丙烯醛脱水萃取精馏工艺的模拟与优化

以二甲基亚砜（DMSO）作为萃取剂,选用UNIQUAC热力学模型对丙烯醛精馏脱水工艺进行模拟研究与优化。利用Aspen plusV9.0流程模拟软件进行模拟计算,基于全年总费用（TAC）最低原则,采用迭代优化法分别对萃取精馏塔（T-101）、溶剂回收塔（T-102）的理论板数（N_T）、进料位置（N_F）、回流比（R）等参数进行了优化,最终模拟结果为：萃取精馏塔总理论塔板数30,进料位置第25块理论板,回流比0.249,萃取剂进料位置第4块理论板,溶剂比0.183;溶剂回收塔的理论塔板数22,回流比0.232,进料位置第11块理论板;通过优化得到TAC最低为340万元/a。本文的模拟结果可以为丙烯醛脱水工艺的设计提供理论参考。     

食用级醋酸异丁酯精制工艺模拟与优化

采用AspenPlus流程模拟软件,以1,3–丁二醇为溶剂,通过对三元剩余曲线特征的分析,建立双塔萃取精馏醋酸异丁酯精制工艺流程.考察理论板数、溶剂进料位置、原料进料位置、溶剂比和回流比对分离效果的影响.模拟结果表明:在满足产品醋酸异丁酯纯度达到99.9%,以上的条件下,优化工艺条件为萃取精馏塔理论板数50块、溶剂进料位置第8块板、原进料位置第36块板、溶剂比2.4、回流比2.6;溶剂回收塔理论板数10块、进料位置为第5块板、回流比0.7.在此工艺条件下,产品醋酸异丁酯纯度达到0.999,5(质量分数),回收率99.95%,单位产品热负荷32.509,GJ/t.     

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。     

正、反向萃取精馏分离丙酮-甲醇体系的模拟研究

选择水、氯苯作为正、反向萃取剂来分离丙酮-甲醇共沸物系，规定原料液进料流率为540 kmol/h，进料温度为320 K，各塔的操作压力均为101.325 kPa，通过Aspen Plus进行流程模拟，得到摩尔分数为99.5%的产品。以最小全年总费用（TAC）为目标、序贯迭代搜索法为优化方法对不同萃取剂下的各塔进行灵敏度分析，规定塔顶轻组分摩尔分数为99.5%、摩尔回收率为99.99%，得到的优化结果显示：正向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为76块、64块和45块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、14块；反向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为52块、40块和24块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、7块。通过TAC计算表算出两种萃取剂下工艺流程所需的经济费用，结果为正向萃取流程费用26 658 942.69元/a，反向萃取流程费用25 466 172.02元/a。     

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。     

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。     

萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇的计算机模拟及工业应用

利用化工模拟软件Aspen Plus 7.3对萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇共沸物流程进行模拟和优化,对塔板数、回流比、进料位置、萃取剂流率和温度等操作参数进行灵敏度分析。模拟优化得到萃取精馏塔的设计参数为：塔板数31,回流比0.27,萃取剂进料位置第2块塔板,萃取剂流率21932kg/h,混合物进料位置第22块塔板,塔顶采出量18477kg/h。溶剂回收塔的设计参数为：塔板数24,回流比1.80,进料位置第19块塔板,塔顶采出量12626kg/h。在此基础上,对优化前后能耗进行对比,节省循环水、蒸汽和萃取剂用量分别为285。9万t/a、3.2万t/a和4.4万t/a,每年共带来经济效     

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%。     

煤制乙二醇副产物杂醇油回收工艺的模拟研究

利用Aspen Plus流程模拟软件对煤制乙二醇副产物杂醇油回收工艺进行模拟研究,选用非随机双液体（NRTL）热力学方法对煤制乙二醇副产物杂醇油回收工艺进行了模拟计算,应用灵敏度分析工具分别对甲醇回收塔（T-101）、萃取精馏塔（T-102）、乙二醇回收塔（T-103）的理论板数、进料位置、回流比等参数进行了优化,优化后的参数为：甲醇回收塔塔板数50,回流比3.6,进料位置第20块塔板;萃取精馏塔的塔板数25,回流比2.3,进料位置第14块塔板;乙二醇回收塔的塔板数9,回流比0.24,进料位置第7块塔板。经济效益分析表明,年处理2.4万t杂醇油可为企业带来每年约894.87万元的收益,显著提高企业的市场竞争力。     

丙酮-氯仿混合物萃取精馏分离过程模拟

为增大关键组分的相对挥发度以有利于分离,用苯作为溶剂对流量为78.788 88 kmol/h的丙酮-氯仿混合物进行萃取精馏过程的模拟计算。精馏流程采用两塔结构,即萃取精馏塔和溶剂回收塔,前者塔顶馏出产物为丙酮,塔底产物为氯仿、苯和微量丙酮的混合物;后者塔顶馏出产物为氯仿,塔底为溶剂苯和少量氯仿,此塔底产物作为回流与补充溶剂合并返回萃取精馏塔。萃取精馏塔总共65块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),补充溶剂(0.410 76kmol/h)和新鲜进料合并从萃取塔第30块理论板加入(从上往下数),回流比为10,塔顶产物42.84kmol/h;溶剂回收塔共有70块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),进料位置为第30块,回流比为15,塔顶产物与进料流量比设为0.11。模拟计算结果收敛,结果萃取精馏塔顶产物中丙酮纯度为99.95%,溶剂回收塔顶氯仿含量达到97.87%。     

共沸精馏分离富含丁烯醛废液体系的Aspen模拟与优化

设计了一种用于处理富含丁烯醛废液体系的新工艺,并应用Aspen Plus软件对该工艺的理论塔板数、回流比、采出率、进料位置等工艺参数进行灵敏度优化与正交试验分析。最终优化后的模拟结果为：脱轻塔的塔板数N₁=31,塔釜采出率B₁/F₁=0.867 5,塔顶油层回流比R₁=23.50,进料位置N_F,1=10,进料温度T_F,1=60 ℃;脱重塔的塔板数N₂=40,回流比R₂=4.0,塔顶采出率D₂/F₂=0.942,进料位置N_F,2=15。经济效益分析的结果表明本工艺具有良好的经济与环境效益。     

多元共沸物系中乙醇脱除的工艺模拟研究

用ASPEN PLUS模拟软件对乙酸乙酯－乙醇－水恒沸物萃取馏进行了模拟计算，通过考察塔板数、进料位置、溶剂量、回流比、塔顶出料等参数对萃取精馏的影响，得到了最佳工艺操作条件，为工业应用提供了基础研究。     

基于TAC方法分析离子液体萃取催化乙酸甲酯和丁醇转酯反应

基于年总成本（TAC）分析方法，对离子液体萃取催化乙酸甲酯和丁醇转酯反应的工艺流程进行了模拟。以年总成本最低为目标，探索了经济最优时的精馏塔压力、精馏塔塔板数和进料位置。结果表明，当反应精馏塔的压力为80.8kPa、塔板数为37、丁醇和乙酸甲酯分别从第10块和第35块塔板进料时，年总成本最低。采用新设计工艺可节约成本24.4%，而甲醇和乙酸丁酯的产品纯度仍然保持在97.4%和99.6%以上，为实际反应工艺的节能优化提供了有价值的理论依据。