甲醇-苯共沸体系变压精馏分离工艺的动态控制

基于甲醇和苯共沸体系的压敏性,利用Aspen Plus和Aspen Dynamics软件对变压精馏分离该体系的稳态工艺进行了模拟和优化,研究了该工艺的动态特性,提出了控制产品纯度的3种控制结构：基础控制结构、比例控制结构和双比例与温度?组分联合控制结构,通过对控制结构添加±20%的组分和流量干扰测试控制结构的稳定性. 结果表明,基础控制结构基本能实现稳健控制,但不能解决组分干扰引起的产品纯度偏差过大等问题;比例控制结构可实现相对稳健的控制,但改进效果不显著;双比例与温度?组分联合控制结构在受到20%进料和组分干扰后,产品纯度能较快恢复至设定值的99.90%,实现稳健控制.     

热集成变压精馏分离正戊烷-甲醇的模拟和优化

提出了热集成变压精馏分离正戊烷-甲醇共沸体系的工艺方法,并采用Wilson模型对变压精馏分离正戊烷-甲醇分离过程进行模拟。采用优化分析,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的正戊烷和甲醇产品,收率达到99.9%以上。热集成变压精馏和传统精馏相比,不仅节约了投资成本,而且节能高达35%。     

甲醇-乙腈共沸体系变压精馏工艺的模拟与优化

运用Aspen Plus软件对甲醇-乙腈混合物变压精馏工艺进行模拟与研究,并且基于总流程能耗最小的评价方式对工艺参数进行优化,最终实现了甲醇与乙腈的高效分离,甲醇与乙腈产物的质量纯度均达到0.999,最终的工艺参数为高压塔的塔板数为50,回流比1.9,原料进料位置第39块塔板,循环物流进料位置第39块塔板;低压塔的塔板数为85,回流比5.3,进料位置第42块塔板。该研究方法为基于能耗最小优化工艺参数的变压精馏设计提供了参考。     

热集成变压精馏分离正丙醇-苯的模拟和优化

提出了热集成变压精馏分离正丙醇-苯共沸体系的工艺方法,并采用NRTL模型对变压精馏分离正丙醇-苯分离过程进行模拟。采用工艺优化,分析了理论塔板数、进料位置、回流比、循环量等操作参数对分离过程的影响,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的正丙醇和苯产品,收率达到99.9%以上。热集成变压精馏比传统精馏相比,可以降低投资成本,而且节能高达47.2%。     

变压精馏分离甲醇与碳酸二甲酯工艺流程的模拟

甲醇(Me OH)与碳酸二甲酯(DMC)会形成共沸混合物,它们的共沸组成会随着压强变化,变压精馏是分离共沸混合物的其中一种有效方法。选择Wilson模型作为热力学模型,回归了该热力学模型中的交互作用参数,然后用Aspen Plus对变压精馏分离甲醇与碳酸二甲酯工艺流程进行了模拟与优化。通过该分离流程可以实现甲醇与碳酸二甲酯的分离,所得碳酸二甲酯的质量分数达到99.5%,甲醇的质量分数达到99.9%。     

变压精馏分离碳酸二甲酯与甲醇工艺流程的模拟

以Wilson模型对碳酸二甲酯与甲醇共沸体系的汽液平衡数据进行了二元交互作用参数的回归,然后以Aspen Plus对常压-加压精馏分离碳酸二甲酯与甲醇的流程进行了模拟与优化,结果表明通过该分离流程可以实现碳酸二甲酯与甲醇的分离,所得碳酸二甲酯与甲醇的质量分数达到99.9%。     

萃取精馏和变压精馏分离苯-乙醇的模拟研究

采用Aspen Plus化工流程模拟软件,通过NRTL热力学模型,分别进行苯和乙醇混合物的萃取精馏和变压精馏分离模拟研究。萃取精馏采用丙三醇为萃取剂,萃取精馏塔以33为理论塔板数、28为混合物进料位置、2为萃取剂进料位置、1.1为回流比、3.0为溶剂比(萃取剂用量与混合物进料量比值);溶剂回收塔以5为理论塔板数、3为进料位置、1.0为回流比时,分离得到苯和乙醇的质量分数均为99.62%。变压精馏由常压塔(101.325 kPa)和高压塔(520 kPa)串联而成,常压塔以18为理论塔板数、8为进料位置、3.0为回流比;高压塔以16为理论塔板数、10为进料位置、3.0为回流比时,可得到乙醇和苯质量分数分别为99.52%和99.01%。     

变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化

采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数：减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。     

乙腈-水的变压精馏分离模拟与优化

利用乙腈-水体系在不同压力下共沸点有较大的变化特性,采用变压精馏对该物系进行高纯度的分离研究。基于Aspen Plus流程模拟软件,采用WILSON物性方程进行模拟,模拟结果表明:在0.35 MPa和0.101 MPa下,共沸点组成变化为8%;采用高压塔和低压塔工艺,可以有效分离,得到纯度较高的乙腈与水,其中高压塔塔板数30,进料位置15,回流比为1,采出率为0.199;低压塔塔板数24,进料位置第10块板,回流比0.2。     

萃取精馏分离甲醇-苯

采用萃取精馏的方法分离甲醇-苯的共沸物系。首先采用UNIFAC基团贡献理论并结合经验选取萃取剂,最终确定萃取剂为氯苯。对常压下甲醇 苯物系应用UNIFAC模型计算各组分的汽液相组成,并进行汽液平衡实验验证,计算结果与实验数据吻合较好。通过间歇萃取精馏实验进一步考察验证所选萃取剂的分离效果。结果表明,氯苯能够打破甲醇-苯的共沸,进而分离甲醇和苯。溶剂物质的量之比为1、回流比为3、填料塔理论板数为30、溶剂回收段理论塔板数为4时产品甲醇回收率达到98%,说明氯苯能够作为萃取剂分离甲醇-苯二元共沸物系。最后,对甲醇-苯物系的连续精馏过程应用Aspen Plus进行了模拟计算,并且考察了回流比、萃取剂进料流率等参数对产品纯度的影响规律,为进一步实验研究及工业应用提供理论和实践基础。     

变压精馏分离甲醇与乙腈过程模拟与分析

针对甲醇-乙腈共沸体系的分离,建立了一种加压-常压的变压精馏分离工艺.采用Aspen Plus软件模拟计算,优化加压塔和常压塔的理论板数、回流比、进料位置及能耗.结果表明,较优工艺参数为加压塔操作压力500.0 k Pa,回流比2.4,35块理论板、第23块理论板进料;常压塔操作压力101.3 k Pa,回流比5.6,40块理论板、第13块理论板进料.该条件下高压塔塔釜可得到合格乙腈产品,低压塔塔釜可得到合格甲醇产品.优化后再沸器节约能耗约35.3%,冷凝器节约能耗约45.8%.     

醋酸甲酯-甲醇萃取精馏分离的模拟与优化

应用模拟软件ASPEN PLUS对醋酸甲酯-甲醇萃取精馏进行模拟计算。采用NRTL热力学模型以及RADFRAC模型模拟计算了理论板数、进料位置、溶剂比、萃取剂温度、回流比等对萃取精馏过程的影响,寻找最佳操作参数。     

热集成变压精馏分离乙二胺-水共沸体系的模拟优化

针对乙二胺-水共沸物组成对压力较为敏感的特性,采用部分热集成变压精馏工艺分离该共沸物。先利用Aspen Plus软件对该工艺进行稳态模拟,再以理论塔板数、进料位置、回流比为优化变量,水和乙二胺的纯度为约束,以年度总费用（total annual cost,TAC）为目标函数建立乙二胺-水共沸体系分离系统的优化设计模型。采用列队竞争算法对该分离过程主要工艺参数进行优化,得到了变压精馏分离乙二胺-水体系的最佳工艺操作参数及设备参数。模拟结果表明,利用算法对多变量进行同时优化可得到更具经济效益的分离系统,与传统优化结果相比,可降低TAC约7.31%。在此基础上,对高压塔的操作压力进行优化分析,将其由2atm提升至4atm（1atm=101325Pa）,并对流程其他参数进行优化,可显著降低TAC约24.62%。进一步,采用部分热集成比普通变压双塔精馏降低TAC约21.87%     

变压精馏分离乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯体系的设计与控制

聚丙烯醇的生产过程会产生乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯共沸混合物,如果不及时处理,必然会造成环境污染和资源浪费。本文采用变压精馏的方式,针对乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯体系设计了两种产品顺序不同的变压精馏分离序列,并采用遗传算法以年度总费用最小为目标,对两种分离序列进行优化设计以获得最优的设计参数。优化结果表明,两种变压精馏分离方案的设备投资费用分别为5.6×10⁵ USD/a和5.7×10⁵ USD/a,能耗费用分别为8.8×10⁵USD/a和1.0×10⁶USD/a。此外,对具有经济优势的变压精馏分离方案进行了控制结构的构建,使该过程在面对进料流量扰动和进料组分扰动时仍能维持稳定,稳定之后的三种产品纯度仍能维持在设定值附近。     

乙醇-苯混合物变压精馏的稳态模拟及优化

本文采用UNIFAC模型计算乙醇-苯混合物的汽液平衡数据,应用SRK状态方程计算汽、液相的焓值,对乙醇-苯混合物变压精馏(PSD-Pressure Swing Distillation)流程进行了稳态模拟和优化,得到了各物料流的温度、压强、流量和组成以及精馏塔理论板上的温度分布、液相流量分布和组成分布以及冷凝器和再沸器的热负荷。     

变压精馏分离乙腈-异丙醇混合物模拟及优化

本文在对乙腈与异丙醇分离过程物系特点进行分析的基础上,在Aspen中建立了采用变压精馏分离二者的流程的模拟模型。计算结果显示该流程的产品质量及产品收率均能满足要求。对两塔的总塔板数、回流比以及进料板位置逐一进行了优化。同时分析了进料位置以及回流比对产品质量及能耗的影响,对比了优化前和优化后总体的能量消耗。     

热集成变压精馏分离乙醇-甲苯体系的过程模拟和优化

由于乙醇-甲苯体系为压力敏感体系,本文提出了热集成变压精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的工艺方法,并通过实验数据验证了NRTL模型对模拟分离该体系的适用性。利用Aspen模拟软件,以NRTL方程为物性计算模拟,以乙醇和甲苯的纯度为约束变量,分离过程能耗最低为目标函数,采用优化分析,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的甲苯和乙醇产品,收率达到99.9%以上。用高压塔的塔顶气相潜热作为常压塔再沸器热源的热集成变压精馏,与两塔均采用外界蒸汽供热的传统变压精馏方式相比,节能高达49%。     

变压精馏分离乙醇-氯仿的模拟分析及优化

以Wilson热力学模型为基础,通过Aspen Plus化工流程模拟软件对变压精馏分离乙醇-氯仿进行计算模拟分析及优化。结果为:低压塔(0.1 MPa)的塔板数为29,进料塔板位置为第12塔板,该塔的回流比为3;高压塔(1.2 MPa)的塔板数为34,进料塔板位置为第20塔板,该塔的回流比为3.5。此时,产品的质量分数达到了99.6%以上,同时也降低了各设备的热负荷。     

醋酸甲酯和甲醇热集成变压精馏分离工艺模拟与优化

基于对醋酸甲酯与甲醇二元共沸特性的分析,提出热集成变压精馏分离醋酸甲酯和甲醇的工艺. 利用Aspen Plus软件对该分离过程进行模拟,以NRTL活度系数方程为物性计算方法,其二元相互作用参数由气液相平衡数据回归,分析了加压塔和常压塔的理论板数、进料位置及回流比对分离效果的影响,并进行了能耗比较. 结果表明,该工艺能很好地分离醋酸甲酯和甲醇,较佳的工艺条件为：加压塔操作压力909 kPa,理论板数32,第21块板进料,回流比4.2,塔釜醋酸甲酯纯度99.8%;常压塔操作压力101 kPa,理论板数30,第20块板进料,回流比4.6,塔釜甲醇纯度99.0%. 与常规变压精馏相比,热集成变压精馏可节能达45.8%;与以水为萃取剂的萃取精馏分离工艺相比,热集成变压精馏分离工艺更适合醋酸甲酯与甲醇体系的分离.