循环流化床甲醇制芳烃分离工艺的模拟与改进

芳烃中的苯、甲苯、二甲苯是石化行业很重要的基本有机原料,煤基甲醇制芳烃工艺极受关注。基于循环流化床甲醇制芳烃技术,对其分离工艺建立了全流程模拟模型。对甲烷吸收塔吸收剂用量进行灵敏度分析,优化后的吸收剂用量减少了27.7%。对流程中的换热网络进行热集成,使得冷、热公用工程消耗量分别减少了16.75%和11.89%,达到了提高能量回收、降低能耗的目的。     

芳烃联产装置生产对二甲苯工艺的全流程模拟优化

[目的]为了整体把握对二甲苯(PX)全流程生产工艺状况并实现优化,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了芳烃联产装置生产PX工艺全流程的稳态模型.[方法]以C8的富集和分离功能进行分区以简化建模过程,并以产品质量和能耗为目标对重要操作参数进行优化,然后利用Aspen Energy Analyzer对该工艺进行能量衡算和燃料气排放计算.[结果]所建模型的模拟结果与原工艺流程高度吻合,可对工艺流程进行操作优化;优化后重整稳定塔的塔顶压力为1.7 MPa,抽提蒸馏塔进料溶剂比为2.8,苯塔、甲苯塔、抽余液塔和成品塔的回流比分别为2.0,2.9,1.0和1.1;通过能量衡算计算出优化调整后的节能潜力达10.33%,预计节省能耗费用可达3 950万元/年;计算出全流程生产燃料气118万吨/年,若将其作为生产化工产品的原料而非燃料,即可减少572万吨/年的CO₂排放量.[结论]应用Aspen Plus流程模拟软件实现芳烃联产装置生产PX全流程的模拟和操作参数的优化,从全局能量优化和CO₂排放角度提出改进方案,可达到节能降耗的目标.     

采用不同分离技术的甲醇制芳烃流程对比分析与优化

为了降低甲醇制芳烃流程的能耗以及操作费用,提高经济性和竞争力,对采用冷油吸收法和精馏法进行轻烃回收的甲醇制芳烃流程进行了对比研究以及优化分析。首先,在Aspen HYSYS中建立了严格的流程模型,计算得到两个流程的能量平衡以及能量平衡数据,对流程操作以及产品数据进行了分析。然后,通过Aspen HYSYS和Matlab的数据连接,建立了以轻烃产品标准为约束的操作费用最小化的优化模型,并对两个流程进行了优化。结果表明：精馏流程的分离效果以及产品回收率均优于油洗流程;优化后油洗流程的总操作费用略高于精馏流程;从具体的操作费用贡献来看,精馏流程的电耗为油洗流程的1.46倍,并且需要使用更低温度的冷却剂,而油洗流程的中压蒸汽消耗量比精馏流程高出44.3%。该研究结果对进一步降低甲醇制芳烃工艺的能耗以及操作费用提供参考依据。     

低压低功耗CMOS电流反馈运算放大器的设计

电源电压的下降对模拟电路的设计是一个难题。如今模拟电路的典型电源电压大约是2.5～3V但是发 展的趋势表明电源电压将是1.5V甚至更低。在这种情况下,国内外研究人员致力于设计适用于标准CMOS工 艺的低压电路结构,主要在文献[1]基础上设计了一种新型的CMOS电流反馈运算放大器（CFOA）使用了 0.5μmCMOS工艺参数（阈值电压为0.7V),模拟结果获得了与增益关系不大的带宽,在1.5V电源电压下产生 了约6.2mV 的功耗。     

糠醛精馏过程模拟与优化

从纤维素和半纤维素中提取的产品中,糠醛是一种有潜力的生物化工平台化学品.目前的糠醛精馏工艺需要消耗大量的能量,对糠醛精馏过程进行设计与模拟,能有效降低能耗,使得生物精炼工艺与石油精炼工艺相比具有经济优势.基于Aspen Plus平台建立的精馏模型对糠醛-水的分离过程进行设计与模拟,深入分析了进料位置、回流比、精馏塔塔板...     

苯/甲苯/邻二甲苯精馏系统的稳态模拟与动态控制

利用Aspen plus对苯/甲苯/邻二甲苯体系的直接分离序列和间接分离序列两种方案进行模拟分析,确定了最佳工艺条件;然后,对两种方案的能耗和固定成本进行比较,结果表明前者较后者固定成本节约7.62%,能耗成本节约9%,年度总成本节约8.87%;最后分别用斜率判据、温度增益判据和恒温板判据三种方法确定精馏塔的灵敏度板位置并建立了精馏系统的控制结构,通过动态模拟得出系统面临进料流量和进料组成扰动时,控制不同灵敏度板的流量、再沸器热负荷、塔板温度和产品纯度的过渡分析曲线,从而得出最佳温度控制板位置。     

N-甲酰吗啉萃取精馏分离芳烃和非芳烃的工艺模拟与过程参数优化

利用Aspen Plus软件,采用Dortmund修正的UNIFAC基团贡献法预测含N-甲酰吗啉烃类体系的汽液相平衡,建立了N-甲酰吗啉萃取精馏分离芳烃的过程模型.模拟结果表明:该模型能够较好地反映工艺装置的实际操作状况.在此基础上,考察了溶剂比、回流比及苯/甲苯馏分、溶剂进料位置等参数对分离过程的影响,获得了N-甲酰吗啉萃取精馏过程的最佳工艺参数.     

发展循环经济推进煤炭企业产业结构升级

循环经济是国家经济调整的主要发展方向,今年以来,我国每万元GDP能耗比1980年下降了65.5%;工业＂三废＂综合利用产值为1985年的14.6倍。但与发达国家之间差距依然明显,我国钢铁、电力、水泥等单位产品能耗,比世界先进水平平均高出20%左右;矿产资源总回收率为30%,比国外先进水平低20%以上。     

隔壁精馏塔分离醋酸乙烯酯模拟优化的研究

隔壁精馏塔技术是一种优良的精馏节能与过程强化技术。与常规精馏技术相比,具有较高的热力学效率,能耗低,减少了设备投资和数量。针对醋酸乙烯酯精制工艺,在对常规双塔精馏分离流程分析基础上,设计了醋酸乙烯酯隔壁精馏塔工艺方案,并采用Aspenplus进行模拟计算和优化,分析了隔壁塔塔内的气相分配比、回流比、液相分配比、温度分布、气相组成分布、液相组成分布对产品质量的影响,确定了隔壁塔的回流比、进料板位置和侧线出料板的位置。研究结果表明,在处理量和产品质量不变的条件下,与传统的双塔分离工艺相比,热能耗由41 200 kW降为22 400 kW,冷能耗由28 300 kW降为18 200 kW,热耦合效果显著,设备的投资和数量减少。     

重型柴油机燃用改性柴油的排放污染物研究

在一台重型柴油机上燃用3种不同理化特性的柴油,分别为国五柴油与2种改性柴油,用来探明改性柴油对排放污染物的影响。分析了工况、空燃比及改性柴油对重型柴油机常规污染物NO_x、CO₂、THC的影响;用XAD-2吸附管采集气相多环芳香烃污染物,活性炭吸附管采集单环芳香烃污染物,DNPH吸附管采集醛酮类化合物,探讨工况、空燃比与改性柴油对非常规污染物排放影响;用石英滤膜采集颗粒物进行碳质组分分析,讨论了工况、空燃比与改性柴油对颗粒物碳质组分的影响。结果表明:相比于低转速25%负荷工况,额定转速25%负荷工况下空燃比更高,常规污染物排放更低,醛酮类化合物与芳香烃排放更高,醛酮类化合物上升约13%,有机碳与元素碳排放略微升高;相比于国五柴油,在较高空燃比工况下,低芳香烃的柴油NO_x排放上升15%左右,CO₂排放略微上升,THC排放略微降低,较低汽化潜热的柴油NO_x排放上升30%左右,CO₂排放上升13%左右,THC排放降低28%左右,较低芳香烃的柴油多环芳香烃排放下降约...     

环丁砜芳烃抽提蒸馏的计算机模拟

根据文献报道的环丁砜-芳烃抽提体系相平衡数据,采用UNIFAC-Dortmund基团贡献模型拟合了CH2-SULF、ACH-SULF、ACCH2-SULF三对基团的交互作用参数;在此基础上运用流程模拟软件Aspen Plus对其工艺过程进行模拟研究分析。模拟计算结果表明各塔工艺操作参数与工业实际操作值基本吻合,抽余油中芳烃的质量分数为0.13%,苯产品收率达到99.95%,甲苯产品收率达到99.76%,芳烃纯度为99.89%,达到了工艺要求。     

变压精馏乙醇-苯混合物分离工艺模拟计算

乙醇-苯混合物是一种二元最低共沸液体混合物。研究了变压精馏分离乙醇-苯工艺流程,以Wilson活度系数方程作为物性计算方法,使用过程模拟软件AspenPlus对整个分离流程进行模拟计算,以系统能耗最低为目标,对重要的工艺参数进行了优化,提出的工艺方案可为工艺装置设计提供理论参考。     

ASM2D模型的多模式AAO工艺模拟和优化

利用活性污泥2D模型(ASM2D)构建厌氧-缺氧-好氧(AAO)多模式工艺的模型,通过灵敏度分析,对模型的动力学参数进行校正.通过改变工艺运行模式,排泥量、内回流比和外回流比,优化多模式AAO工艺.结果表明:该污水处理厂的最优工艺运行模式为改良式AAO模式;当控制排泥量为2 000 m³·d^-1时,内回流比为100%,外回流比为50%,出水COD_Cr、氨氮和总氮质量浓度等指标均可达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准;经过模拟和比较,曝气能耗比原来节省28.7%,内回流能耗相比原来节省37.3%.     

温敏水凝胶释放润滑液的摩擦学性能

为了改善人工关节的润滑性能、延长使用寿命,将温敏水凝胶作为载体释放人工关节润滑液,并通过磨损试验测试了释放液的摩擦学性能。采用开环聚合法制备了可在体温下实现溶胶-凝胶原位相变的聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCEC)温敏水溶胶。将具有润滑作用的壳聚糖(CS)/牛血清白蛋白(BSA)混合液载入溶胶,在37℃相变为凝胶状态下进行体外释放试验。通过Bradford法测试了PCEC水凝胶释放润滑液的释放性能,通过磨损试验得到了释放液的摩擦学性能。试验结果表明:释放液中BSA的浓度为释放前凝胶的BSA浓度的1%左右;采用Al2O3陶瓷球与Co-Cr-Mo盘作为配副时,释放液的摩擦系数仅为蒸馏水、生理盐水或模拟体液摩擦系数的25%左右;释放液润滑下配副的磨损率比生理盐水低73%左右,比蒸馏水低50%左右,比模拟体液低20%左右。     

异丁醇-乙醇废水体系分离回收工艺的模拟与优化

以乙二醇作为萃取剂,选用UNIQUAC热力学模型,基于Aspen plus流程模拟软件对含异丁醇、乙醇工业废水的分离回收工艺进行设计和模拟研究。通过分析萃取剂对乙醇/水相对挥发度的影响,确定了最佳溶剂比;基于全年总费用（TAC）最低原则,确定了各塔的最优工艺操作条件;并在此条件下,得到了纯度为99.9%的异丁醇和99.8%的乙醇,废水达标排放。最后,对全流程工艺进行了模拟和经济核算,得到的TAC最低为325.88×10³美元/a,为异丁醇/水/乙醇分离工艺工业化提供了指导性依据。     

烷烃中少量芳烃的固定床和模拟移动床吸附

在实验研究烷烃中少量芳烃的固定床吸附动态过程和模拟移动床吸附动态过程的基础上，用固定床和模拟移动床线性推动力模型进行了模拟计算，可得到如下结论：在本文的实验条件下，固定床吸附动态模型和模拟移动床吸附动态模型拟合的结果均与实验值相符；但从技术性能指标和技术经济指标两个角度都反映出对脱除烷烃中的少量芳烃的吸附分离过程，用固定床吸附过程比模拟移动床吸附过程更具有可行性。这些结果为在直链烷基苯的生产过程中，附低循环烷烃中芳构化物的含量，实现延长脱氢催化剂的寿命，提高烷基苯的产量提供了技术基础。     

高效液相色谱法测定土壤中的多环芳烃

采用高效液相色谱-荧光检测器快速测定土壤中15种多环芳烃。通过对液相色谱柱、梯度洗脱程序、检测波长程序及柱温等液相色谱条件的选择和优化,使土壤样品中15种多环芳烃在32min内得到完全分离,方法的最低检出限为0.0002～0.0045 mg/kg,回收率为71.20%～95.07%,RSD为5%～10%。该优化方法的精密度高、检出限低、重复性好,是一种能够快速、准确测定土壤中多环芳烃的检测方法。     

液化天然气中轻烃分离工艺的优化设计

根据液化天然气(LNG)冷量的特性,按照冷量梯级利用的原则,设计了一种新的LNG轻烃分离流程,其特征在于轻烃分离过程不需要使用压缩机,能耗较低,而且可利用LNG的冷量将一部分分离完轻烃的甲烷再液化过冷并低压液相储存,使轻烃分离流程具有供气调峰功能,同时使分离获得的轻烃产品保持低压液相,方便产品的储运和销售.文中还以深圳项目进口的3.7×106t/a澳大利亚LNG为例,利用此流程进行轻烃分离的模拟计算.结果表明:相对现有工艺,新流程功耗降低47.3%,脱甲烷塔的热负荷降低27.3%,且能够将20%左右的甲烷低压储存用于供气调峰,经济效益明显;如将获得的C2 轻烃替代石脑油用于裂解制乙烯,可以降低乙烯装置的投资、生产能耗及成本.     

高效液相色谱法测定土壤中多环芳烃的研究

建立了加速溶剂萃取、凝胶色谱净化、高效液相色谱法测定土壤中16种多环芳烃的方法,16种多环芳烃组分的分离度较好,标准曲线满足实验要求,加标回收率在42.0%~81.0%之间,相对标准偏差在8.2%~18.2%之间,准确度和精密度较高。该方法前处理方式简单且能有效去除干扰物质,方法检出限低,能满足实际土壤样品的分析工作。     

耦合变压精馏分离甲醇-丙酸甲酯共沸体系的工艺模拟和优化

在丙酸甲酯和正丙醇酯交换法生产丙酸丙酯的过程中,反应精馏塔的塔顶会产生大量的丙酸甲酯和甲醇共沸物,可通过分离的手段使其中的丙酸甲酯循环使用。提出耦合变压精馏工艺,选用非随机（局部）双液体模型方程（NRTL）热力学模型,利用Aspen Plus V10.0对工艺流程进行模拟研究。以塔釜产品纯度为约束变量,高压塔塔釜能耗最低为优化目标,分别对理论板数、进料位置、回流比等参数进行优化,优化后的两塔最优工艺参数如下：常压塔理论板数31,回流比2.5,进料位置第9块塔板,循环物料进料位置第14块塔板;高压塔操作压力500 kPa,理论板数21,进料位置第13块塔板,回流比3.3。分离效果可达到甲醇质量分数99.95%,丙酸甲酯质量分数99.94%。与传统变压精馏相比,本文的耦合变压精馏可节省能耗48.8%。