特殊精馏分离甲乙酮-水共沸物系的工艺模拟与优化

由于共沸物的存在,甲乙酮-水混合物的分离在工业生产上一直是一个具有挑战性的问题。采用萃取精馏和变压精馏对分离工艺进行流程模拟与优化,得到摩尔分数为99.9%的甲乙酮产品,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,采用序贯迭代法对其进行优化,得到最小TAC为6.569×10⁵美元。通过分析比较3种常用萃取剂无限稀释相对挥发度的大小,筛选出乙二醇作为萃取剂,得到最佳萃取剂用量、理论板数及进料位置;针对常规变压精馏工艺提出热集成方案,与采用方案前相比,年度总费用降低了27.1%。最后,对萃取精馏、变压精馏和热集成变压精馏3种分离工艺年度总费用进行对比,萃取精馏工艺比热集成变压精馏工艺年度总费用降低了21.5%。结果表明,在经济性方面,萃取精馏相比于热集成变压精馏更适合甲乙酮-水共沸物系的分离。     

萃取精馏与变压精馏分离甲醇/乙酸异丙酯工艺优化及节能

基于甲醇/乙酸异丙酯的二元共沸性质分析,探究萃取精馏和变压精馏工艺分离该共沸物的可行性,以年总费用最小作为经济评价指标、CO_2排放量作为环境评价指标,采用序贯迭代法,经Aspen Plus对上述2种工艺开展模拟优化及节能研究。首先,基于无限稀释相对挥发度筛选萃取精馏的萃取剂,考察操作压力、萃取剂流量、理论板数和进料位置等因素对萃取精馏工艺年总费用的影响;其次,基于能量集成、公用工程费用最低原则确定了变压精馏工艺的操作压力,考察理论板数、进料位置与回流比等因素对变压精馏年总费用的影响;最后,对2种分离工艺进行综合对比。研究结果表明:双塔萃取精馏或变压精馏工艺均能高效地实现甲醇和乙酸异丙酯共沸物的分离。热集成变压精馏分离工艺由于热集成使得年总费用比常规变压精馏工艺的年总费用降低47.2%,二氧化碳排放量减少42.5%,这主要是因为热量集成使再沸器负荷降低,操作费用节省。与热集成变压精馏分离工艺相比,萃取精馏分离工艺的总设备折旧费和总操作费用均显著降低,萃取精馏工艺年总费用降低61.3%,且CO_2排放量减少68.1%,故萃取精馏工艺更适合甲醇和乙酸异丙酯的分离。     

萃取精馏法分离乙腈-水体系

由于乙腈与水形成共沸物,普通的精馏方法无法分离这一混合物,本课题研究了采用萃取精馏法分离乙腈-水共沸物的工艺。根据萃取剂的总体选择原则,针对该物系预选出一系列萃取剂,并利用化工过程模拟软件Aspen Plus 11.1对萃取剂选择最优。     

间歇萃取精馏分离乙醇-水萃取剂的评选研究

在间歇萃取精馏装置中,分别进行了以乙二醇、乙二醇+醋酸钾、乙二醇+氢氧化钠、乙二醇+氢氧化钾4种溶液为萃取剂,间歇萃取精馏分离乙醇-水的精馏操作。研究了原料浓度、溶剂和原料比、不同的溶剂对分离效果的影响,从而确定了间歇萃取精馏分离乙醇-水的最佳萃取剂。     

甲醇-丁酮共沸物萃取精馏的模拟与优化

针对甲醇-丁酮二元共沸物难以分离的问题,以氯苯为溶剂,采用萃取精馏技术进行了流程设计和模拟计算。分别计算比较了苯甲醚、甲苯、氯苯3种萃取剂存在下甲醇-丁酮的无限稀释相对挥发度,结果表明氯苯的分离效果最优,并从剩余曲线角度分析了萃取精馏工艺的可行性。以全年总费用（TAC）为目标函数,对萃取剂用量、原料进料位置、萃取剂进料位置、总理论板数等参数进行了优化,模拟结果表明,氯苯的加入可以实现甲醇-丁酮体系的有效分离,产品纯度可达99.9%以上。从节能角度对萃取精馏工艺进行了优化,与节能前的工艺相比,设备费用增加3.28万元,能耗降低43.86万元,TAC降低42.77万元。     

带有中间贮罐塔的混合溶剂间歇萃取精馏

采用一个带有中间贮罐的间歇精馏实验塔，对混合溶剂间歇萃取精馏过程进行了实验研究．实验结果表明，带有中间贮罐的间歇萃取精馏过程在很长一段时间内具有塔顶采出产品，同时具有在塔底采出混和溶剂的特点，因而与常规间歇萃取精馏过程相比，带有中间贮罐塔时间精馏技术需要的再沸器体积大大减小．另外，混合溶剂萃取精馏过程与简单溶剂萃取精馏过程相比，克服了简单萃取剂自身选择性与溶解性之间的矛盾，提升了萃取精馏工艺的分离效果及使用范围，并且没有增加原有工艺过程的复杂性．     

萃取精馏分离异丁醇与环己烷的模拟研究

异丁醇与环己烷是二元共沸物系，经过萃取剂的筛选，采用以苯胺为萃取剂的萃取精馏工艺分离异丁醇与环己烷，基于全年总费用（TAC）最小的原则，利用Aspen plus对工艺流程进行模拟与优化，得到优化后的工艺参数：萃取精馏塔理论板数38块，进料位置第31块板，萃取剂用量39 kmol/h，萃取剂进料位置第9块板，回流比0.517；溶剂回收塔理论板数20块，进料位置第13块板，回流比0.246。结果表明，全年总费用比变压精馏更经济，TAC降低了31.15%。本方法可为异丁醇与环己烷的工业分离提供理论依据。     

含水乙腈萃取精馏分离丙烷/丙烯的新工艺

对乙烯生产工艺中丙烷和丙烯的分离进行了研究 ,提出以含水乙腈为萃取剂的萃取精馏新工艺。选择合适的汽液平衡模型 ,利用 PRO/ II软件对原有工艺和新工艺进行模拟计算 ,计算结果表明这种新工艺具有显著的优越性。在此基础上对原有工艺和新工艺精馏塔板进行设计 ,塔板选用近年来广泛应用的新型多溢流复合斜孔塔板。新工艺对于丙烷和丙烯的精馏分离有一定的工业意义。     

萃取精馏系统中萃取剂变性结焦的原因探讨与防治

从萃取精馏系统的工艺流程、生产运行特点进行研究,分析了萃取精馏系统中萃取剂N甲基吡咯烷酮变性结焦的原因,提出了延缓萃取剂变性的方法,通过工艺改造实现了系统的充压保护。     

萃取精馏分离甲醇—碳酸二甲酯二元恒沸物

采用萃取精馏法对甲醇－碳酸二酯二元恒沸物进行了分离，得到了适宜的萃取剂，研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响，并考究了萃取剂的回收和循环使用对分离的影响。     

加盐萃取精馏分离甲乙酮-水恒沸物的研究

以乙二醇与醛酸钾的混合物作萃取剂，采用加盐萃取精馏的方法对甲乙酮－水二元恒沸体系进行分离，设计了工艺流程，确定了操作条件，得到了纯度为99．5％的甲乙酮产品，萃取剂可用减压蒸馏的方法回收，回收的萃取剂循环使用基本不影响分离性能，结果表明乙二醇与醛酸钾的混合物是分离甲乙酮－水二元恒沸物的理想萃取剂。     

萃取精馏分离甲醇和碳酸二甲酯二元共沸物

在对三塔萃取精馏分析的基础上,提出了以邻二甲苯为萃取剂,两塔分离甲醇和碳酸二甲酯共沸物的萃取精馏新流程.考察了进料配比、回流比等操作参数对萃取精馏性能的影响,并采用共沸和非共沸两种进料方式,考察了三塔体系和两塔体系在操作条件和分离性能上的差异.利用ASPEN软件对两种流程进行了优化分析和模拟放大研究.实验和模拟结果表明:两种分离流程均可实现甲醇与碳酸二甲酯的有效分离.两塔体系省去了一个塔,降低了设备费用,简化了操作,能量的消耗略有增加.考虑到低品位的能量容易取得以及萃取剂可以回收利用等因素,两塔体系具有较高的工业利用价值.     

动态间歇萃取精馏异丙醇-水体系工艺的研究

采用间歇加盐的萃取方式，散堆玻璃填料塔，优化选取了回流比，溶剂比等相关工艺参数。考察了萃取剂为乙二醇时，盐为硫酸钾，醋酸钾，氯化锌对异丙醇-水混合液的精馏分离效果，从小型工艺试验结果看，异丙醇萃取质量分数可达98.9％左右，较为理想，能够满足工厂生产要求.     

PVFC与萃取精馏工艺回收高纯度糠醛的流程模拟及能量对比分析

渗透汽化-分级冷凝(PVFC),是针对低浓度水溶液中高沸点有机物的高纯度回收而开发的一种新型耦合工艺。基于实验数据,借助Aspen Plus软件,选用非随机双液体模型(NRTL)分析PVFC工艺和传统的萃取精馏工艺的热力学过程,重点考察操作温度对产品质量和产量的影响,对比两种工艺的能耗,揭示了PVFC工艺生产高纯度糠醛的机理。结果表明,PVFC工艺的能耗仅是萃取精馏工艺50%,而产品纯度可以达到99.9%(实验值),萃取精馏工艺的产品纯度大约97%.与传统工艺相比,PVFC耦合工艺采用较少的单元设备,不但节约能耗而且避免使用萃取剂,对易形成共沸体系的高沸点有机物的高纯回收具有很好的应用前景。     

乙二醇、二甘醇对醇-水萃取精馏影响的数模计算与验证

应用多元汽液相平衡原理进行了乙二醇、二甘醇对醇-水萃取精馏影响的数模计算,并予以实验验证。模型计算值与实验值的最大误差△Y≤0.030,认为Wilson模型对醇-水物系是合宜的;乙二醇、二甘醇是醇-水萃取精馏分离的两种较好的萃取剂。     

乙腈法萃取精馏分离丁烯工艺研究

针对乙腈(ACN)法萃取精馏C4中丁烯的工艺存在较多不确定因素,对其分离过程的影响因素进行了详细研究.采用ProⅡ对ACN法丁烯萃取精馏工艺进行模拟,利用ACN法丁烯萃取精馏实验数据对流程模拟中的热力学模型进行修正,对比发现模拟数据与实验数据吻合较好,相对误差小于7.5%,.通过萃取精馏实验研究了理论板数、溶剂比、回流比、压力和溶剂中聚合物、水含量等因素对萃取精馏工艺的影响,结合流程模拟数据,得出了ACN法丁烯萃取精馏适宜的工艺条件:理论板数85~95,溶剂比为10~12,回流比为2.5~3.0,操作压力为表压400~500,k Pa,溶剂中聚合物质量分数小于0.5%,、适宜水质量分数为5.0%,~6.0%,.在优化的工艺条件下,塔釜烷烃质量分数低于0.5%,,塔顶烯烃质量分数低于0.9%,,烯烃的收率达到95%,以上.     

石油硫醚萃取分离铂、钯的研究

用石油硫醚(I~#)—TCE溶液作萃取剂,经酸度、贵贱金属萃取体系的分离、反复使用次数、萃取容量、萃取时间、合成试验等表明:在萃取工艺条件下,石油硫醚(I~#)—TCE溶液,可使铂、钯达到选择性分离;并找到了6M NH_4OH溶液是载钯有机中相反萃钯的适宜反萃剂。     

乙腈法碳五分离技术及二萃简介

介绍了兰州石化碳五综合利用异戊二烯抽提及双环戊二烯分离中试装置和乙腈法碳五分离技术的工艺原理,并对工艺流程中的第二次萃取精馏进行了简要的叙述。乙腈萃取精馏是碳五分离技术中的核心环节,只有严格控制好操作条件,才能得出符合要求的高品质异戊二烯产品。     

基于[EMIM][Ac]离子液体萃取剂的正丙醇与乙酸甲酯酯交换反应精馏设计

基于年度总成本最小化的分析方法,计算优化了正丙醇与乙酸甲酯酯交换反应生成乙酸正丙酯的反应精馏过程。提出一种离子液体（1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐）作为萃取剂用于乙酸甲酯与甲醇产物分离的新工艺,以代替无萃取剂的常规精馏塔。考察了反应精馏塔的提馏段、精馏段,反应段的塔板数、回流比以及萃取塔进料位置和萃取剂量对新工艺能耗和费用的影响。与传统工艺比较结果表明,新工艺节省再沸器的能耗和操作费用约30%。     

环己醇-环己酮的分离研究

采用经验法与UNIFAC基团贡献法估算相结合,对一系列的溶剂进行了筛选.并根据筛选得的溶剂进行了萃取精馏实验,实验表明了采用萃取精馏分离的可行性.通过模型参数对萃取精馏与减压精馏进行了逐板计算,其计算结果与减压15 kPa(绝对压)条件下所需要的理论塔板数相当.