食用级醋酸异丁酯精制工艺模拟与优化

采用AspenPlus流程模拟软件,以1,3–丁二醇为溶剂,通过对三元剩余曲线特征的分析,建立双塔萃取精馏醋酸异丁酯精制工艺流程.考察理论板数、溶剂进料位置、原料进料位置、溶剂比和回流比对分离效果的影响.模拟结果表明:在满足产品醋酸异丁酯纯度达到99.9%,以上的条件下,优化工艺条件为萃取精馏塔理论板数50块、溶剂进料位置第8块板、原进料位置第36块板、溶剂比2.4、回流比2.6;溶剂回收塔理论板数10块、进料位置为第5块板、回流比0.7.在此工艺条件下,产品醋酸异丁酯纯度达到0.999,5(质量分数),回收率99.95%,单位产品热负荷32.509,GJ/t.     

耦合变压精馏分离甲醇-丙酸甲酯共沸体系的工艺模拟和优化

在丙酸甲酯和正丙醇酯交换法生产丙酸丙酯的过程中,反应精馏塔的塔顶会产生大量的丙酸甲酯和甲醇共沸物,可通过分离的手段使其中的丙酸甲酯循环使用。提出耦合变压精馏工艺,选用非随机（局部）双液体模型方程（NRTL）热力学模型,利用Aspen Plus V10.0对工艺流程进行模拟研究。以塔釜产品纯度为约束变量,高压塔塔釜能耗最低为优化目标,分别对理论板数、进料位置、回流比等参数进行优化,优化后的两塔最优工艺参数如下：常压塔理论板数31,回流比2.5,进料位置第9块塔板,循环物料进料位置第14块塔板;高压塔操作压力500 kPa,理论板数21,进料位置第13块塔板,回流比3.3。分离效果可达到甲醇质量分数99.95%,丙酸甲酯质量分数99.94%。与传统变压精馏相比,本文的耦合变压精馏可节省能耗48.8%。     

PandaX-4T超高纯氙去除氪低温精馏系统运行分析

PandaX-4T实验组通过McCabe-Thiele(M-T)方法及质量、能量守恒,设计研制出将商业氙中氪的摩尔分数由5×10~(-7)降低至1×10~(-14)的高效低温精馏系统.该超高纯氪氙低温精馏系统已完成离线提纯运行,现需要对其运行状态进行深入分析.通过对系统各个运行阶段的温度、压力、流量及产品氙的摩尔分数等参数进行分析,研究该超高纯氪氙低温精馏系统的稳定性和提纯性能.该低温精馏系统在回收率为99%、提纯速率为10 kg/h的条件下稳定运行1.5 m,共提纯5.75 t氙.实验数据表明,系统在各运行阶段状态稳定、安全可靠,产品氙中氪的摩尔分数小于7.99×10~(-12).PandaX-4T超高纯氪氙低温精馏系统的运行分析具有理论研究价值和工程实际意义,同时也是优化下一阶段精馏提纯运行非常重要的参考依据.     

二甲醚/甲醇/水液相侧线精馏塔的模拟与控制

利用Aspen Plus和Aspen Dynamics对二甲醚/甲醇/水侧线精馏过程进行稳态模拟及动态控制研究。首先,以全年总费用为目标函数对10种设计方案进行模拟分析,确定最佳设计方案:理论板数为37,进料位置为第33块,侧线采出位置为第4块,回流比为44.07。然后,分别应用4种不同判据确定了侧线精馏塔的温度灵敏板位置,结果一致为第3块和第36块;最后,对设计的侧线精馏塔产品纯度双温度控制方案进行动态模拟,结果表明:该塔面临进料流量扰动(±20%)和进料组成扰动(±1mol%)时,在约1.5h后,再沸器热负荷、塔板温度和产品纯度等参量均可回复至设定值,故该控制方案是有效可行的。     

乙腈法萃取精馏分离丁烯工艺研究

针对乙腈(ACN)法萃取精馏C4中丁烯的工艺存在较多不确定因素,对其分离过程的影响因素进行了详细研究.采用ProⅡ对ACN法丁烯萃取精馏工艺进行模拟,利用ACN法丁烯萃取精馏实验数据对流程模拟中的热力学模型进行修正,对比发现模拟数据与实验数据吻合较好,相对误差小于7.5%,.通过萃取精馏实验研究了理论板数、溶剂比、回流比、压力和溶剂中聚合物、水含量等因素对萃取精馏工艺的影响,结合流程模拟数据,得出了ACN法丁烯萃取精馏适宜的工艺条件:理论板数85~95,溶剂比为10~12,回流比为2.5~3.0,操作压力为表压400~500,k Pa,溶剂中聚合物质量分数小于0.5%,、适宜水质量分数为5.0%,~6.0%,.在优化的工艺条件下,塔釜烷烃质量分数低于0.5%,,塔顶烯烃质量分数低于0.9%,,烯烃的收率达到95%,以上.     

丙烯醛脱水萃取精馏工艺的模拟与优化

以二甲基亚砜（DMSO）作为萃取剂,选用UNIQUAC热力学模型对丙烯醛精馏脱水工艺进行模拟研究与优化。利用Aspen plusV9.0流程模拟软件进行模拟计算,基于全年总费用（TAC）最低原则,采用迭代优化法分别对萃取精馏塔（T-101）、溶剂回收塔（T-102）的理论板数（N_T）、进料位置（N_F）、回流比（R）等参数进行了优化,最终模拟结果为：萃取精馏塔总理论塔板数30,进料位置第25块理论板,回流比0.249,萃取剂进料位置第4块理论板,溶剂比0.183;溶剂回收塔的理论塔板数22,回流比0.232,进料位置第11块理论板;通过优化得到TAC最低为340万元/a。本文的模拟结果可以为丙烯醛脱水工艺的设计提供理论参考。     

特殊精馏分离甲乙酮-水共沸物系的工艺模拟与优化

由于共沸物的存在,甲乙酮-水混合物的分离在工业生产上一直是一个具有挑战性的问题。采用萃取精馏和变压精馏对分离工艺进行流程模拟与优化,得到摩尔分数为99.9%的甲乙酮产品,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,采用序贯迭代法对其进行优化,得到最小TAC为6.569×10⁵美元。通过分析比较3种常用萃取剂无限稀释相对挥发度的大小,筛选出乙二醇作为萃取剂,得到最佳萃取剂用量、理论板数及进料位置;针对常规变压精馏工艺提出热集成方案,与采用方案前相比,年度总费用降低了27.1%。最后,对萃取精馏、变压精馏和热集成变压精馏3种分离工艺年度总费用进行对比,萃取精馏工艺比热集成变压精馏工艺年度总费用降低了21.5%。结果表明,在经济性方面,萃取精馏相比于热集成变压精馏更适合甲乙酮-水共沸物系的分离。     

DMF与CHCl3混合液精馏分离工艺的研究

采用模拟的二甲基甲酰胺（DMF）与三氯甲烷（CHCl3）混合液（DMF质量分数为47％）,通过精馏塔进行分离。当进料量为2L·h^-1时,得出最佳的操作条件如下：进料状态为泡点进料,加料位置为第七块塔板进料,回流比为4。最终结果为：理论塔板数为4．5块,塔板效率为37．5％,塔顶产品DMF质量分数低于0．01％,塔底产品DMF质量分数达到96．03％。该新方法与传统的直接精馏法相比既能减少精馏能耗,又能回收利用DMF,还可使萃取剂CHCl3重复使用,对环境友好不造成污染。     

筛板塔中乙醇-水精馏板效率的研究

利用筛板塔对乙醇-水系统进行精馏实验。在室温冷进料、回流比为6:1,进料乙醇体积分数为35%～60%的条件下,改变进料板N位置(N=8,12,14),采集塔顶、塔底和进料的酒度计和温度计读数;对数据进行换算与处理,计算出精馏段操作线和进料方程,绘出进料线和精馏段操作线,绘出提馏段操作线和平衡线,利用计算和拟合方法绘出有效平衡线,在平衡线与操作线之间绘出理论板数,在有效平衡线与操作线之间绘出实际板数;计算并分析全塔和分段塔板效率。结果表明:第8块板进料时,精馏段板效率最高;第12块板进料时,全塔效率最高。有效平衡线的引入,使板效率分析清晰,为实际应用提供了实验数据和理论分析方法。     

糠醛精馏过程模拟与优化

从纤维素和半纤维素中提取的产品中,糠醛是一种有潜力的生物化工平台化学品.目前的糠醛精馏工艺需要消耗大量的能量,对糠醛精馏过程进行设计与模拟,能有效降低能耗,使得生物精炼工艺与石油精炼工艺相比具有经济优势.基于Aspen Plus平台建立的精馏模型对糠醛-水的分离过程进行设计与模拟,深入分析了进料位置、回流比、精馏塔塔板数等因素对整个体系的影响.针对进料位置进行灵敏度分析,最终得到精馏塔的主要结构参数和产品纯度为:实际塔板数为37块,进料位置为第22块塔板,塔顶流出物冷凝后水相回流,醛相作为糠醛产品,糠醛的回收率为99.81％,糠醛产品中糠醛的质量百分含量为97.12％,塔底得到含醋酸1.96％的稀醋酸水溶液.     

醋酸乙烯精制工艺中TQ-203塔的参数模拟优化与技术改造

针对某工厂醋酸乙烯精制工艺TQ-203塔存在处理量不能满足生产要求、能耗较高的问题,运用流程模拟软件Aspen Plus对TQ-203塔进行模拟,选取最接近生产实际的NRTL模型,确定了理论板数为31块。由单因素分析给出了较优的参数范围,利用正交实验方法得到的最佳参数组合为：进料位置为第5块理论板,回流比为2.30,侧线采出位置为第29块理论板。根据上述结果提出对TQ-203塔更换塔板、调整进料及侧线采出位置的改进措施,能够满足该塔对处理量及产品纯度的生产要求;提出了侧线采出预热进料和采用第五精馏塔侧线采出做本塔塔釜热源的节能措施,该措施能节省水蒸汽(0.4MPa)12.56t/h、循环冷却水434.54t/h,可取得经济效益1495万元/a。     

常压下有机混合物的分离提纯及沸点测定

通过常压下简单蒸馏与分馏的实验研究，阐明双组分体系中温度平台与组分含量、沸点差值之间的关系，得出结论：分离和提纯有机物时，对于组分纯度不高或沸点较为接近的液体混合物，采用分馏方法可测出各组分的温度平台及沸点；若采用简单蒸馏方法，则不会出现明显的温度平台，只有高纯度液态化合物才能测出其沸点；蒸馏方法适用于沸点相差较大的液体混合物的分离。     

甲醇水物系精馏的模拟优化及BH型填料在技术改造中的应用

针对聚乙烯醇生产过程中,回收三塔(甲醇精馏塔)存在的回流比高、甲醇物料浪费、能耗大的问题,采用NRTL热力学模型,使用化工过程模拟软件对回收三塔内甲醇-水体系进行计算模拟与分析,并在此基础上完成优化方案。并且通过性能对比,将BH型高效填料应用于工业甲醇精馏塔的技术改造中。结果表明,改造后塔顶甲醇质量分数实际提高到99.99%,塔底甲醇质量分数降低到0.001%,回流比由2降低到1.2,理论塔板数为65块。技改后生产能力是原来的近两倍,明显提高了分离效率与最终甲醇产品质量,大大减少了化工生产能量消耗,降低了环境污染。     

基于热力学原理研究精馏过程节能的途径

从精馏过程热力学分析,精馏最小功,损失功讨论等方面出发,详细探索了精馏过程的节能途径.提出了优化操作条件、采用高效节能的精馏工艺和加强操作控制管理等节能方案,并初步探讨了塔系的热集成技术、内部能量热集成等精馏过程的节能途径.     

萃取精馏分离异丁醇与环己烷的模拟研究

异丁醇与环己烷是二元共沸物系，经过萃取剂的筛选，采用以苯胺为萃取剂的萃取精馏工艺分离异丁醇与环己烷，基于全年总费用（TAC）最小的原则，利用Aspen plus对工艺流程进行模拟与优化，得到优化后的工艺参数：萃取精馏塔理论板数38块，进料位置第31块板，萃取剂用量39 kmol/h，萃取剂进料位置第9块板，回流比0.517；溶剂回收塔理论板数20块，进料位置第13块板，回流比0.246。结果表明，全年总费用比变压精馏更经济，TAC降低了31.15%。本方法可为异丁醇与环己烷的工业分离提供理论依据。     

Applications of membrane distillation technology in energy transformation process-basis and prospect

Membrane distillation technology is a new type of efficient separation technology that combines traditional distillation technology and membrane separation technology. In the study, applications of membrane distillation technology in thermal engineering and refrigerating engineering with typical energy transformation process were presented. Desorption and regeneration process of saline solution by vacuum membrane distillation was proposed on the basis of the concentration and separation properties of membrane distillation. Membrane distillation technology could be used in lithium bromide absorption refrigeration system, energy storage system, and the regeneration process of liquid desiccant solution in temperature-humidity independent control air-conditioning system. The aim of the applications was to use the low-grade energy such as waste heat, solar energy and geothermal energy adequately and to improve the available temperature difference of heat source. According to latent heat transfer and thermal conduction across the membrane in direct contact membrane distillation process, a novel membrane heat exchanger with both heat transfer and mass transfer processes was proposed. The heat exchanger could be used as the solution heat exchanger of lithium bromide absorption refrigeration system and as the special heat exchanger that recovered heat and pure water simultaneously. Some feasible process flows about the applications of membrane distillation technology to energy transformation process were listed and analyzed. Finally, future research emphases were indicated.     

ChemCAD软件在模拟石油分离过程中的应用

原油蒸馏过程设备投资大、能耗高,影响产品质量因素较多,对控制要求较高。研究利用流程模拟软件(ChemCAD),应用Tower Plus模块,采用Grayson-Streed热力学模型,绘制了原油实沸点曲线。建立了石油分离过程模拟流程。考察了设备参数和操作条件。模拟了精馏塔内的温度分布及塔内汽液相流量分布。精馏塔内在机理比较复杂,可控参数较多,但在模拟的基础上进行系统的调节和控制,减少了实际操作的盲目性,降低了生产成本,缩短了生产周期。模拟结果对工业过程的设计和改造具有一定的指导意义。     

分子蒸馏技术

分子蒸馏是一种新型的分离技术,与传统的分离技术相比：操作温度远低于液体沸点,蒸馏压力在极高真空度下,受热时间短,系统基本绝氧,能最大限度地保证物系中的有效成分。本文分析了分子蒸馏技术的原理,介绍了目前分子蒸馏技术的特点,以及分子蒸馏技术在化工、医药、轻工等行业的应用情况和发展趋势。     

年产60万t对二甲苯项目中苯/甲苯/混合二甲苯分离的Aspen Plus模拟研究

采用Aspen Plus软件对年产60万t的对二甲苯项目中的苯、甲苯和混合二甲苯物系在分隔壁精馏塔中的分离进行模拟计算,通过对分隔壁精馏塔进料板的位置、回流比、侧线采出位置等参数的优化,以求达到经济效益最好、节能效果最佳为目的。将优化后的分隔壁精馏塔与传统的普通双塔精馏在分离效果、能耗方面进行比较,结果表明分隔壁精馏塔分离效果较好、能耗较低,热负荷比常规精馏塔降低了24.05%。