Aspen Plus对液化气分离装置的模拟与优化

利用Aspen Plus流程模拟软件,对液化气分离装置进行了模拟,模拟结果与实际生产比较吻合。在此基础上,利用灵敏度分析工具,对塔压,回流比以及塔底抽出量等重要操作参数进行了优化。通过操作参数的优化,液化气分离装置的分离效果有了显著的提高。     

氯乙烯精馏过程的模拟与优化

利用Aspen Plus模拟软件对某厂电石法生产的氯乙烯精馏过程进行了建模与模拟,进料规模为20 m~3/h。选择NRTL物性方法,对低沸塔和高沸塔进行了模拟,模拟结果如下:低沸塔的塔板数为29块,进料位置第3块,回流比为5,操作压力为0.52~0.53 MPa,高沸塔的塔板数为41块,进料位置12块,回流比为0.6,操作压力0.26~0.28 MPa;利用灵敏度分析工具研究了进料位置、采出率、回流比三个因素对精馏过程的影响,对氯乙烯精馏过程进行了优化,结果表明:对于低沸塔,进料位置为3,塔板数为29,B/F为0.99,回流比为6;对于高沸塔,进料位置为12,塔板数为41,D/F为0.99,回流比为0.2。     

蒸汽夹带液滴净化过程的设备选型研究

针对蒸发处理核电废水工艺中的雾沫夹带问题,分析提出了选用筛板塔作为洗涤净化设备,利用蒸汽冷凝液部分回流在塔板上与蒸汽逆流接触,降低蒸汽再次夹带液滴的盐分浓度,从而使蒸馏液中含盐量大大减少。并模拟核电站硼回收系统蒸发单元进行中试试验,结果表明筛板塔作为蒸发净化设备,可有效提高蒸发单元的净化效率。     

ECSS在氯丙醇皂化塔节能分析中的应用

以降低环氧丙烷生产中的蒸汽消耗和提高皂化塔塔顶出料中环氧丙烷含量为目的,利用ECSS软件对氯丙醇皂化塔的用能情况进行了分析,通过模拟不同回流比、进料位置、操作压力下塔的耗能的情况,得出皂化塔的最优操作条件,在塔顶出料中环氧丙烷摩尔含量基本不变的情况下,新鲜蒸汽的消耗量降低了63.3%,从而达到了降低能耗的目的.     

基于Aspen Plus的重整液分离塔模拟优化及应用

利用Aspen Plus流程模拟软件,对重整液分离塔进行建模。通过模拟值和实际值的对比,验证了模型与实际工况吻合较好,可以用于指导实际生产。根据生产指标设置约束条件,将回流比、塔顶采出量作为变量,利用优化器搜索塔底热负荷最低的操作条件。根据模拟结果,在实际生产中进行调整,降低了塔底加热蒸汽量,节约了操作费用。     

三聚氰胺氨洗涤塔排气氨含量高原因分析及改进

分析了氨洗涤塔排放废气氨含量高的原因,并通过优化系统操作和进行系列技术改造。实际运行结果表明,氨洗涤塔排放废气的氨含量大幅降低,不仅改善了环境,还降低了三聚氰胺生产成本。     

含盐乙腈废水的分离模拟与优化

利用Aspen Plus模拟软件对含盐乙腈废水采用双塔精馏流程进行分离模拟和优化。进料为100 kg/h,选择ENRTL-RK方程,模拟结果为:对于1#塔,理论塔板数为15块,进料位置为第7块,回流比2,操作压力0.140×10~5~0.148×10~5 Pa;对于2#塔,理论塔板数8块,进料位置为第5块,回流比2,操作压力0.135×10~5~0.145×10~5 Pa。利用灵敏度分析分析了回流比、进料位置、采出量对塔进行了优化,对于1#塔,进料位置第7块,回流比1.5,采出量25 kg/h;对于2#塔,进料位置第4块,回流比1.5,采出量10 kg/h。     

乙烯装置脱甲烷系统中甲烷分离浅析

对高压脱甲烷系统中甲烷分离进行了讨论。通过对甲烷在脱甲烷系统内的走向分析,讨论了碳二洗涤塔进料温度对乙烯冷剂负荷的影响;将液相甲烷从-140℃甲烷氢分离罐跨线补充至脱甲烷塔回流罐,可降低乙烯损失和乙烯冷剂消耗;最后,以碳二洗涤塔进料温度和跨线流量2个变量进行综合分析,得到了局部最优解。     

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。     

基于Aspen Plus的粗苯回收模拟及优化

利用稳态流程软件Aspen Plus模拟了焦化化产回收系统中的粗苯回收工段的流程,在此基础上,利用灵敏度分析工具对富油脱苯塔操作参数(进料板位置,回流比)进行优化与改进,并最终得出优化方案:富油脱苯塔塔板数为11,进料板位置为6,最佳回流比为5.8,通过操作参数的优化,提高脱苯效果。     

内部热耦合精馏塔的操作性能与模拟

对同轴式内部热耦合精馏塔的操作性能和节能效果进行了研究,考察了全回流操作条件下,压缩比对回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷的影响。结果表明,随着压缩比的增大,回流量、冷凝器负荷和再沸器负荷均降低。通过实验数据计算得到了该塔的理论板数和两塔间的传热量,精馏段为9块理论板,提馏段为4块理论板,当压缩比为2.2:1时,两塔间传热量为9.98kW。连续操作条件下,对内部热耦合精馏塔的节能效果进行了分析,通过与常规精馏塔的比较,内部热耦合精馏塔可节约52.3%的冷量,输入的再沸器和压缩机总负荷可节约20.34%。另外,基于实验数据,对该内部热耦合精馏塔进行了动态模拟,经连续操作下的实验验证,该内部热耦合精馏塔可在2h后达到稳定操作。     

甲基氯硅烷精馏流程的模拟与优化

采用Aspen plus软件对工业七塔精馏过程进行全流程建模与模拟，优化工艺参数，研究了新的精馏节能工艺。对一甲塔等7个精馏塔采用双因素水平的灵敏度分析，考察了塔釜采出率、回流比、进料位置和塔顶压力对产品浓度和热负荷的影响，确定一甲塔最优的工艺参数：塔釜摩尔采出率为0.92，摩尔回流比为130，塔顶压力为0.18 MPa，总理论板数为400，在210块理论板位置进料。在此基础上，针对高能耗的脱高塔/脱低塔，模拟研究了双效精馏新工艺，新工艺可节省39.70%的年总成本；针对一甲塔模拟研究了热泵精馏新工艺，新工艺可降低41.42%的年总成本。     

2,3-丁二醇分离纯化中反应精馏的实验和模拟

对反应萃取-水解精馏法分离发酵液中2,3-丁二醇工艺中的水解精馏进行了实验和模拟研究。实验验证了4,5-二甲基-2-丙基-1,3-二氧戊环(DPD)水解精馏得到2,3-丁二醇的可行性。采用Aspen Plus建立反应精馏模型,以UNIFAC为热力学方程,RadFrac为反应精馏模块,对常压下DPD的水解精馏进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。以2,3-丁二醇的收率为主要优化目标,考察最佳塔板数、进料位置、进料比、回流比和塔顶馏出比。模拟结果表明,在最佳操作条件下,塔釜2,3-丁二醇的收率为0.981,摩尔分率为0.150。     

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.     

FIBONACCI SEARCH FOR OPTIMAL FEED LOCATION

A Fibonacci search technique is used in conjunction with a rigorous mullicomponenl distillaiion computer module to find the optimal feed location within a section of a distillation column. The function lo be minimized can be one of the following:

*key component ratio difference

*reflux ratio or reboiler ratio

*condenser duty or reboiler duty

This technique has been used successfully in the relocation of feed stages of many existing distillation columns and thus saved energy consumption. We shall describe this technique with a sample problem.     

隔板塔共沸精馏分离二氯甲烷-乙腈-水-硅醚体系

以二氯甲烷-乙腈-水-硅醚为分离体系,采用自制隔板塔小试装置,研究了共沸剂回流比和液相分配比等操作参数对隔板塔分离效果的影响。实验结果表明,当气相分配比R_v为0.5,共沸剂回流比为3时,液相分配比R_l在[0.12,0.2]范围内,隔板塔分离效果较好。在实验的基础上,采用Aspen Plus软件对隔板塔共沸精馏工艺进行模拟,考察了隔板塔共沸精馏工艺最佳操作区域及节能效果。模拟结果表明,特定分离要求下,隔板塔存在一个使再沸器热负荷最小的最佳操作区域,在此最佳操作区域内,R_l和R_v相互关联,呈一一对应关系;与三塔串联简单精馏工艺相比,完成相同的分离任务,隔板塔共沸精馏工艺再沸器节能32.74%,冷凝器热负荷减少33.70%,乙腈回收率由66.47%提高到96.01%,且大幅降低设备投资。     

Reactive distillation for biodiesel production from soybean oil

Biodiesel, which is regarded as a promising alternative to a conventional petroleum-based diesel fuel, can be produced from transesterification of vegetable oils and alcohol in conventional batch and continuous reactors. Since the transesterification is an equilibrium-limited reaction, a large excess of reactants is usually used to increase the production of biodiesel, thereby requiring more expensive separation of unreacted raw materials. This study proposed the use of a reactive distillation for transesterification of soybean oil and methanol catalyzed by sodium hydroxide to produce biodiesel. The simulation results showed that a suitable configuration of the reactive distillation column consists of three reactive stages. The optimal conditions for the reactive distillation operation are at the molar feed ratio of methanol and oil at 4.5: 1, reflux ratio of 3, and reboiler duty of 1.6×10⁷ kJ h⁻¹. Methanol and soybean oil should be fed into the column at the first stage. The effect of important operating and design parameters on the performance of reactive distillation was also presented.     

反应精馏过程中的多稳态分析

Reactive distillation processes for synthesis of ethylene glycol （EG） and ethyl tert-butyl ether （ETBE） were modeled with the simulation package ASPEN PLUS. The input multiplicity and output multiplicity were discussed with the method of sensitivity analysis for both cases. In EG production process, steady state multiplicities were studied in terms of effective liquid holdup volume and boil-up ratio. In ETBE synthesis process, the user kinetic subroutine was supplied into ASPEN PLUS firstly, and then the composition, temperature and reaction-rate profiles within the reactive distillation column were presented in detail. A set of stable solution branches based on distinct initial guesses for a range of boil-up ratio were found in EG synthesis. Input multiplicities were observed for a range of reboiler duty at several values of reflux ratio for ETBE synthesis process. These results can be used to avoid excessive energy consumption and achieve optimum design of reactive distillation column.     

电子级多晶硅生产工艺的热力学分析

基于Gibbs自由能最小原理,对SiHCl3法生产电子级多晶硅闭环工艺的3个反应子系统分别进行了化学反应平衡计算,重点对SiHCl3还原反应子系统进行了热力学分析. 对于SiHCl3还原反应子系统,适宜的操作温度为1323~1473 K,压力为0.1 MPa;温度高于1323 K,H2/SiHCl3比大于6.6,低压下有利于SiHCl3还原生产多晶硅. 针对传统的SiHCl3还原需要高温下电加热给过程操作带来的诸多不便,提出了用Cl2部分氧化使SiHCl3还原反应体系实现能量耦合的新工艺,即反应过程不需外部加热就可完成,从而节约电耗,同时还发现平衡时体系中加入的Cl2能反应完全,不会影响后序工艺的进行. 对于SiCl4转化反应子系统,高压、低H2/SiCl4比有利于生成SiHCl3.     

某天然气脱酸装置操作适应性分析研究

采用HYSYS模拟软件结合实际操作参数修正并验证后的模型,对某脱酸装置影响脱酸效果的原料气温度、胺液循环量、胺液浓度、吸收塔压力、闪蒸压力、再生塔回流比等主要因素进行了适应性分析及解释。结果表明:胺液循环量、贫胺液浓度、再生塔回流比是影响能耗的主要因素;原料气温度、吸收压力对吸收效果和性能影响有限;闪蒸压力的确定对再沸器负荷有一定的影响,应结合闪蒸气去向最终确定。可对该装置操作优化及指导后续操作优化。