分隔壁共沸精馏塔分离叔丁醇水混合物的模拟研究

提出了一种单塔共沸精馏分离叔丁醇水混合物的新工艺,新工艺采用分隔壁共沸精馏塔(DWC-A)替代常规共沸精馏流程的共沸精馏塔及回收塔,不仅节省了设备投资,而且降低了总能耗。利用ASPENPLUS模拟软件,对分隔壁共沸精馏塔及常规萃取流程进行了模拟。分隔壁共沸精馏塔的操作条件为:主塔理论板数为25块,副塔理论板数为10块,环已烷为共沸剂,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,分隔壁共沸精馏塔比常规的两塔萃取精馏流程节能17.8%。     

分隔壁塔萃取精馏分离环己烷-苯共沸物的模拟优化

以糠醛为萃取剂,采用模拟软件Aspen Plus对环己烷-苯共沸物体系的分隔壁塔萃取精馏工艺进行了模拟优化。利用单变量灵敏度分析考察了分隔壁萃取精馏塔的塔板数、回流比、溶剂比、萃取剂和原料的进料位置等因素对产品纯度及再沸器热负荷的影响。确定了最优的工艺条件:分隔壁萃取精馏塔主塔及副塔的理论板数分别为34和10,回流比分别为2和3,主塔溶剂比为2.4,原料和萃取剂的进料位置分别为第22块板和第7块板,气相分配比为0.2,侧线抽出板的位置为主塔的第31块板。与传统的萃取精馏相比,分隔壁塔萃取精馏工艺可降低能耗13.5%。     

合成碳酸甲乙酯的研究进展

综述了锂离子电池电解质溶剂—碳酸甲乙酯的3条合成路线,并对3条路线的优缺点进行了比较,提出碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸甲乙酯以及碳酸二甲酯和碳酸二乙酯酯交换合成碳酸甲乙酯2条合成路线都值得探索,是比较有前途的合成路线。     

萃取精馏分离二氯甲烷-丙酮的工艺模拟

以水为萃取剂对二氯甲烷-丙酮混合物进行了萃取精馏过程模拟,体系的气-液平衡和液-液平衡分别采用Wilson模型和NRTL模型预测。分析了总理论板数,回流比,萃取剂进料速率、塔板数、温度和原料进料塔板数、温度等操作参数对精馏过程的影响。并取得了最佳工艺参数为:萃取塔采用36块理论板,回流比为3,原料在第16块板进料,萃取剂用量1 500kg/h,第7块板进料时塔顶得到二氯甲烷-水的共沸物,分层得99.9%的二氯甲烷,塔釜得到丙酮-水的混合物进入丙酮塔;丙酮塔为简单精馏塔,采用35块理论板,回流比为4,第25块板进料,塔顶可得99.7%的丙酮,塔釜得到几乎纯净的水,经冷却后可用作萃取塔的萃取水,循环套用。     

萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯共沸物的最优化研究

根据萃取精馏原理 ,采用正交试验设计 ,运用计算机对实验数据进行最优化处理 ,确定了萃取精馏甲醇与碳酸二甲酯共沸物分离的最佳工艺条件。以此工艺路线分离所得的碳酸二甲酯纯度为 99.92 %。     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

碳酸二甲酯和乙醇酯交换体系气液平衡数据测定与关联

采用CE-2型气液双循环平衡釜，测定了常压下(101.3 kPa)下碳酸二甲酯和乙醇酯交换体系中碳酸二甲酯、乙醇、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和甲醇等10组二元气液平衡数据，二元气液平衡数据经Herington面积检验法检验，符合热力学一致性。用Wilson和NRTL液相活度系数方程对10组二元体系的气液平衡数据进行关联，由关联得到模型参数估算对应的二元体系的气液平衡数据，并与实验测得数据对比，碳酸二甲酯、乙醇、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和甲醇气相摩尔分率平均绝对偏差均小于0.010 7,温度平均绝对偏差均小于0.368 8 K。     

碳酸二甲酯合成工艺模拟的研究进展

综述了近年来碳酸二甲酯(DMC)的非光气法合成工艺和DMC产品的分离工艺的模拟研究报道。重点介绍了酯交换法反应精馏工艺和分离工艺的模拟结果,尿素醇解法催化精馏工艺的非平衡级模拟的结果。在DMC产物的变压精馏、萃取精馏和共沸精馏的主要分离工艺中,变压精馏和萃取精馏是分离甲醇-DMC共沸物效率较高的两种工艺。     

隔离壁萃取精馏塔分离丙烯-丙烷的模拟

提出了采用隔离壁塔分离丙烯-丙烷的新工艺。采用Aspen Plus软件中的MultiFrac模型对其进行了模拟计算。在主塔理论板数55;副塔理论板数11的情况下,利用灵敏度分析模块分析了乙腈含水量、溶剂比、回流比、分配比对分离效果的影响。结果表明,隔离壁萃取精馏塔的适宜工艺条件为:乙腈中含水质量百分数14%;溶剂比5.2;主塔回流比8;分配比4∶1。与常规精馏和常规萃取精馏工艺进行了对比,完成相同的分离任务,该新工艺比常规精馏和常规萃取精馏工艺分别节能39%、20%。     

N-甲基吡咯烷酮法萃取精馏分离C_4馏分中1,3-丁二烯的模拟

采用NRTL方程和UNIFAC模型计算N-甲基吡咯烷酮(NMP)-C4物系的汽液平衡数据,由实验数据回归得到NRTL方程的二元交互作用参数。采用AspenPlus流程模拟软件对NMP法萃取精馏分离C4馏分中1,3-丁二烯的萃取精馏塔进行模拟,模拟结果与实验结果的相对误差小于10%,表明萃取精馏塔的数学模型可靠。考察了回流比、溶剂比(溶剂NMP与进料C4的质量比)、理论板数等因素对分离1,3-丁二烯的影响。模拟结果表明,萃取精馏塔的最佳工艺条件为:理论板数70～80块,原料进料位置为第48～52块理论板,溶剂比12,回流比0.5～1.0,溶剂进料温度40～50℃,塔顶采出量0.150～0.155kg/h。     

乙苯萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯二元共沸物

根据萃取精馏原理，采用正交试验设计，运用计算机对实验数据进行最优化处理，确定了萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯二元共沸物的最佳工艺条件：以乙苯为萃取剂，单圈玻璃为填料，回流比控制在7：1，萃取剂滴加速率为6ml／min，萃取剂配比为5：1。以此工艺路线分离所得的碳酸二甲酯纯度为99．99％。     

离子液体萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇共沸物

以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][Ac])为萃取剂,对乙酸甲酯-甲醇共沸体系的萃取精馏过程进行了模拟。研究了原料进料位置、理论板数、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂进料与原料进料摩尔流量的比值)等参数对萃取精馏过程的影响。模拟结果表明,乙酸甲酯的纯度随理论板数的增加先增加后趋于恒定,随萃取剂进料位置由塔顶向下移动而减小,原料进料位置、回流比和溶剂比存在最优值。利用模拟计算结果,获得了萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇共沸物的优化操作条件:理论板数27块,原料进料位置为第18块理论板,离子液体进料位置为第1块理论板,回流比为0.3,溶剂比为0.26。在此条件下,乙酸甲酯的纯度达到0.996 6。     

混合溶剂萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯的流程模拟与参数分析

通过汽液相平衡实验,确定了萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯物系的单一萃取剂-环丁砜和混合溶剂-环丁砜、N-甲基吡咯烷酮及其适宜的质量配比。在此基础上,用Aspenplus流程模拟软件,对萃取精馏过程进行模拟分析,考察了溶剂比、回流比、理论板数对分离效果的影响,得到了萃取精馏塔的适宜的操作工艺条件,为工艺设计开发提供基础数据。     

具有能量集成的萃取精馏新工艺及模拟

提出了一种新的单塔萃取精馏精制芳烃和非芳烃的新工艺,新工艺采用分隔壁萃取精馏塔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ASPENPLUS模拟软件,对分隔壁萃取精馏塔及常规萃取流程进行了模拟,考察了溶剂比、回流比及分配比对分隔壁萃取精馏塔的影响,并对两种流程进行了比较,结果表明,分隔壁萃取精馏塔的最佳操作条件为:塔板数为41块,侧线精馏段的板数为10块,回流比为1,溶剂比为3.5,分配比为1.25。在此条件下,分隔壁萃取精馏塔比常规的两塔萃取精馏流程节能25.2%。     

N-甲基吡咯烷酮萃取精馏分离乙腈-正丙醇物系工艺条件的优化

采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对乙腈-正丙醇物系进行萃取精馏实验。采用Aspen Plus化工流程模拟软件,以改进的UNIFAC模型计算物性数据,对NMP法萃取精馏工艺进行模拟,考察理论塔板数、溶剂比(NMP与原料的质量比)、回流比等条件对分离效果的影响。萃取精馏塔的模拟结果与实验结果的偏差小于7.5%;模拟得到NMP法萃取精馏分离乙腈-正丙醇物系的优化工艺条件:萃取精馏塔的理论塔板数为35块、溶剂比为1.2、回流比为1.6,再生塔的理论塔板数为18块、回流比为1.5。在此条件下,乙腈产品中乙腈含量为99.6%(w),回收率为99.9%;正丙醇产品中正丙醇含量为99.8%(w),回收率为98.89%。     

变压精馏分离乙腈-正丙醇过程模拟与优化

基于乙腈和正丙醇二元共沸特性的分析,提出变压精馏分离乙腈和正丙醇共沸物的工艺。利用Aspen Plus软件,以Wilson模型为物性计算方法对分离过程进行模拟,以再沸器总热负荷最低为优化目标,分析高压塔和常压塔理论板数、回流比和进料位置对再沸器总热负荷的影响。结果表明,变压精馏能够实现乙腈和正丙醇的有效分离,两者质量分数均为99.90%。利用高压塔塔顶气相潜热作常压塔塔釜再沸器热源进行热量集成,热集成变压精馏相比于传统变压精馏再沸器热负荷节能28.43%,冷凝器热负荷节能31.95%。与以N-甲基吡咯烷酮为萃取剂的萃取精馏工艺相比,热集成变压精馏工艺更适合乙腈和正丙醇共沸物的分离。     

间歇精馏脱除酯交换法制碳酸甲乙酯反应体系中轻杂质

为有效脱除酯交换法制碳酸甲乙酯反应体系中的轻杂质,采用产品保留率作为目标函数对间歇精馏分离该混合物进行了系统研究。考察了回流比、塔板数、投料量及产品纯度要求对产品保留率的影响,找到了产品纯度要求为99.5%(质量分数)时适宜的工艺件:理论板数N=50,回流比17.5,投料量与上升蒸汽量之比5kg/(kg·h~(-1)),该条件下重组分保留率大于0.95。     

变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的稳态模拟

碳酸二甲酯与甲醇形成的共沸物是一种难以分离的物系,采用Wilson热力学模型,通过Aspen Plus流程模拟软件对变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的工艺进行稳态模拟优化,优化后的结果为:常压塔(0.1 MPa)实际塔板数为25,进料板位置为5,回流比为1.4;加压塔(1MPa)实际塔板数为34,进料板位置为27,回流比为1.2。优化后碳酸二甲酯与甲醇的回收率均为99.99%。     

乙腈-水萃取精馏及热集成改进工艺多目标优化

通过三元相图分析乙腈-水-乙二醇萃取精馏体系热力学性质,利用灵敏度分析确定工艺决策变量优化范围。针对总费用的设备费用、操作费用2个冲突目标,以产品和溶剂纯度为约束条件,建立常规和热集成萃取精馏工艺多目标优化模型,利用Actxserver接口建立Matlab和Aspen Plus联合模拟优化平台,通过调用NSGA-Ⅱ算法求解多目标优化问题。结果表明：对于常规萃取精馏优化过程,种群数为30,初始解经过300代演化,已经达到最优Pareto前沿解,其设备费用受萃取精馏塔塔板数显著影响,操作费用与萃取剂循环量、萃取精馏塔塔回流比相关。采用相同算法参数的热集成工艺优化显示：增设预热器（HX）和控制冷凝器出口温度,改变了原料和萃取剂进料热状态,减少了进料板位置有效能损失,用较少萃取精馏塔塔板数和再沸器负荷即可满足生产要求,3组代表性优化方案的设备费用、操作费用平均降幅分别达到4.15%和7.91%。     

碳酸乙烯酯萃取精馏分离DMC-CH30H恒沸物模拟

采用碳酸乙烯酯作萃取剂萃取精馏分离碳酸二甲酯（DMC）与甲醇的恒沸物，为了得到纯度达99．5％的DMC产品，利用ASPENPLUS流程模拟软件对此过程进行了模拟计算，得到了最佳的工艺操作条件及工艺参数，DMC的纯度达到99．67％，萃取剂可以完全循环利用，为工业化装置提供了重要的理论依据和设计参考。