连续减压精馏分离晶体硅切割废液中多元醇组分的研究

设计了三塔连续减压精馏分离回收晶体硅切割废液中乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇等多元醇组分的工艺路线,通过正交实验,探讨了操作压力、塔板数、回流比、进料位置等因素对每个塔产品纯度及收率的影响,得到了优化的精馏塔操作工艺参数,为该工艺的工业化设计提供了基础数据.     

三聚甲醛精制过程开发与研究(Ⅲ)——精馏塔模拟计算及萃取—精馏联合工艺的优化

根据液——液萃取计算结果,采用严格的三对角矩阵法对精馏塔进行了模拟计算,得到了在不同相比下精馏塔的主要操作参数。以总费用为目标函数,优化了三聚甲醛萃取——精馏工艺的操作参数。     

萃取精馏分离四氢呋喃/水共沸物系的Aspen模拟

以从制药废液中回收四氢呋喃为例,详细研究萃取精馏过程的Aspen Plus模拟和优化.通过实验与热力学模型预测的对比确定NRTL方程能更准确地描述THF-水-DMSO三元混合物系气液相平衡;分析THF-水-DMSO三元混合物系剩余曲线说明DMSO是萃取精馏分离该共沸物系的可行萃取剂;设计萃取精馏分离工艺流程并以萃取精馏塔为例,运用灵敏度分析对过程进行优化,结果表明:200 kmol/h进料量的常压萃取精馏,塔板数22,萃取剂和原料液分别在第4和第18块板进料,回流比1.0,溶剂比0.45的条件下可得到纯度高于99.85%的THF,回收率高于99.5%.     

先加入溶剂的间歇萃取精馏实验研究

针对常规间歇萃取精馏操作中产品采出前建立平衡过程复杂、能耗较高的问题,提出了一种新的间歇萃取精馏操作方式,即在精馏塔釜液接近泡点时,就将溶剂以一定流量连续加入精馏塔,当蒸汽上升至塔顶就以一定的回流比采出产品.因此在产品采出之前,只需要建立一次汽一液平衡关系.本文以乙二醇为溶剂分离乙醇一水体系,通过与常规间歇萃取精馏操作方式的对比实验表明,新的操作方式具有操作简单,操作时间短,能耗低等优点.     

乙二醇萃取精馏制备无水乙醇的实验研究

无水乙醇应用广泛,工业上生产方法有多种,其中萃取精馏制取无水乙醇因具有低能耗、无污染、设备简单、操作方便等优点而被受关注。以乙二醇为萃取剂,利用萃取精馏实验装置探讨优化制备无水乙醇过程条件。实验先考察原料乙醇浓度、回流比、溶剂比等因素对萃取精馏得到的产品纯度的影响规律,再通过正交实验优化萃取精馏条件,得到最佳的条件为:原料乙醇浓度为90%(质量分数)、溶剂比为2.6、回流比为3,对应最佳条件塔顶可得到质量分数达99.62%的无水乙醇。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的氯乙烯精馏过程多目标优化

针对氯乙烯精馏过程中氯乙烯产品纯度低、能耗高的现状,研究了一种新的改进型非支配排序遗传 算法(ImprovedNon-dominatedSortingGeneticAlgorithm,NSGA-Ⅱ),用于解决氯乙烯精馏过程多目标优化问题。 首先建立了氯乙烯精馏的模拟流程,然后通过对高低沸塔中进料位置、回流比等主要影响因素进行灵敏度分析,在 考虑其机理模型及实际生产状况等多种约束条件的基础上,建立了以氯乙烯纯度和能耗为目标的多目标优化函数, 最后利用改进NSGA-Ⅱ对目标函数进行求解。实验结果表明,相比于NSGA-Ⅱ,该改进算法能得到分布更为均匀 的Pareto最优解集,为氯乙烯精馏过程中参数的选择提供了有力支撑。     

正丙醇脱水萃取与共沸精馏隔壁塔工艺经济性对比

针对正丙醇脱水分离的常规萃取精馏及共沸精馏工艺能耗较高的缺点,提出以二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂的萃取精馏隔壁塔工艺、以乙酸乙酯为共沸剂的共沸精馏隔壁塔工艺两种分离方案。利用Aspen Plus软件进行了以上两种流程模拟并以年度总费用最低为优化目标对两种工艺分别进行全局优化,得到两种流程的最优设备及操作参数,并对其经济性进行对比分析。结果表明:共沸精馏隔壁塔工艺的年度操作费用比萃取精馏隔壁塔工艺降低约28.68%,其年度总费用降低约17.63%,说明共沸精馏隔壁塔工艺更具经济优势和工业应用性。     

四氢呋喃-水恒沸物萃取精馏过程的三塔优化计算

以1 mol产品需要的能耗为目标函数,采用复合形优化方法对萃取精馏过程进行了优化计算,其结果表明当萃取精馏塔的塔板数为12块、进料位置为第8块、溶剂比为0.96、回流比为0.88、产品的流量为0.61 mol/h;溶剂1,4丁二醇回收塔的塔板数为12块,回流比为0.66;四氢呋喃提浓塔的塔板数为7块,回流比为0.80时,该萃取精馏过程不仅满足产品的纯度99.0%的要求,而且能耗最低.     

碳酸二甲酯与甲醇分离的模拟研究

碳酸二甲酯(DMC)与甲醇形成共沸物,常规精馏无法实现直接分离。采用变压精馏、共沸精馏、萃取精馏3种特殊精馏流程来分离该物系,经商业流程模拟软件Aspenplus全流程模拟得出各流程适宜的操作参数。结果表明,3种流程都可得到较高纯度的DMC产品,但变压精馏较其他2流程得到的产品纯度更高,流程也相对简单。     

碳酸二甲酯-甲醇萃取精馏分离的模拟

根据碳酸二甲酯(DMC)和甲醇摩尔比为4～5的混合物体系分离的要求,提出了预分离塔、萃取精馏塔和溶剂回收塔相结合的三塔流程.流程中以糠醛为萃取剂,Wilson为热力学计算模型,以DMC和甲醇摩尔比以4为例,通过采用过程模拟软件,对此分离过程进行模拟计算.讨论了在常压下,回流比、溶剂比、进料位置和萃取剂进料温度对分离过程的影响,得到了最佳工艺操作参数.最终产品DMC的纯度大于99.50%,甲醇的纯度99.94%.     

复合式间歇萃取精馏模拟与实验研究

采用复合塔实现萃取精馏的间歇操作,用于分离近沸点物系.建立恒摩尔持液模型,通过两点隐含法求解,模拟结果与实验数据符合良好.应用此模拟程序研究复合式间歇萃取精馏操作规律,发现增大回流比有利于提高产品量,但操作时间增大;萃取剂越多分离效果越好,得到的合格产品越多,但所需的热负荷及操作时间增加;加大中间回流量利于分离进行,但应以保持中间罐内存物液为限.     

三乙烯二胺分离过程的模拟

以乙醇胺为原料,乙醇为溶剂,在小型连续流动液相固定反应器中合成三乙烯二胺。要求主产品三乙烯二胺选择性不小于75%,因此开发经济实用的生产三乙烯二胺的工艺具有重要意义。采用普通精馏方法分离反应产物,并以NRTL热力学方程为物性计算方法。应用ASPEN PLUS化工模拟软件中DSTWU(简捷精馏塔设计)和RADFRAC(严格精馏塔设计)精馏模块对三乙烯二胺分离过程进行模拟分析。在模拟过程中用软件的物性参数估计功能对两种未知物质物性进行可靠的估计。以操作费用和能耗费用为目标参数,对精馏塔进行灵敏度分析,得到各塔的最优操作条件。     

精馏塔实训设备操作条件的节能优化

为了对筛板精馏塔的性能进行全面的测试,开展了以乙醇-水为分离物系的精馏塔操作条件优化实验,分析了进料浓度、回流比、进料量、进料位置等对塔效率和产品含量的影响,以及冷却水用量对冷凝液的影响,确定了筛板精馏塔的最优操作条件。     

萃取精馏分离二异丙醚-异丙醇共沸物的流程模拟

选用N-N-二甲基乙酰胺(DMAC)为萃取剂,用ASPEN PLUS11.1化工模拟软件中的RadFrac单元操作模块,采用UNIFAC物性计算方法,通过优化各操作参数,对二异丙醚和异丙醇二元共沸物系的分离进行萃取精馏模拟计算.并考察原料进料位置、溶剂进料位置、溶剂比、回流比对二异丙醚纯度的影响.结果表明:在适宜的操作条件下,塔顶二异丙醚的纯度可达到99.94%,模拟计算的结果对于实现工业化的分离有参考作用.     

间歇精馏分子异丙醇—水二元共沸物的模拟

以乙二醇为溶剂,使用Aspen Plus化工模拟软件中的BatchFrac模块,基于UNIFAC模型,对异丙醇-水二元共沸物的间歇萃取精馏过程进行间歇萃取精馏模拟,研究了不同操作参数（如溶剂比、回流比、溶剂进料位置、溶剂进料温度等）对整个精馏过程的影响,对各工艺参数进行了分析与优化。结果表明,对于处理量为100kmol的异丙醇-水溶液,精馏塔具有20块塔板,溶剂比为2,回流比为5,溶剂进料位置在第3块塔板,溶剂进料温度为80℃时,塔顶异丙醇质量分数可达0.998,收率可达0.978。     

反应萃取精馏技术生产二氧五环的工艺研究

针对二氧五环传统生产工艺存在的缺陷,引入反应萃取精馏技术改造传统工艺。采用实验与计算机模拟相结合的方式对连续反应萃取精馏生产二氧五环的工艺过程进行了系统研究,得到了适宜的工艺参数:反应萃取精馏塔总板数21块,其中精馏段2块,萃取段9块,反应段5块,提馏段5块;回流比为1.5;进料比例n(乙二醇)∶n(甲醛)=1.05∶1。此工艺条件下生产的二氧五环纯度可达94.7%。     

正丙醇-异丙醇-水共沸体系分离工艺模拟

利用Aspen Plus软件,分析正丙醇-异丙醇-水三元物系的剩余曲线,确定了分离序列和以二甲基亚砜为萃取剂的萃取精馏流程;优化了各精馏塔的工艺参数,模拟结果可为正丙醇-异丙醇-水共沸体系的分离提供理论依据,并有效地指导了实际生产.     

工业废液正丙醇回收工艺模拟与优化

采用PRO/Ⅱ过程模拟软件，选用UNIQUAC热力学模型，以产品正丙醇质量分数为控制指标，热负荷最低为目标函数，对双塔变压精馏的主要工艺参数进行单因素优化。在此基础上，以理论塔板数、进料位置、回流比为自变量，以正丙醇质量分数为响应值，采用Box-Benhnken中心组合设计，建立二阶回归模型并进行工艺参数全局优化。相关参数表明：回归模型可用于分析和预测响应值与自变量间的关系。在模型预测最优工艺参数下，正丙醇质量分数的实验值与模型预测值绝对偏差为6.86%,证实二阶回归模型是可靠、有效的。     

环己烷、环己烯及氯代环己烷混合物的分离

为了将多元混合物中的氯代环己烷等分离提纯,采用两步精馏的方法.先将混合液进行常压间歇精馏,蒸去大部分环己烷,环己烯以及少量的杂质,精馏完毕,将塔釜液抽滤,可得产品,视产品纯度再减压精馏塔釜液,直接将氯代环己烷蒸馏出来.考察了精馏过程中的影响因素:压强、回流比、加热量、全回流开工时间.采用变回流比操作,塔顶得到较佳的实验条件为:加热电压160V,全回流30 min,变回流比4.5～3～1.5.提纯氯代环己烷的操作条件:真空度为0.068～0.072 MPa,纯度达到99.06%.     

四氢呋喃—水恒沸物萃取精馏过程的三塔优化计算

以1mol产品需要的能耗为目标函数，采用复合形优化方法对萃取精馏过程进行了优化计算，其结果表明当萃取精馏塔的塔板数为12块、进料位置为第8块、溶剂比为0．96、回流比为0.88、产品的流量为0.61mol／h；溶剂1,4—丁二醇回收塔的塔板数为12块，回流比为0．66；四氢呋喃提浓塔的塔板数为7块，回流比为0．80时，该萃取精馏过程不仅满足产品的纯度99．0％的要求，而且能耗最低。