"背包式"反应精馏生产丙烯酸叔丁酯过程控制策略设计

丙烯酸与异丁烯酯化加成反应具有反应温度较低、精馏温度较高的特点,将加压较低温度反应减压较高温度精馏集成的"背包式"反应精馏工艺用于生产丙烯酸叔丁酯.为了保证生产过程运行和丙烯酸酯产品质量的稳定,开展工艺流程控制方案设计和动态模拟研究,设计了双温度控制(CS1)和比例双温度控制(CS2)2种方案,采用Aspen Dynamics对动态特性进行计算和分析,比较两种控制策略方案.结果 表明,在施加异丁烯进料流量增加10％的扰动时,CS1不能恢复产品质量分数稳定,而添加进料比例控制的CS2使产品质量分数在5 h左右恢复稳定,在施加进料组成扰动情况下,CS2相比于CS1,丙烯酸酯的质量分数恢复稳态时间由7 h缩短至5 h,具有更好的抗干扰性.     

PTA装置溶剂脱水塔进料组分含量变化对塔分离效果的影响

利用Aspen Plus流程模拟软件模拟计算了精对苯二甲酸(PTA)装置溶剂脱水共沸精馏塔,液相采用UNIQUAC模型计算活度系数,气相采用Hayden-O'Connell模型计算逸度系数,模拟结果与实际工况符合较好。在此基础上将其转化为基于Aspen Dynamic的动态模型。利用三元相图分析醋酸-水-醋酸正丁酯(HAc-H2O-NBA)三元体系中进料组分含量变化对溶剂脱水塔操作条件的影响,提出单塔板温度控制和双塔板温度控制两种方案。仿真研究进料组成变化对两种控制方案相关操作变量的动态响应情况,从中挑选出一种较优的控制方案,指导实际生产操作。     

直序双塔精馏分离BTX过程的稳态模拟与动态控制研究

利用Aspen Plus模拟软件对BTX直接序列双塔精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对苯塔和甲苯塔的操作参数进行确定和优化,确定了各塔的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度.在稳态模拟设计数据的基础上,采用Aspen Dynamics考察了进料流量扰动(±10%)和进料组成扰动(±10%)的工况下,各项控制指标均可在较短响应时间内达到平衡,动态控制结构可以很好地应对工艺过程中进料流量和进料组分的扰动.     

均相/非均相催化精馏合成乙二醇单丁醚控制分析与比较

以环氧乙烷和正丁醇合成乙二醇单丁醚为例,开展了均相和非均相两种催化精馏工艺的稳态模拟、动态行为和控制研究,比较分析了两种工艺的特点。在Aspen Plus模拟平台上取得精馏塔稳态模拟数据,采用相对增益矩阵(RGA)对均相和非均相催化精馏塔进行分析,确定了双温度控制回路。在Aspen Dynamics中建立了控制方案,在添加正丁醇进料摩尔分数±10%的阶跃扰动下,考察了催化精馏塔的动态响应及控制效果。研究结果表明,均相和非均相催化精馏工艺均能达到控制要求,但非均相反应体系控制方案有更快的动态响应、更小的扰动变化量,并能更早恢复到设定值,其原因在于非均相工艺不存在催化剂浓度变化因素。     

二甲醚/甲醇/水液相侧线精馏塔的模拟与控制

利用Aspen Plus和Aspen Dynamics对二甲醚/甲醇/水侧线精馏过程进行稳态模拟及动态控制研究。首先,以全年总费用为目标函数对10种设计方案进行模拟分析,确定最佳设计方案:理论板数为37,进料位置为第33块,侧线采出位置为第4块,回流比为44.07。然后,分别应用4种不同判据确定了侧线精馏塔的温度灵敏板位置,结果一致为第3块和第36块;最后,对设计的侧线精馏塔产品纯度双温度控制方案进行动态模拟,结果表明:该塔面临进料流量扰动(±20%)和进料组成扰动(±1mol%)时,在约1.5h后,再沸器热负荷、塔板温度和产品纯度等参量均可回复至设定值,故该控制方案是有效可行的。     

300kt/a甲醇精馏装置常压精馏塔变工况模拟分析与优化

应用ECSS化工之星模拟软件对甲醇精馏过程中的常压精馏塔进行模拟。分别讨论了进料位置、操作回流比和侧线采出位置等参数对塔釜废水中甲醇含量、能耗和塔顶精甲醇纯度的影响,同时提出了常压精馏塔优化操作的方案,模拟计算结果符合工业实际过程。     

聚乙烯醇聚合一塔的计算机优化及动态模拟

采用化工流程模拟软件,对聚乙烯醇生产中聚合工段聚合一塔进行了模拟计算。通过稳态灵敏度分析,优化了聚合一塔的最优操作点,即进料位置40块塔板,回流比0.7,馏出量6650 kg/h。动态研究表明,进料量、进料组成和回流量扰动均对一塔操作产生较大影响,其中,塔顶流量及组成动态响应速度缓慢,波动超过7 h,塔釜产品醋酸乙烯质量分数波动在扰动2~3 h时存在峰值;对于以塔底产品为主的聚合一塔,不能通过增加塔顶回流量来提高分离效果;串级控制通过改变吹入甲醇量可以快速有效控制塔釜产品醋酸乙烯含量。     

三氯氢硅精馏过程的模拟与优化

采用化工流程模拟软件,对三氯氢硅精馏的双塔流程进行了模拟计算,在产品质量达到工艺要求的基础上,对精馏过程各塔的主要参数进行了分析优化。计算得到预分离塔的最适宜进料板位置、回流比、塔顶采出量分别为6、18、250kg/h,三氯氢硅塔的最适宜进料板位置、回流比、塔顶采出量分别为12、5、2453kg/h,并且最适宜的进料温度范围为25~35℃。将优化后的参数应用到实际设计和生产中,三氯氢硅塔塔顶产品各组分含量的模拟结果与工业数据基本一致,三氯氢硅纯度大于0.999。     

乙二醇与乙酸酯化反应的双反应段反应精馏塔的控制

针对乙二醇(EG)与乙酸(AA)的两步连续酯化反应,以年总成本(TAC)最小为目标,对单反应段反应精馏塔(RDC-SRS)和双反应段反应精馏塔(RDC-DRS)过程进行了优化。结果显示RDC-DRS有更好的节能特性,这是由于其有更多的自由度来增强反应操作和分离操作的内部物质耦合和能量耦合。采用浓度控制方法设计了RDCSRS和RDC-DRS的控制方案,并比较了其动态特性;在出现进料流量扰动和产品组分扰动时,RDC-DRS都要好于RDC-SRS,且流量扰动更大时,其优势更明显,表明在分离两步连续反应时,RDC-DRS是更好的方案。     

丁二烯萃取精馏动态特性的研究

文章对用ＤＭＦ为溶剂，六组分物系，４７块理论板的丁二烯萃取精馏塔进行了动态特性的研究。动态模拟结果表明：塔顶采出量、Ｃ４进料关键组分丁二烯组成、Ｃ４进料量和溶剂进料量是影响塔的稳定操作比较灵敏的因素。因此，控制塔顶上升蒸汽量、Ｃ４进料组成和溶剂比（即溶剂量／Ｃ４进料量）是至关重要的。     

三元均相共沸精馏浓度的分布

通过对泡点温度面具有代表性的两个三元共混系统的连续精馏实验,考察了在进料组成位于泡点温度面脊上的情况下沿塔高的浓度分布,     

分子蒸馏技术富集微生物油脂中花生四烯酸

对分子蒸馏富集微生物油脂中花生四烯酸进行了研究.实验过程中微生物油脂预先进行皂化和甲酯化反应,制得混脂肪酸甲酯,作为分子蒸馏原料,考察了多种分离工艺参数对花生四烯酸纯度和产率的影响.结果表明,操作压力1.0 Pa,蒸馏温度80℃,刮膜器转速150 r/min,冷凝温度10℃,进料速度1.5 mL/min条件下,产品的纯度和产率分别达到67.48％和85.86％.     

TiC在Ti2CS上形核生长的电镜观察及其取向关系的测定

为探讨与控制薄板坯连铸连轧工艺条件下碳化钛在钢中的析出行为,应用透射电子显微术(TEM)研究了纳米尺度TiC和Ti2CS析出相的结构及取向关系.结果表明,实验钢中Ti2CS的析出温度较TiC的高,先析出的Ti2CS可作为TiC的非自发形核地点.实验观察到细小TiC粒子在Ti2CS上生长的现象.电子衍射和X射线能谱(EDS)分析表明:TiC和Ti2CS之间的取向关系为{001}Ti2CS∥{111}TiC,〈100〉Ti2CS∥〈011-〉TiC.在TEM下还观察到以孪晶形式存在的TiC,孪晶面为(1-11-)面.总之,在钢中先行析出的Ti2CS和TiC粒子都可能成为新生成TiC的非自发形核地点,孪生和外延生长是TiC沉淀的两种重要机制.     

顺丁烯二酸酐回收新工艺（Ⅰ）—热分解反应精馏过程研究

提出以正丁醇为溶剂回收顺酐的新工艺。在吸收塔中用丁醇吸收反应气体中的顺酐生成顺丁烯二醇单丁酯，然后在反应精馏塔中将单酯分解为顺酐和丁醇。研究了反应精馏过程操作压力、回流比、塔身温度分布以及进料组成、进料温度、进料中醇酐摩尔比等对单热分解反应精馏的影响。     

DBP-DBS刮膜分子蒸馏过程数值模拟

利用传质和传热数学模型描述和模拟刮膜分子蒸馏过程，是刮膜分子蒸馏器设计改进与优化操作的有效途径。为此，作者在已有的刮膜分子蒸馏过程数学模型基础上，对DBP-DBS混合物分子蒸馏过程进行数值模拟．模拟结果表明，即使进料温度和壁温一致，液膜温度和浓度依然呈三维变化．同时对进料温度、进料组成和进料流量对液膜温度、浓度分布、蒸馏速率、馏出液组成以及分离因数的影响进行了考察，并分析了原因．     

一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法

提出了一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法,即考察NaCl和KCl水溶液膜蒸馏浓缩过程中的通量变化,利用膜表面结晶导致通量急剧下降这一现象间接确定料液侧膜表面的温度,从而由模型方程计算传热系数。通过不同流速下的膜蒸馏实验结果,拟合出了传热系数关联式,其中雷诺准数指数为0.8,与Dittus-Boelter公式一致;在此基础上求出膜蒸馏系数,其平均值5.5×10^-7kg/(m²·s·Pa),与文献报道接近;以实验确定的模型参数预测纯水膜蒸馏通量,实验值与预测值吻合较好。这些都说明了本文提出方法的有效性。     

硫酸氢根吡啶催化制备乙酸正丁酯的酯化反应精馏过程模拟

采用离子液体硫酸氢根吡啶（[Hpy][HSO4]）作为催化剂,对乙酸和正丁醇在反应精馏塔中进行酯化反应生成乙酸正丁酯的过程进行模拟研究。在缺乏实验数据的情况下,使用真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)方法预测了离子液体与其他物质的汽液相平衡,得到了离子液体与反应体系的二元交互参数。基于共沸精馏概念设计了带有分相器的反应精馏塔,实现了离子液体的循环利用。分析了反应精馏塔总塔板数、进料模式、进料塔板位置、再沸器热值和塔板持液量对于产品质量和乙酸转化率的影响,结果表明,当反应精馏塔塔板总数为28,反应物从第4块塔板同时进料,离子液体从第2块塔板进料,且塔板持液量为0.05m3时,乙酸正丁酯纯度和乙酸转化率均可达99.9%。     

精馏过程最优节能控制的研究

本文研究了某脱乙烷塔的最优节能控制问题。建立了一个较实用的操作型静态仿真系统。由此对本精馏过程的静态特性进行了讨论和研究。並运用一种函数逼近法得到了比较精确的静态简化模型。据此,离线求得了该精馏过程的静态最优工作点。本文还根据静态仿真计算结果,求得了对塔顶产品及进料的静态估计器,最后提出了控制方案的建议。     

精馏与渗透汽化复合生产ETBE的过程

为了分离乙基叔丁基醚（ＥＴＢＥ）和乙醇混合物,得到ＥＴＢＥ产品,研究了乙酸丙酸纤维素膜（ＣＡＰ）的渗透汽化过程,讨论了温度、浓度等因素对渗透通量和选择性的影响。结果表明,ＣＡＰ膜的渗透通量随温度和乙醇在混合物中的浓度增加而增加,渗透通量与温度的关系满足Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ形式的方程。在此基础上,提出了精馏与渗透汽化复合生产ＥＴＢＥ的过程,并运用ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ软件对该过程进行了设计计算,汽液相平衡采用ＵＮＩＦＡＣ法进行预测。     

对乙酰氨基苯乙酸乙酯同分异构体的分子蒸馏分离

为满足对乙酰氨基苯乙酸乙酯后续结晶分离工艺的需要，将分子蒸馏技术首次应用于同分异构体的预分离．考察了预热温度、蒸馏温度、操作压力和操作级数等工艺参数对两组分相对含量和分离效率的影响，研究表明，对乙酰氨基苯乙酸乙酯预分离的适宜条件为：预热温度50℃，蒸馏温度90℃，操作压力2.0Pa进料速率80～100mL／h，经4级分子蒸馏操作即可将同分异构体中两组分的质量比由0．948降低到0．405，分离效率为0.392.