反应精馏隔壁塔应用于酯转换过程的研究

提出了一种应用反应精馏隔壁塔把乙酸甲酯废液处理成乙酸正丁酯的新工艺流程,即采用反应精馏隔壁塔替代常规流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,考察了进料位置、反应段位置及高度、耦合位置等结构参数对反应精馏隔壁塔的影响,并在保证产品纯度的前提下对反应精馏隔壁塔进行了最优化分析。分析结果显示反应精馏隔壁塔可以节能17.34%,并能有效降低设备投资费用和操作费用。     

反应精馏隔壁塔内合成乙酸甲酯的模拟

提出了一种应用反应精馏隔壁塔合成乙酸甲酯的新工艺流程,采用反应精馏隔壁塔替代常规反应精馏流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件,对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,比较分析了两种流程塔内液相组成分布,并分析了塔顶回流比与气相分配比对反应精馏隔壁塔的影响。结果显示新流程可以节能11.9%,并能降低设备投资费用和操作费用。     

反应精馏隔壁塔制甲缩醛过程模拟与分析

甲缩醛（methylal）是一种重要的化工基本原料，广泛应用于化工中间体、溶剂、涂料及燃料添加剂等的生产中。目前，反应精馏技术是用于以甲醇和甲醛为原料制取甲缩醛的主要方法。利用Aspen Plus过程模拟软件模拟了常规的双进料甲缩醛反应精馏工艺流程，同时提出并模拟了反应精馏隔壁塔（RDWC）工艺制备甲缩醛的流程，通过对比来探究RDWC流程的优越性。结果表明，采用RDWC制备甲缩醛可避免中间组分在塔内的返混效应，同时可使年度总费用降低8.09%，显著提高过程的经济性。     

反应精馏隔壁塔提纯乳酸工艺研究

以反应精馏隔壁塔替换传统的反应精馏塔,形成了新型双向反应精馏隔壁塔提纯乳酸工艺,并通过灵敏度分析和遗传算法对工艺流程进行了优化,优化后的反应精馏隔壁塔工艺与传统反应精馏工艺相比年度总费用减少10.15%,CO₂排放速率降低31.75%,乳酸收率提升4.68%。     

隔壁反应精馏合成碳酸甲乙酯节能新工艺

提出了隔壁反应精馏合成碳酸甲乙酯的新工艺，除考虑碳酸二甲酯与乙醇酯交换反应外，还考虑了碳酸二甲酯与碳酸二乙酯反歧化反应的影响，并集成上述反应于一台隔壁反应精馏塔中，优化了碳酸甲乙酯的生产过程。首先，进行了碳酸二甲酯与碳酸二乙酯反歧化反应动力学实验，建立反应动力学模型，并验证了该工艺流程中此模型计算结果的可靠性。然后，运用Aspen Plus对隔壁反应精馏新工艺进行了流程模拟和优化设计，分别确定了酯交换反应段、反歧化反应段、产品精馏段和公共提馏段的理论塔板数，最佳进料位置、回流比等主要操作参数。隔壁反应精馏新工艺与常规反应精馏三塔工艺相比，新工艺将塔釜产品碳酸二乙酯返回隔壁塔内，增加了反歧化反应区，显著提高了碳酸甲乙酯选择性和收率，避免了低价值副产物碳酸二乙酯的产生，并有效减少了设备投资和运行能耗。     

制取无水叔丁醇的精馏工艺优化和对比

无水叔丁醇是一种重要的化工原料,然而在工业生产过程中会与水形成最低共沸物,难以通过简单精馏的方式获得。基于此,本文提出双塔萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和反应精馏三种精馏工艺来制取高纯度叔丁醇。在双塔和隔壁塔萃取精馏的优化中,利用Aspen Plus软件模拟该分离过程,以年度总费用（TAC）为目标进行过程优化,得到最佳操作参数。在反应精馏塔中,采用环氧乙烷多股进料的方式,环氧乙烷可与水反应并打破叔丁醇/水的共沸平衡最终制得无水叔丁醇。鉴于反应精馏塔的复杂性,对于反应精馏塔的操作参数进行详细的灵敏度分析以确定反应精馏塔在叔丁醇除水的可行性和潜力。模拟结果表明,与双塔萃取精馏相比,隔壁塔萃取精馏虽然能降低能耗但是也会增加6.51%的TAC,因此隔壁塔萃取精馏并不具有经济性;而反应精馏塔则能降低47.69%的能耗和35.36%的TAC,显现出巨大的应用潜力。     

差压热耦合反应精馏塔的模拟研究

为了降低反应精馏塔能耗,将差压热耦合技术与反应精馏技术结合,提出了一种新型的差压热耦合反应精馏的流程,并将其应用于乙酸正丁酯的合成中。应用Aspen Plus模拟软件对新工艺流程以及常规反应精馏流程进行了模拟,通过考察压缩比、进料位置、进料醇酸摩尔比等因素对差压热耦合反应精馏合成乙酸正丁酯工艺的影响,得到最优条件。同时,将该工艺与常规反应精馏工艺进行比较,结果显示,新工艺能够大幅度降低能耗,与常规反应精馏装置相比可节能40%左右。     

碳酸二乙酯新工艺研制成功

中国石油大学（华东）化学化工学院日前开发出一种生产碳酸二乙酯的工艺方法及设备。该技术是将反应精馏过程应用于隔壁塔中．在一个反应精馏隔壁塔流程中。与常规反应精馏流程相比。省去了两个隔壁塔、一个冷凝器与两个再沸器,因此可有效降低能耗和设备投资。产品中碳酸二乙酯质量分数达到99．5％．碳酸二甲酯转化率达到99％,选择性达到99％,而能耗则比常规反应精馏流程减少20％～50％。     

反歧化反应精馏处理二氯二氢硅

利用二氯二氢硅与四氯化硅反歧化反应生成三氯氢硅的原理,提出一种用于回收处理二氯二氢硅的反应精馏流程,其特征是将四氯化硅含量较高的塔釜液通过外部循环返回到含有催化剂的反应段参与反应。在建立反歧化反应精馏流程及相关工业试验装置的基础上,利用Aspen Plus软件进行模拟。理论模型采用平衡级模型,其中反应模型考虑了主反应的动力学影响和副反应的化学平衡限制。模拟结果和工业试验数据吻合良好,该流程能将二氯二氢硅转化为高价值的三氯氢硅,二氯二氢硅转化率高达98.6%,三氯氢硅纯度可达91.6%。在此基础上,优化反应精馏操作参数,考察了进料位置、持液量、回流量和进料摩尔比对产品纯度的影响,确定了各变量的最佳值,并对反歧化工艺进行了经济评价。     

反歧化反应精馏处理二氯二氢硅

利用二氯二氢硅与四氯化硅反歧化反应生成三氯氢硅的原理,提出一种用于回收处理二氯二氢硅的反应精馏流程,其特征是将四氯化硅含量较高的塔釜液通过外部循环返回到含有催化剂的反应段参与反应。在建立反歧化反应精馏流程及相关工业试验装置的基础上,利用Aspen Plus软件进行模拟。理论模型采用平衡级模型,其中反应模型考虑了主反应的动力学影响和副反应的化学平衡限制。模拟结果和工业试验数据吻合良好,该流程能将二氯二氢硅转化为高价值的三氯氢硅,二氯二氢硅转化率高达98.6%,三氯氢硅纯度可达91.6%。在此基础上,优化反应精馏操作参数,考察了进料位置、持液量、回流量和进料摩尔比对产品纯度的影响,确定了各变量的最佳值,并对反歧化工艺进行了经济评价。     

分隔壁萃取精馏塔分离醋酸水溶液的模拟

提出了一种新的单塔萃取精馏精制醋酸水溶液的新工艺,该工艺采用分隔壁萃取精馏塔(DWC-E)替代常规萃取精馏流程的萃取精馏塔及溶剂回收塔,不仅节省了设备投资,而且降低了总能耗。利用Aspen Plus模拟软件,对DWC-E塔及常规萃取流程进行了模拟。DWC-E塔的操作条件:塔板数40块,侧线精馏段的板数10块,回流比2,溶剂摩尔比2.5,在此条件下,比较了常规萃取精馏流程与分隔壁精馏塔内温度、液相组成及汽液相流量的变化。结果表明,DWC-E塔比常规的2塔萃取精馏流程节能23.91%。     

基于优化的反应精馏塔简捷设计

基于G ibbs自由能最小原理达到反应和相平衡的假设,提出了一种适用于初步设计的新的设计方法。以甲基叔丁基醚和碳酸二乙酯的反应精馏过程为例,应用Aspen软件模拟,经分析发现,通过改变理论级数和回流比,可得到合理的塔内温度分布,从而使塔底产品组成得到最大程度的提高,为此提出基于优化的设计法:以产品组成最大为目标函数,以回流比、精馏段和提馏段理论板数为决策变量,采用遗传算法进行优化计算。结果表明,2个设计实例均能在保证低能耗的同时得到较高的产品纯度,说明该设计方法可以设计出较好的反应精馏塔。     

Inter-integration reactive distillation with vapor permeation for ethyl levulinate production: Equipment development and experimental validating

Ethyl levulinate, one of the main derivatives of levulinic acid (LA), is of significant potential as platform chemicals for bio-based materials. The esterification of LA was generally carried out in a conventional batch reactor or in a conventional reactive distillation column. However, traditional methods are hard to deal with equilibrium limited reactions and azeotropic issues. Therefore, the inter-integration reactive distillation with vapor permeation (R-VP-D) process, which integrated reaction, vapor permeation, and distillation into one single unit, is proposed in this paper and validated in the pilot-scale experiments. A comparative study is made between a pilot-scale RD column with and without VP module. Owing to the water-selective VP membrane and the ingenious design of related apparatuses, the R-VP-D process reveal a superiority in LA conversion of 21.9% maximum higher than RD without VP process and removing of product water about 53.6% from VP module, which indicates its promising industrial application in process intensification field.     

1-氯-1,1-二氟乙烷反应精馏工艺的定态模拟研究

提出了以偏氯乙烯为原料生产1-氯-1,1-二氟乙烷的反应精馏新工艺,并运用Aspen Plus软件对实现该工艺的反应精馏塔的定态行为进行了数值模拟研究。模拟研究结果表明：将化学反应过程和产物、副产物及残余反应物的分离过程集成在-个塔内实现是可能的,不仅能够得到高纯度的产品,同时还能提高反应选择性,减少副产物的生成量。相比于目前采用的传统生产工艺,反应精馏新工艺能够大大减少工艺环节和节省设备投资。案例研究显示,对于相同的偏氯乙烯加料量,1-氯-1,1-二氟乙烷产品的产量提高6．4％,副产物1,1,1-三氟乙烷的产量降低70．6％。     

带侧线反应精馏-渗透汽化生产乙酸乙酯集成过程模拟与分析

针对乙酸酯化法生产乙酸乙酯分离过程复杂、能耗大的缺点,提出了一种带侧线反应精馏-渗透汽化（RD-PV）集成过程。通过反应精馏塔侧线采出和渗透汽化膜组件及时移出水分,促进酯化反应向正反应方向进行,在达到乙酸高转化率的同时使乙酸乙酯产品达到高纯度。研究了反应精馏塔侧线采出位置、采出比、反应段塔板数、精馏段塔板数以及膜组件个数等对年度总成本（TAC）的影响,获得了TAC达到最小的过程参数。与传统双塔精馏分离过程对比,RD-PV集成过程节省能耗26.6%,但膜材料价格对RD-PV集成过程的TAC有较大影响,随着渗透汽化技术的成熟,当膜材料价格低于1913 CNY·m^-2时,RD-PV集成过程在经济上占据优势。     

用于生产TAEE的反应精馏和全蒸发的混合过程

In this study, a reactive distillation column in which chemical reaction and separation occur simultaneously is applied for the synthesis of tert-amyl ethyl ether （TAEE） from ethanol （EtOH） and tert-amyl alcohol （TAA）. Pervaporation, an efficient membrane separation technique, is integrated with the reactive distillation for enhancing the efficiency of TAEE production. A user-defined Fortran subroutine of a pervaporation unit is developed, allowing the design and simulation of the hybrid process of reactive distillation and pervaporation in Aspen Plus simulator. The performance of such a hybrid process is analyzed and the results indicate that the integration of the reactive distillation with the pervaporation increases the conversion of TAA and the purity of TAEE product, compared with the conventional reactive distillation.     

连续反应精馏合成丁酸乙酯

本研究采用对甲苯磺酸为催化剂,用试验与Aspen Plus模拟相结合,研究了反应精馏合成丁酸乙酯的工艺。首先对反应精馏装置进行试验研究,并利用Aspen Plus对其进行模拟,模拟结果与试验结果较吻合。在此基础上,对本工艺流程进行了试验研究及模拟设计,得到了可行的工艺方案。该方案得到的产品纯度理论上可达到99.5%以上,且具有流程简单、废水排放量少,设备投资低等优点。     

三氯氢硅歧化反应精馏生产硅烷的模拟简

The reactive distillation process for producing high purity monosilane via trichlorosilane redistribution reaction was simulated. Rigorous RadFrac block was employed in Aspen Plus simulation package. Accurate results could be given when the chemical kinetics was taken into account in the equilibrium stage model. A single column process was used for the verification of previous studies. The results showed that 99.9% purity monosilane could be achieved in the reactive distillation. A pumparound block was employed to reduce the condenser duty with inexpen- sive coolant. The effects of operating pressure, feed stage location, liquid holdup per stage and pumparound loca- tion were also investigated. The energy consumption was limited, but the refrigerant temperature was too low, which is the fatal disadvantage. Therefore, a double columns process was developed to increase the condenser tem- perature. The simulation results demonstrated that a reasonable temperature could be achieved by varying the recy- cle stream location.