完全热集成变压精馏分离甲酸和水的模拟

利用Aspen Plus模拟软件对完全热集成变压精馏分离甲酸和水的过程进行了模拟,选用NRTL-HOC物性计算模型,模型的二元交互作用参数通过实验数据进行回归。在完全热集成下,分析了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和塔釜能耗的影响。确定了较佳工艺条件:减压塔理论板数为34,回流比为7,原料和循环物料进料位置分别为第6和第14块塔板,塔顶甲酸质量分数为0.991;常压塔理论板数为32,回流比为8.6,进料位置为第17块塔板,塔顶水质量分数为0.994。与传统变压精馏比较,完全热集成变压精馏降低加热蒸汽能耗48.6%,冷凝水能耗48.9%,且无需附加再沸器或冷凝器。通过间歇变压精馏实验,验证了工艺的可行性。     

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。     

异丙醇-异丙醚-水三元物系分离的模拟与研究

提出了非均相层析-萃取精馏分离工艺,并基于Aspen Plus对该分离过程进行模拟研究,以得到质量分数为98.3%的异丙醚和99%的异丙醇,水相异丙醚的质量分数小于2×10-5,异丙醇的质量分数小于1×10-4为目标,确定了粗馏塔、醚精制塔、异丙醇精制塔、乙二醇回收塔最佳工艺参数。粗馏塔的理论塔板数为26,进料板位置为第13块理论板,摩尔回流比为0.14。醚精制塔的理论塔板数为23,进料板位置分别为第3和15块理论板,摩尔回流比为0.92。异丙醇精制塔的理论塔板数为25,进料板位置为第3和第18块理论板,摩尔回流比为2.85。乙二醇回收塔的理论塔板数为40,进料板位置为第15块理论板,摩尔回流比为0.08。总体工艺具有流程简单、产品纯度高、易于操作的特点。     

生物丁醇精馏工艺中醪塔的模拟与优化

以提高生物丁醇精馏工艺中醪塔塔顶丁醇质量分数为目的,采用Aspen plus流程模拟软件考察了醪塔理论塔板数、进料板位置、回流比对塔顶丁醇质量分数的影响。通过模拟发现随着醪塔理论塔板数的增加,塔顶馏出物中丁醇质量分数迅速增加。随着醪塔进料板位置的提高,塔顶馏出物中丁醇质量分数先增加,随后下降。随着醪塔质量回流比的下降,塔顶丁醇质量分数逐渐下降。醪塔较优的操作条件为:理论塔板数40块,第20块塔板进料,回流比为1,此时塔顶丁醇质量分数为50%。本文的模拟结果与文献和实际运行工况相吻合。     

常规变压精馏和变压热集成精馏分离乙腈和水的模拟

利用Aspen Plus软件对乙腈和水的分离分别采用常规变压精馏工艺和变压热集成精馏工艺进行模拟,选用UNIQUE物性方法进行计算,以能耗最低为目标函数,满足乙腈和水的质量分数都不低于99%,对常规变压精馏和变压热集成精馏进行了分析,从而确定最佳工艺。对于常规变压精馏工艺,高压塔理论板数为14,进料板位置9,回流比1. 1;常压塔理论板数为12,进料板位置8,回流比1. 6。对于变压热集成精馏工艺,高压塔进料板位置为7,回流比为1. 17;常压塔进料板位置为8,回流比为1. 6。与常规变压精馏相比,变压热集成精馏再沸器能耗降低49. 75%,冷凝器能耗降低51. 53%,且无需增加再沸器和冷凝器。     

变压精馏分离甲醇-苯体系的模拟与优化

基于甲醇-苯二元共沸体系的压力敏感性,利用Aspen Plus软件对变压精馏(PSD)分离甲醇-苯工艺进行模拟与优化。采用序贯迭代法,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,确定了最佳工艺条件:低压塔理论板数19,原料进料位置为第12块塔板,回流板位置为第9块板,回流比0.7;高压塔理论板数21,进料位置第14块塔板,回流比1,所得甲醇和苯产品纯度均达到了99.9%。同时,探究了变压精馏分离甲醇-苯工艺的部分热集成方案,与传统变压精馏相比可节能42.7%,可为甲醇-苯分离的实验研究及其他共沸体系的分离提供参考。     

变压精馏分离乙醇-氯仿的模拟分析及优化

以Wilson热力学模型为基础,通过Aspen Plus化工流程模拟软件对变压精馏分离乙醇-氯仿进行计算模拟分析及优化。结果为:低压塔(0.1 MPa)的塔板数为29,进料塔板位置为第12塔板,该塔的回流比为3;高压塔(1.2 MPa)的塔板数为34,进料塔板位置为第20塔板,该塔的回流比为3.5。此时,产品的质量分数达到了99.6%以上,同时也降低了各设备的热负荷。     

丙酸甲酯和甲醇共沸物萃取精馏分离工艺的研究

采用萃取精馏工艺对甲醇和丙酸甲酯二元共沸物进行分离,筛选出以苯酚为萃取剂,借助Aspen Plus软件对该过程进行模拟研究,通过单因素优化详细考察了两塔的理论板数、进料位置、回流比以及溶剂比等工艺参数对塔顶产品质量分数和再沸器能耗的影响,确定了较优的工艺参数:萃取精馏塔理论板数32块,待分离原料进料位置第16块,萃取剂进料位置第6块,回流比为1.4,溶剂比为1.3,塔顶甲醇产品质量分数为99.9%;溶剂回收塔理论塔板数24,进料位置第6块,回流比为1.3,塔顶丙酸甲酯产品质量分数为99.9%。在上述模拟优化基础上,进一步通过实验验证了萃取精馏工艺的可行性。最后对某公司5 600 t/a的丙酸甲酯和甲醇混合液进行工程设计,为该二元共沸物的分离提供依据。     

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%.     

热集成变压分离碳酸二甲酯-甲醇过程模拟

针对常规变压分离碳酸二甲酯和甲醇工艺能耗较高的问题，文中提出了分离该体系的热集成变压精馏新工艺。采用Aspen Plus软件及Wilson物性方法，以年度总费用最小为目标对两塔的塔板数、进料位置、回流比等参数进行了优化，结果为总塔板数常压塔24块，加压塔11块；进料位置为常压塔第6块，加压塔第7块；回流比常压塔为1.5,加压塔为1.2。加压塔塔顶和常压塔塔底的温差为74℃,满足完全热集成的条件。完全热集成变压分离该工艺总能耗成本为0.114×10⁶美元/a,年度总费用为0.185 8×10⁶美元/a,相比于常规变压精馏工艺，完全热集成工艺可节省能耗约46%,年度总费用节省约39.2%。模拟结果表明：碳酸二甲酯和甲醇产品纯度(质量分数)可达到99.5%,满足分离要求。完全热集成变压精馏工艺可以经济、有效地分离该共沸物。     

醋酸甲酯和甲醇热集成变压精馏分离工艺模拟与优化

基于对醋酸甲酯与甲醇二元共沸特性的分析,提出热集成变压精馏分离醋酸甲酯和甲醇的工艺. 利用Aspen Plus软件对该分离过程进行模拟,以NRTL活度系数方程为物性计算方法,其二元相互作用参数由气液相平衡数据回归,分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,并进行了能耗比较. 结果表明,该工艺能很好地分离醋酸甲酯和甲醇,较佳的工艺条件为：加压塔操作压力909 kPa,理论板数32,第21块板进料,回流比4.2,塔釜醋酸甲酯纯度99.8%;常压塔操作压力101 kPa,理论板数30,第20块板进料,回流比4.6,塔釜甲醇纯度99.0%. 与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节能达45.8%;与以水为萃取剂的萃取精馏分离工艺相比,热集成变压精馏分离工艺更适合醋酸甲酯与甲醇体系的分离.     

基于分壁式精馏塔的甲醇-碳酸二甲酯分离新工艺研究

提出了利用分壁式萃取精馏塔分离甲醇-碳酸二甲酯共沸物的新工艺,分析并建立了分壁式萃取精馏塔的热力学等效模型,利用Aspen Plus对该塔进行模拟和参数优化。主塔理论板数为36块,侧线精馏段理论板数为5块,隔板底端在主塔第27块塔板上,原料进料在第15块板,萃取剂进料在第3块板,回流比为1.2,溶剂比为1.2,在此参数下对分壁式萃取精馏塔进行严格模拟,可得到质量分数99.58%的碳酸二甲酯和99.82%的甲醇,回收萃取剂的质量分数可达到100%。与常规萃取精馏工艺相比,再沸器热负荷降低16.01%,冷凝器热负荷降低13.47%。     

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。     

Aspen Plus模拟甲醇-乙醇-水体系的萃取精馏

利用Aspen Plus软件模拟技术,对甲醇-乙醇-水体系进行萃取精馏模拟计算,并用实验进行验证。考察了三塔萃取精馏过程中的T1塔、B1塔和B2塔的塔板数、溶剂比(质量比)、进料位置以及回流比对分离产物纯度的影响,确定了萃取精馏塔T1的塔板数为25,回流比为0.4,原料进料位置在19块塔板,萃取剂进料位置在第5块塔板,B1塔的塔板数为38,回流比12,进料位置在18块塔板,B2塔的塔板数为20,回流比0.27,进料位置在13块塔板。在此条件下,99.511%的甲醇收率高达99.754%,99.829%的乙醇收率高达99.887%,模拟结果与实验结果数据吻合度较高,说明该萃取精馏过程能将甲醇-乙醇-水体系高效分开,该模型适用于分离甲醇-乙醇-水混合物。     

乙醇脱水分壁式萃取精馏工艺研究

利用Aspen Plus过程模拟软件,采用乙二醇作萃取剂,模拟研究了分壁式萃取精馏对摩尔分数为82%乙醇溶液脱水的分离过程。建立了分壁式萃取精馏模型,得到了优化的工艺参数,主塔理论板数为11块,精馏段理论板数为5块,回流比为0.10;副塔原料进料位置为第14块板,萃取剂进料位置为第4块板,隔板在副塔第18块板底端,萃取精馏段回流比为0.419,溶剂比为1.1。比较了分壁式萃取精馏和常规双塔2种流程下的能耗。模拟结果表明,采用分壁式萃取精馏,再沸器能耗降低了15%,节能效果明显。     

氯甲烷脱二氧化碳连续精馏过程模拟及工程应用

通过Aspen Plus软件对氯甲烷脱二氧化碳连续精馏过程进行模拟,分别考察了理论板数、进料位置、回流比和塔顶采出率对塔釜二氧化碳含量和氯甲烷收率的影响。结果表明:在理论板数为40,第10块塔板位置进料,回流比24(mol/mol),塔顶采出率0.013(mol/mol)时,塔釜氯甲烷产品中二氧化碳摩尔分数为4×10~(-6),氯甲烷收率为99.86%。根据模拟结果,进行填料塔、塔顶冷凝器、塔釜再沸器工程设计,成功应用于实际生产制得高纯度氯甲烷,氯甲烷质量分数大于99.9%,二氧化碳质量分数小于0.0015%。     

离子液体催化反应精馏合成乙酸乙酯工艺模拟

为研究离子液体在反应精馏中的作用,采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）作为催化剂,对乙酸和乙醇合成乙酸乙酯的反应精馏流程进行了计算模拟。在确定了参数的酯化反应动力学的基础上,用Aspen Plus软件建立了反应精馏流程,研究了催化剂用量、精馏段理论板数、反应段理论板数、乙醇进料位置、进料摩尔比、持液量及回流比等参数对反应精馏过程的影响。研究结果表明,塔顶乙酸乙酯的质量分数随催化剂用量、精馏段理论板数、反应段理论板数和持液量增大而增大,工艺流程存在最佳回流比以及最佳进料酸醇摩尔比。得到的优化条件如下：离子液体与乙酸摩尔比为1：2.5,进料酸醇摩尔比为4：1,理论塔板数为21块,乙酸和催化剂在第7块理论塔板进料,乙醇在第19块理论塔板进料,塔板持液量0.1L,回流比为4,塔顶乙酸乙酯的质量分数可以达到98.73%。     

萃取精馏分离三甲氧基硅烷和甲醇的模拟和优化

运用Aspen Plus对萃取精馏分离三甲氧基硅烷和甲醇进行了模拟研究。采用芳烃作溶剂,通过和传统的对二甲苯溶剂对比,发现异丙苯和均三甲苯作溶剂具有很好的节能效果,且均三甲苯效果十分显著。在均三甲苯作溶剂的基础上,分析了溶剂比、塔板数、进料位置、回流比等条件对分离效果的影响,并对参数进行优化。确定了最优的操作条件为萃取精馏塔共24块理论板,混合物进料位置为第15块塔板,溶剂进料位置为第11块板,溶剂比为0.4,回流比为0.6。溶剂回收塔共12块理论板,进料位置为第5块塔板,回流比为2.3。在此条件下,三甲氧基硅烷和甲醇的产品的质量分数均能达到99.6%。     

连续减压精馏分离椰子油脂肪酸的模拟研究

文章利用Aspen Plus化工模拟软件中的严格计算法RadFrac单元操作模块对椰子油脂肪酸进行了连续减压精馏分离模拟。考察了塔板数、回流比、进料位置对分离效果的影响。结果表明:采用两个精馏塔B1塔和B2塔串联操作,操作压强为2500 Pa(绝压),原料进料质量流率20 kg/h,B1塔理论板数为15,第8块塔板进料,回流比为2(体积比),塔顶可得到产物辛酸的质量流率为8.675 kg/h,质量分数可达98.58%及回收率可达99.83%。塔底物料经B2进一步分离,B2塔板数为15,第9块塔板进料,回流比为1,塔顶可得到产物癸酸的质量流率为10.86 kg/h,质量分数为99.79%及回收率为98.81%。模拟结果对实验研究及工业化生产具有指导意义。