的设计、流程改进、装置改造及操作优化提供了理论依据。     

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.     

简化外部热耦合双精馏塔的控制与优化

针对具有3个换热器结构的外部热耦合双精馏塔(S-EHIDDiC),提出了一种新型的控制与优化策略。顶部与底部换热器的热负荷能够改变高压精馏塔的回流量和低压精馏塔的上升汽量,因而可以用来控制高压精馏塔塔顶和低压精馏塔塔底的产品质量。这种控制方法与常规精馏塔的LV控制结构相似。S-EHIDDiC还有多余的决策变量(如进料分流比,高压精馏塔塔压和中间换热器的热负荷),可以对稳态操作进行优化。闭环仿真证明了这种控制结构的可行性,稳态优化也提高了系统的热力学效率。     

热模隔板塔分离三组分混合物的模拟与控制研究

以分离乙醇-正丙醇-正丁醇为研究物系,对热模隔板塔进行结构优化设计、经济分析以及节能分析。同时选取液相分配比和塔顶、侧线、塔釜的采出作为操作变量,设计了一种有效的控制策略,并对各个控制回路的PID参数进行整定。通过Aspen Dynamic平台进行大量的仿真实验研究,验证了所设计的控制结构以及控制器的可靠性,能够有效地抑制进料流量和组成紊乱的干扰,实现最佳的分离效果。     

响应面法应用于隔壁塔优化的研究

响应面法是一种考虑多因素的优化方法,结合Design Expert中的Box-Behnken设计方法来分析隔壁塔,并预测优化因素。运用Aspen Plus模拟,简捷计算和严格计算后,通过灵敏度功能逐个分析操作参数,在达到相同分离效果时,结果与传统二塔对比。最后,以进料位置、侧线采出位置、液相流量和气相流量为4因素,再沸器热负荷和各个产品的摩尔分数为响应值,进行试验设计分析获得全局最优值。结果表明,每个因素对响应值的影响均显著,总热负荷分别降低23.6%、18.4%,塔板数减少,成本降低。相对于隔壁塔单因素的优化,产品纯度提高,能耗也进一步降低。     

煤气化废水处理中双侧线汽提塔的应用

针对具有较高pH值的煤气化废水,采用酸性气饱和煤气化废水能降低废水pH值,改善萃取条件后进行萃取。但萃取后的萃余液中存在大量的酸性气、氨和萃取剂。为了回收氨和萃取剂,并脱除酸性气,在原有工作基础上,采用双侧线汽提塔处理萃余液,该塔塔顶分离酸性气,上侧线回收萃取剂,下侧线回收氨。文中是这一建议流程的后续研究工作。通过流程模拟,对影响双侧线汽提塔分离效果的因素,如热进料位置和塔顶采出量、冷热进料比和冷进料温度、上侧线采出位置和采出量、下侧线采出位置和采出量等进行模拟优化。模拟结果显示:双侧线汽提塔可满足塔釜水净化的要求,且有效地分离酸性气、氨和萃取剂,最大程度地回收氨和萃取剂,初步证明了双侧线汽提塔工艺的可行性。     

通过调整进出料热状况消除隔离壁精馏塔的黑洞

隔离壁精馏塔在同时控制4个质量指标（塔顶、侧线、塔底产品浓度以及侧线采出杂质比）时会产生设计与操作黑洞,黑洞的产生对隔离壁精馏塔的应用范围带来很大的限制。本文提出了一种通过调整进料和侧线采出的热状况对隔离壁精馏塔的黑洞进行填补的策略。这两个操作变量通过对全塔热平衡的影响,改善预分离塔与主塔之间的耦合关系,进而改善两者分离能力并最终消除黑洞,同时改善了隔离壁精馏塔的动态特性。针对进出料热状况的调整,本文结合牛顿法给出了简单的调整规则,调整会形成3种不同的方案,为不同能量供应条件下填补隔离壁精馏塔的黑洞提供了可能。通过使用Aspen Plus模拟理想三元物系分离,对黑洞填补方法进行稳态分析和动态响应验证,证明采用调整进出料热状况的方法可以有效的填补隔离壁精馏塔的设计与操作黑洞并使其动态特性得到改善。本文所提出的方法完善了填补黑洞的方法体系,增加了隔离壁精馏塔的灵活性与适应性。     

填料塔液相侧线采出装置的探讨

１前言填料塔具有操作弹性大、通量大、效率高、压降低、结构简单、造价低等优点，在化工、炼油等行业应用越来越广泛。但有些产品在蒸馏过程中，由于多组分存在，塔的中部需要有侧线采出馏份。以往都采用板式塔，不选用填料塔，以使液体引出。但采用板式塔会增加塔的造价。为节约资金，在因有侧线采出馏份而不能用填料塔时，解决填料塔液相侧线采出问题就显得尤为重要。我们结合生产实际在这方面进行了广泛的探讨和研究。２填料塔侧线采出装置填料塔侧线采出装置除了要保证有足够的液体侧线引出，还要使塔内气体、液体能逆向顺利通过。从结…     

乙腈法抽提丁二烯流程模拟与优化

针对乙腈法抽提丁二烯流程中脱轻脱重单元高能耗问题，提出了隔壁塔热泵精馏新工艺。采用Aspen Plus软件对新工艺进行严格稳态模拟，研究考察了进料位置、隔板位置、分配比、侧线采出位置和压缩机压缩比对产品质量和能耗的影响。优化后的隔壁塔热泵精馏工艺最佳操作条件为：进料位置为第34块理论板，隔板顶部位置为第9块理论板，隔板底部位置为第59块理论板，分配比为0.17,侧线采出位置为第25块理论板，压缩机压缩比为2.24。完成相同的分离任务，脱轻脱重单元新工艺比传统工艺节能58.9%。     

连续隔壁塔分离乙二胺衍生物的模拟优化

二氯乙烷法制乙二胺会产生多种具有较高经济价值的副产品,为分离得到此类高纯度的副产品,提出采用2个连续隔壁塔分离的新工艺。首先,使用Aspen Plus设计并模拟连续隔壁塔分离乙二胺衍生物流程,验证该工艺的可行性。然后,以年度总费用(TAC)为优化目标,对各塔理论塔板数、隔板位置、进料位置、侧线采出位置等设计参数进行优化。最后,将优化后的连续隔壁塔流程与已优化的常规直接分离序列进行比较,结果表明:隔壁塔流程可降低再沸器负荷23.15%,降低操作费用18.59%,年度总费用降低12.11%。因此,使用隔壁塔技术分离乙二胺衍生物可以有效地节约能耗、降低成本。     

异丁烯装置醚处理塔工艺模拟与优化

利用AspenPlus工艺流程模拟软件对吉林石化公司精细化学品厂1．5万t／a异丁烯装置的醚处理塔（t-1201）进行了模拟计算,研究了回流比和塔釜液中础（MTBE）对侧线采出产品质量影响、塔顶操作压力对相关操作参数的影响,提出了工艺控制优化方案,从而达到稳定控制醚处理塔（T-1201）侧线采出产品质量,满足下步裂解反应工序生产需求,延长裂解反应催化剂的使用寿命。     

隔壁精馏塔应用于空气分离的研究

以空气分离为例,考察了将隔壁精馏塔应用于空气分离的建模与基于年总成本的优化过程。首先对于空分上塔的氩浓度剖面进行了分析,提出了两种应用隔壁精馏塔的可能性,最终选择了带侧线精馏段的隔壁塔。然后考察了空分隔壁精馏塔上塔的各个结构参数与操作参数对其年总成本的影响,在保证产品质量的基础上得到优化的结构参数与操作参数。研究表明,与传统流程相比,将隔壁精馏塔应用于空气分离过程可使年总成本减少7.69%。     

带有侧线出料的真空间歇精馏法提纯桃醛的研究

采用真空间歇侧线出料精馏技术对桃醛原料进行分离实验,研究了塔顶采出量变化、回流比变化和侧线出料位置的变化对桃醛质量分数的影响。实验结果表明:在有效填料高度为1.5 m下采用变回流比操作,操作压力不超过1 kPa,釜温不超过180℃,侧线出料位置在全塔的2/3位置的条件下,侧线采出的样品中桃醛的质量分数随塔顶采出量的增加而升高;在同一采出量的情况下,侧线采出的样品中桃醛的质量分数要大于塔顶采出样品中桃醛的质量分数;侧线取样前加入全回流操作令侧线采出样品中桃醛质量分数有所提高,但提高幅度很少。同时可得出,为了得到高纯度的桃醛产品,最佳侧线采出位置在距离塔釜0.5 m到1 m之间。     

异戊橡胶生产中溶剂回收和单体精制工艺节能优化研究

利用Aspen plus(version:11.1)软件对稀土异戊橡胶溶剂回收和单体精制流程进行模拟,在确保从侧线采出的精制己烷和精制异戊二烯产品满足聚合要求的前提下,将传统的四塔流程优化为双塔侧线采出流程。通过分析比较2个侧线采出精馏塔之间的冷、热量平衡关系,将2个精馏塔进行了热集成,并对热集成后异戊二烯精制塔塔釜再沸器的控制方案进行初步探讨。通过软件模拟,在相同操作条件下,双塔侧线热集成精馏流程能够节省约46.98%的热量和45.90%的冷量消耗。     

萃取精馏分离四氢呋喃-水共沸物的模拟研究

利用化工流程模拟软件Aspen Plus,以DMSO为萃取剂,模拟研究四氢呋喃-水共沸物的分隔壁萃取精馏和单塔侧线采出萃取精馏过程。分隔壁萃取精馏优化后工艺参数为:主塔22块理论板,萃取剂3块理论板处进料,原料17块理论板处进料,回流比0.5,溶剂比0.45;副塔10块理论板,回流比2.4。可得到摩尔分数为99.90%的四氢呋喃和99.19%的水,回收萃取剂的摩尔分数为99.72%。和常规双塔萃取精馏相比,冷凝器热负荷降低18.63%,再沸器热负荷降低15.58%,实现了有效节能。而单塔侧线采出萃取精馏不能实现四氢呋喃和水的有效分离。