以甘油为萃取剂分离环己烷、水和仲丁醇三元共沸物的模拟研究与优化

模拟过程采用萃取精馏法,以甘油为萃取剂,选用UNIFAC物性分析方法,基于Aspen plus对含有高浓度环己烷和仲丁醇的有机废水精馏过程进行了模拟。以达到产品纯度要求为目的,用灵敏度分析对塔板数、回流比、进料位置、萃取剂流量等工艺参数进行优化。模拟优化结果表明:T101理论塔板数为17,进料位置第14块塔板,回流比为2;T102理论塔板数为5,进料位置第3块塔板,回流比为2;T103理论塔板数为20,进料位置2块塔板,回流比为2;T104理论塔板数为12,进料位置10块塔板,回流比为2,萃取剂用量1870kg/h时,分离得到的环己烷浓度≥99wt%,仲丁醇浓度≥99wt%,符合设计规定。     

丙酮和正己烷共沸体系萃取精馏的模拟优化

利用化工流程模拟软件Aspen Plus以NMP为萃取剂对丙酮和正己烷共沸物系的双塔连续萃取精馏过程进行了模拟计算与优化。确定最优工艺方案为:萃取精馏塔理论板数32,正己烷与丙酮原料进料位置为第25块理论板,萃取剂进料位置为第4块理论板数,溶剂比1.8,回流比1;溶剂回收塔理论板数为7块,回流比为0.6,进料位置为第4块理论板数。萃取精馏塔塔顶产品正己烷含量达到99.84%,萃取剂回收塔塔顶丙酮含量达到99.88%。模拟和优化结果为分离过程的优化操作和设计提供理论依据。     

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。     

基于Aspen plus萃取精馏的概念设计及优化

本文利用Aspen Plus软件,以醋酸.水体系为例,概念设计和优化萃取精馏过程.热力学模型选择NRTL活度系数方程和Hayden-O'Connell逸度系数方程,采用Aspen Plus的DSTWU模块,确定萃取精馏塔和溶剂回收塔的初始参数.在初始参数下,利用Aspen Plus的RadFRac模块对2塔精算,并利用Sensitivity模块,分别优化2塔的原料和萃取剂进料位置、回流比、萃取剂对原料的进料比等参数.设计和优化结果为:萃取精馏塔塔板数为30,原料进料板为第8块,萃取剂的进料板为第3块,回流比为3,萃取剂与原料进料比(质量)为1.6;溶剂回收塔塔板数为20,进料板为第7块,回流比为2.此参数下,利用RadFRac模块进行全流程模拟,结果显示,产品冰醋酸的质量分数达0.9975,2塔再沸器总热负荷为6545 kW,生产1t冰醋酸耗费蒸汽(1 MPa)量为4.25 t,与文献报道的普通精馏过程相比,可节约能耗52.23%.概念设计和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义.     

萃取精馏法分离甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯共沸物的研究

由于甲醇/乙酸乙酯和甲醇/乙酸甲酯体系均存在共沸现象,因此对于甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯三元混合物,采用普通的精馏方法很难将甲醇有效分离。本文采用萃取精馏的方法,首先分别比较了不同萃取剂对甲醇/乙酸乙酯和甲醇/乙酸甲酯体系相对挥发度的影响,并选择较为合适的萃取剂。接着利用流程模拟软件Aspen Plus对萃取精馏过程进行了全流程模拟,并对溶剂比、萃取塔理论塔板数、原料与萃取剂进料位置、萃取剂进料温度等因素对分离效果的影响进行了考察,得出了如下较优的工艺参数:萃取塔理论板数为80块,萃取塔原料进料位置为第19块板,萃取塔萃取剂进料位置为第3块板,萃取塔萃取剂进料温度为40℃,溶剂比为3.0;回收塔理论板数为5块,进料位置为第3块板。通过萃取精馏分离工艺,得到的甲醇产品纯度达到0.999以上,其中的羰基化合物质量含量小于20×10~6,符合国标GB338-2011中优等品的标准。     

采用变压精馏回收共沸剂的正丙醇-水共沸精馏模拟研究

本文研究了一种分离正丙醇-水的新型共沸精馏工艺,通过变压精馏的方法对夹带剂乙酸乙酯进行回收。本研究采用Aspen—Plus软件中的RADFRAC精馏模块,以NRTL活度系数方程和Hayden-O'connell逸度方程为热力学模型对本工艺流程进行模拟,讨论了塔板数、进料位置、进料量、回流比和进料温度等参数对产物精馏和共沸剂回收的分离效果的影响,优化得出最佳工艺参数。结果表明,当精馏塔的塔板数为40块,进料位置为34板,回流比为8,夹带剂与进料比为0.9:常压回收塔的塔板数为20块,进料位置为4板,回流比为0.1,减压回收塔和常压回收塔的压力分别设定为0.2 aim和1 atm时,产物正丙醇的纯度为99.22 mol%,回收的共沸剂纯度达到99.87 mo1%,本文对正丙醇的工业生产具有一定指导意义。     

萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的模拟与优化

利用化工流程模拟软件,选用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,对萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸物的过程进行模拟研究。考察不同溶剂对乙醇一甲苯相对挥发度的影响,筛选出适宜的溶剂为正丙苯。对溶剂和原料的进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料温度对萃取精馏效果的影响进行了模拟分析。在保证产品乙醇、甲苯质量分数均在0.998以上的条件下,萃取精馏塔模拟优化结果为:全塔总理论板数35块,溶剂进料位置第16块塔板、原料进料位置第32块塔板、溶剂比1.2、回流比1.6、溶剂进料温度为常温。模拟结果可用于指导实际过程分析和设计。     

萃取精馏法分离正丁醇-异丁醇的模拟和实验研究（英文）

采用连续侧线出料精馏法对原料进行预处理,切取正丁醇-异丁醇富集液。采用色谱法在汽液平衡釜上探索正丁醇-异丁醇在溶剂中的分配效果,选择甘油为最适合的萃取溶剂。运用Aspen Plus模拟软件对正丁醇-异丁醇萃取精馏塔进行过程模拟,考察了蒸馏流率、理论塔板数、原料和溶剂的进料位置、回流比、溶剂比对正丁醇异-丁醇混合物分离效果的影响。通过正交化设计优化和验证实验,得到最佳萃取精馏塔的操作条件,即蒸馏流率D9=17 kg/br,理论塔板数N=49,原料进料位置NF--29,溶剂进料位置NS=8,回流比R=6,溶剂比S:F=11:1。研究结果表明在最佳操作条件下,塔顶异丁醇纯度可以提高到99.80%,得率为89.38%,塔底正丁醇纯度可达到97.53%,得率为99.96%,验证实验结果与模拟结果相对误差小于1%。研究结果为进一步实验研究提供基础参数。     

一种新型节能回收N,N-二甲基甲酰胺的过程研究

提出了从废水中回收N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的萃取-精馏法节能新工艺,利用Aspen Plus软件对该回收过程进行了模拟计算,详细分析了各个因素对分离效果的影响,并进行能耗比较。结果表明,采用萃取-精馏分离工艺,以氯仿为萃取剂能够很好地实现DMF与水的分离,较佳的操作条件为:萃取塔理论塔板数22,溶剂比2.84,精馏塔理论塔板数18,进料位置7,回流比0.08,精馏塔塔釜DMF含量可达99.98%。与单塔精馏法、双塔精馏法、传统三塔精馏法和节能型三塔精馏法相比,节约能耗分别为78.6%、56.4%、28.8%年和30.1%,节能效果显著,为回收废水中DMF提供理论和设计依据。     

带有热量集成的乙醇-水萃取精馏过程模拟

使用Aspen Plus,首先对乙醇-水萃取精馏过程的7种萃取剂的分离效能进行了模拟比较,结果显示:丙三醇DMSO乙二醇DMF糠醛苯甲醛NMP;接着,以丙三醇为萃取剂,设计了最优的萃取精馏工艺流程,并确定了萃取精馏过程中萃取精馏塔(理论板数:16,回流比:2,原料进料位置:12,萃取剂的进料量:230 kmol/hr和进料位置:4)和溶剂回收塔(理论板数:7,进料位置:3和回流比:3)的最佳工艺条件;最后,本文还利用热量集成的方法对系统的废热进行了回收利用,不但节约能耗3262.72 kW,还顺产1 MPa低压蒸汽127 kmol/hr。本研究为乙醇.水萃取精馏分离工艺的工业化提供了理论依据和设计参数。     

变压精馏分离乙酸乙酯与甲醇的工艺模拟及优化

基于乙酸乙酯与甲醇的共沸组成随压力的变化较为敏感的特性,提出采用变压精馏分离乙酸乙酯与甲醇的工艺。以NRTL方程为热力学模型,利用ASPEN PLUS模拟软件对此分离过程进行模拟计算,并由汽液相平衡数据对NRTL方程中二元交互作用参数进行回归。考察了高压塔与常压塔的理论塔板数、进料位置及回流比对分离效果的影响。结果表明,变压精馏可用于乙酸乙酯与甲醇的分离,最佳的工艺条件为:高压塔操作压力0.7 MPa,理论板数46,第35块塔板进料,回流比2,塔釜得到摩尔分数大于99.14%以上的乙酸乙酯;常压塔操作压力0.1 MPa,理论板数50,第10块塔板进料,回流比3,塔釜可得到摩尔分数大于99.98%以上的甲醇。     

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。     

萃取抽提混合二乙苯中间二乙苯的研究

采用单级循环汽液平衡釜测定混合二乙苯不同组分与溶剂之间的汽液平衡数据,计算间二乙苯与主要组分之间的相对挥发度,并与模拟结果进行对比,确定萃取精馏分离的最佳溶剂。采用Aspen Plus软件进行模拟研究,考察了理论板数、塔顶采出比、溶剂比、回流比等因素对分离过程的影响。模拟结果表明,在理论板数为80块、进料位置为第40块、塔顶采出料比为0.7:1、溶剂比为5:1及回流比为5:1的优化条件下,间二乙苯质量含量由59.00%提高到79.00%,收率达到93.73%以上。本文研究为进一步萃取和结晶提取间二乙苯提供条件。     

亚硝酸甲酯合成过程中反应精馏塔的模拟与优化

煤制乙二醇工艺过程是重要的煤化工过程,目前对其的研究都未涉及到工艺参数的优化。本文采用Aspen Plus软件,结合煤制乙二醇工艺过程中亚硝酸甲酯合成反应精馏的特点,选用合适的反应动力学模型,对亚硝酸甲酯的反应精馏塔进行模拟。利用灵敏度分析模块,考察了全塔理论板数,进料位置和回流比等对塔顶亚硝酸甲酯质量流率的影响。研究发现全塔理论板数为41块、气相进料和液相甲醇最佳进料塔板位置分别为第35块和第1块、质量回流比为0.156时,得到的塔顶亚硝酸甲酯的质量流率比较高,该值与设计值误差为1.9%。本文的研究结果将为工业生产提供重要的参考。     

共沸精馏分离烯丙醇-水的工艺模拟及优化

研究了一种以苯为共沸剂的烯丙醇-水的共沸精馏工艺,运用专业软件Aspen Plus7.2版的Rad Frac精馏模块,选择NRTL热力学模型对该体系进行了工艺模拟及计算。考察了理论板数、进料位置、回流进料比等参数对分离效果的影响,并进行了参数优化。结果表明:理论板数为20块,进料位置为10块,回流进料比为3.5,塔釜烯丙醇的纯度能达到99.88%,回收率能达到99.9%,验证了工艺的可行性,并对某企业1万吨/年烯丙醇脱水工艺进行了优化设计。     

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.     

分壁式萃取精馏塔制取高纯度甲缩醛的模拟与优化

建立一种利用分壁式萃取精馏塔制取高纯度甲缩醛的新工艺,并用AspenPlus软件对该工艺进行模拟和优化。最优工艺参数为:主塔塔板数39,隔板底端位置在第3l块板,原料进料在第17块板,萃取剂进料在第4块扳,回流比为0.9,溶剂比为1.0,气相分配比为0.12。最优参数下的严格模拟结果显示:本工艺可得到质量分数99.96%的甲缩醛和99.24%的甲醇;与常规萃取精馏工艺相比,再沸器和冷凝器热负荷分别降低14.8%和16.9%。说明分壁式萃取精馏塔制取高纯度甲缩醛不仅技术上可行,而且能减少一个塔的投资和节约分离过程的能耗,在经济上也具有显著的优势。     

DMF萃取精馏精制高纯度甲缩醛的模拟研究

甲缩醛是一种重要的化工原料,是由甲醇和甲醛反应生成,由于甲缩醛和甲醇存在共沸,普通精馏难以提纯至99%以上,需采用特殊精馏加以分离。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种高沸点的含氮类有机溶剂,通过氢键与甲醇形成络合物降低甲醇的挥发度,提高甲缩醛对甲醇的相对挥发度,从而使甲缩醛和甲醇较易分离。本文利用化工流程模拟软件Aspen Plus采用萃取精馏,以DMF为萃取剂,对甲缩醛生产中的产品精制进行了模拟计算,详细分析了萃取精馏塔理论板数、进料位置、溶剂比和回流比对产品浓度的影响,结果表明,最优工艺方案为:理论板数30,甲缩醛进料位置23,萃取剂进料位置4,溶剂比1.0,回流比1.8,塔顶产品甲缩醛含量达到99.9%,为分离过程的优化操作和设计提供依据。     

三元共沸体系二恶烷-乙醇-水分离方法的研究

二恶烷、乙醇和水三者互溶,相互之间存在二元共沸及三元共沸,且二恶烷和水常压下沸点接近,普通精馏难以分离。本文选取了合适的萃取剂二甲基亚砜(DMSO),采用萃取精馏从塔顶分离出二恶烷和乙醇,利用加压精馏消除共沸,实现二恶烷和乙醇的分离;萃取精馏塔釜物料经萃取剂回收塔减压精馏从塔釜回收二甲基亚砜,循环至萃取精馏塔中,塔顶分离出水。采用流程模拟软件Aspen Plus对上述流程进行了全流程模拟计算,模拟结果表明:采用上述方法可以实现二恶烷、乙醇和水的分离,分离后二恶烷、乙醇和水的摩尔纯度均达到99%;在此基础上,以萃取精馏塔为例,讨论了理论板数、萃取剂进料位置和进料温度、原料进料位置、溶剂比、回流比对分离效果的影响,完成了全流程工艺参数的优化,利用热集成及双效精馏的方式节省能耗15.8%。     

基于Aspen Plus用户模型的MTBE反应精馏模拟

采用用户模型技术,运用Fortran语言编写反应动力学子程序,并将其嵌入Aspen Plus精馏过程中,从而在Aspen Plus平台实现了MTBE反应精馏过程的动力学模拟,结果表明,所建用户模型MrBE反应精馏塔内温度、液相组成分布模拟值较好地吻合了文献值。以MTBE收率及纯度作为目标函数,研究了精馏塔相关参数改变对目标函数的影响,得到的优化条件分别如下:操作压力为1100 kPa,回流比为6,甲醇进料位置为第10块板,反应段塔板数为8块,此时MTBE收率为95.53%,纯度为99.2%。