恒回流比间歇精馏的最小回流比计算及其能耗分析

完善了采用恒回流比操作方法,在理想操作条件下间歇精馏二元理想混合物时,最小回流比的计算方法.分析了采用恒回流比操作方法间歇精馏二元理想混合物,在馏出液中轻组分的收率和平均浓度要求均高时,相对于恒馏出液组成操作方法能耗较高的原因.     

恒再沸比提馏式间歇精馏的最小再沸流比与能耗分析

通过构造一函数,推导出二元恒再沸比提馏式间歇精馏,在理想操作条件下,理论板数趋向无穷多时,瞬时恒浓区变化方式可由此函数值(>0或<0)来判断,完善了二元恒再沸比提馏式间歇精馏最小再沸比计算方法。推导出二元恒残液组成提馏式间歇精馏,在理想操作条件下的最小汽化总量的计算公式。通过对理论板数趋向无穷多时的能耗分析得到,二元提馏式间歇精馏,要求残液中重组分的收率和平均浓度均高时,相对于恒残液组成操作,采用恒再沸比操作能耗较高,其主要原因是低效总能耗（理论板数趋向无穷多时,直接表现为无效总能耗）在总能耗中占比例较大。     

间歇蒸馏的新设计法

本文提出间歇塔的一种新的设计方法——序列稳态塔法。用此法可同时求出间歇蒸馏塔的理论板数、最佳操作回流比、塔釜组成和温度随时间的变化;导出釜液温度与最佳操作回流比的关系,实现由釜液温度前馈控制整个间歇蒸馏过程;以及求出整个间歇蒸馏过程所需的时间。计算速度快,其结果可满足工程设计的需要。     

双储罐替代恒全回流半连续精馏操作方式的研究

提出双储罐替代的恒全回流半连续精馏操作方式(SCTR),该操作方式中塔顶和塔釜的双储罐分别交替使用,使精馏塔处于恒全回流状态,并能进行半连续地产品采出和原料补充。通过Matlab编程进行模拟,以轻重组分回收率、单位时间总产量(P.I.)等作为指标,在不同进料情况下对各参数的优化,包括储罐总体积、各储罐体积等。模拟结果表明,SCTR操作方式与恒回流比间歇精馏操作方式相比,最多可节省操作时间32%,与塔顶单储罐动态累积循环全回流间歇精馏相比,操作时间相近,与多储罐动态累积循环全回流间歇精馏操作方式相比,耗时略高。适用于轻组分浓度低的二元组分的分离。采用乙醇/正丙醇物系验证了该操作方式在进料浓度分别为0.2、0.5和0.8情况下的可行性和操作的简单灵活。     

二元提馏式间歇精馏的优化操作与最小汽化总量

理想操作条件下二元提馏式间歇精馏优化操作的汽化总量与最小汽化总量的计算是约束函数优化问题。本文采用罚函数法,将此约束函数优化转变为无约束函数优化,并采用固定双步长因子梯度法数值求解该函数的极值。计算表明:固定双步长因子梯度法具有良好的收敛性,同时,降低分段数较多时,数值截断误差积累对计算结果的影响。二元提馏式间歇精馏优化操作较恒残液组成操作的能耗低的原因如下:在理论板数相对较少(接近二元提馏式间歇精馏恒残液组成操作所需的最少理论板)时,优化操作通过控制再沸比提高了能耗效率;在理论板数相对较多时,优化操作通过控制再沸比,在保证过程的能耗效率较高的同时,可尽可能快地将物料移出系统,减少了精馏过程中塔顶贮槽内液体的混合熵产。通过对计算结果的归纳与外推,得到了理想操作条件下理论板数为无穷多时二元提馏式间歇精馏优化操作再沸比的变化方式以及最小汽化总量的计算公式。     

真空间歇精馏法分离紫罗兰酮异构体

采用真空间歇精馏法实现了α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮异构体混合物的分离,考察了原料液组成、回流比、塔顶采出率、塔釜加热温度、塔节保温温度对异构体分离的影响,同时探讨了精馏操作时间对产品质量的影响。结果表明,在适宜的精馏操作条件下,塔釜产品β-紫罗兰酮的质量分数高于96%,同时收率能保持在90%以上,满足医药中间体应用要求。     

间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚和水的工艺

正本发明为一种间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚和水的工艺,该工艺包括1)共沸精馏脱水:按质量比原料:共沸剂=(4~8):1,将原料和共沸剂加入精馏塔1的塔釜中,操作回流比为1~2.5,当精馏塔1塔顶温度T1=89℃~90℃,共沸精馏脱水结束;2)乙二醇单甲醚产品精制:继续精馏,操作回流比1~2.5,当精馏塔塔顶温度T1=124.6℃时,釜液为乙二醇单甲醚成品;3)回收共沸剂:塔釜采用再沸器2进行加     

间歇精馏回收废溶剂油中二甲苯/醋酸丁酯

采用间歇精馏法从工业废溶剂油中回收二甲苯和醋酸丁酯,对预处理后的原料进行了间歇精馏.考察了分离温度、时间、回流比等操作参数对分离过程的影响.结果表明,在最佳的工艺条件下,二甲苯和醋酸丁酯在馏出液中的含量均达到95%以上,回收率分别达到62%和99.4%.增大回流比有利于产品的回收.     

“全回流”间歇精馏塔顶贮槽内液体流动时的混合

引　言2 0世纪 80年代末 ,余国琮、杨志才等[1] 参照连续精馏开工过程的操作方法提出并实验证明了一种新的间歇精馏操作方法———塔顶累积全回流法(本文简称“全回流”) .采用此法 ,笔者[2 ] 最近推导出在理想操作条件下间歇精馏二元理想混合物精馏过程中塔顶贮槽内液体流动为完全混合时最小汽化总量计算法 .由于采用此法 ,塔顶贮槽内存液量可能很大 ,往往必须考虑塔顶贮槽内液体流动时的混合程度 .本文以多级串联混合模型的级数表示采用此操作方法塔顶贮槽内液体流动时的混合程度 ,以在理想操作条件下间歇精馏二元理想混合物为例 ,通过举…     

二元混合物塔顶累积全回流间歇精馏的最小气化总量

引　言80年代末 ,余国琮、杨志才等[1] 参照连续精馏开工过程的操作方法提出并实验证明了一种新的间歇精馏操作方法─—塔顶累积全回流间歇精馏(流程见图 1) .对于特定的分离任务 ,采用此操作方法间歇精馏与传统的恒回流比操作方法相比 ,能耗比较低 ,可望在工业生产上获得应用 .本文采用此操作方法推导了在理想操作条件下 ,间歇精馏二元理想混合物所需最小气化总量的计算方法 .Ｆｉｇ.1　Ｆｌｏｗｓｈｅｅｔｏｆｂａｔｃｈｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｏｔａｌｒｅｆｌｕｘａｎｄｔｏｐａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ1,7—ｐｒｏｄｕｃ…     

二元混合物“全回流”间歇精馏的能耗

介绍了在理想操作条件下，“全回流”间歇精馏二元理想混合物量纲1最小操作总时间的数值计算方法.通过举例计算，比较了在理想操作条件下，“全回流”与部分回流间歇精馏二元理想混合物的能耗，得到了“全回流”间歇精馏适合于相对挥发度小、原料中轻组分的浓度低、塔顶产品中轻组分收率要求高而浓度要求低的分离任务的结论.     

间歇精馏过渡馏分脉冲馏出规律研究

建立了二元理想物系考虑全塔持液量的间歇精馏微分形式的数学模型,采用四阶定步长龙格－库塔法对间歇精馏过渡馏分的常规操作和脉冲式操作过程进行模拟计算。实验证明,模拟计算结果与实际符合较好。提出的Ｃ因子概念可用于考察间歇精馏操作效率和经济效益,通过过程模拟,计算了间歇精馏不同操作模式下Ｃ因子的值,并由此分析了不同操作模式的动态规律。     

Synthesis,experiments and simulation of heterogeneous batch distillation processes

The presence of azeotropes in multicomponent mixtures complicates the design of batch distillation separation processes widely used in pharmaceutical and speciality chemical industries. Most of those processes include the use of a homogeneous entrainer to ease the separation. We describe novel methods to break azeotropes using an entrainer that is partially miscible with one of the initial binary mixture components. We depict some of the advantages of heterogeneous batch distillation processes: more design alternatives for the separation of an azeotropic binary mixture than with homogeneous batch distillation, batch distillation boundary crossing thanks to a controlled reflux of the entrainer-rich phase, simplified distillation sequences as a consequence of less distillation tasks. Three examples based on the separation of non-ideal azeotropic or close boiling point binary mixtures through heterogeneous batch distillation are simulated using a commercial batch distillation package. Experiments validate the simulated separation of a minimum boiling azeotropic mixture.     

分批精馏最小过渡馏分量及过渡馏分脉冲控制法的研究

研究了分批精馏最小过渡馏分量 ,在此基础上针对分批精馏过渡馏分段的特点采用了全回流 全馏出交替进行的脉冲控制法。该法以动态模拟确定了全回流时间 ,统计法确定了全馏出时间。采用正己烷 环己烷物系进行对比实验结果表明 :与传统的恒回流比操作法相比 ,脉冲操作法可明显减少过渡馏分量、缩短操作时间和提高分离效率     

间歇蒸馏的优化操作

本文研究了间歇蒸馏操作的最佳经济收益问题.在二元物系的系统模型中考虑了塔板的持液及冷凝器的持液,并考虑了塔板效率.用多项式拟合相平衡关系.选择回流比作为控制函数,应用最优控制理论导出计算步骤,用数值方法叠代出使经济收益函数最大的回流比函数.将解出的最优操作方案与两种传统的操作方案进行了比较.为检验最优操作方案的可实施性,在一筛板塔上进行了实验,证明优于传统操作.     

二元多段恒回流比常规间歇精馏的讨论

介绍在理想操作条件下,二元优化多段恒回流比常规间歇精馏的数值计算方法。通过实例计算,比较常规多段恒回流比与优化多段恒回流比常规间歇精馏能耗,得到等气化量多段的能耗接近于优化多段恒回比的结论。     

常规间歇萃取精馏分离苯-环己烷的研究

通过一个常规间歇萃取精馏实验装置,考察了不同萃取剂在不同回流比及萃取溶剂加入速率情况下对分离苯-环己烷共沸体系的影响。结果表明,二元混合溶剂能够解决单一溶剂的选择性与溶解性相矛盾的问题;且在同等条件下,综合性能优于单一溶剂;随着溶剂加入速率和操作回流比的增加,产品的产量逐渐提高,尤其重要的是混合溶剂间歇萃取精馏技术与简单溶剂间歇萃取精馏技术相比并不复杂。     

BATCH-DIST: A comprehensive package for simulation, design, optimization and optimal control of multicomponent, multifraction batch distillation columns

BATCH-DIST is a general-purpose simulation package for the design, simulation and optimization of multicomponent, multifraction batch distillation columns operating under different modes (constant reflux, variable reflux and optimal reflux policy). The package includes simulation models of varying degrees of complexity and rigor; efficient but simplified models (based on short-cut methods) for preliminary design and rapid analysis of column behavior, and rigorous models (based on solution of transient heat and mass balance differential equations) for verification and detailed column design. Besides simulation and design, BATCH-DIST can also accomplish optimization and optimal control of columns. Coded in Fortran 77, the package is flexible and user-friendly. BATCH-DIST has been extensively tested with benchmark cases involving binary and multicomponent systems, with nonideal behavior and in columns with appreciable holdup effects. Such test cases have clearly demonstrated that predictions of the simplified models in the package compare well with those of the rigorous models. This powerful and comprehensive package is expected to be computationally more efficient than existing packages.