导向筛板-导向浮阀塔板性能的实验研究

采用空气-水-氧气物系,在内径为Φ600 mm,塔板间距为350 mm的冷模精馏塔内,分别研究了带有14个浮阀的FGS-VT-14塔板和带有8个浮阀的FGS-VT-8塔板的流体力学与传质性能。根据实验数据,回归得到了FGS-VT-14塔板的干板压降和湿板压降关联式分别为Δp d=ξu2hρg/2和Δp w=a1Fn h Lm w。实验结果表明,与FGS-VT-8相比,FGS-VT-14的干板压降降低3%、湿板压降降低16%(浮阀升起后)、漏液降低90%、雾沫夹带升高55%、塔板效率增大12%,具有更好的综合性能;与导向筛板相比,FGS-VT-14塔板的操作性提高了10%～20%、塔板效率提高了7%、湿板压降降低了8%(浮阀升起后)。     

甲醇水物系精馏的模拟优化及BH型填料在技术改造中的应用

针对聚乙烯醇生产过程中,回收三塔(甲醇精馏塔)存在的回流比高、甲醇物料浪费、能耗大的问题,采用NRTL热力学模型,使用化工过程模拟软件对回收三塔内甲醇-水体系进行计算模拟与分析,并在此基础上完成优化方案。并且通过性能对比,将BH型高效填料应用于工业甲醇精馏塔的技术改造中。结果表明,改造后塔顶甲醇质量分数实际提高到99.99%,塔底甲醇质量分数降低到0.001%,回流比由2降低到1.2,理论塔板数为65块。技改后生产能力是原来的近两倍,明显提高了分离效率与最终甲醇产品质量,大大减少了化工生产能量消耗,降低了环境污染。     

新型丝网波纹填料的流体力学特性研究

对北京化工大学设计的BHS-Ⅳ新型丝网波纹填料进行了流体力学性能研究。应用空气-水系统，在500mm的有机玻璃塔中进行实验。测定了此填料在不同气液负荷下的填料压降和不同喷淋密度下的液泛点，并回归出了干塔压降、湿塔压降和液泛点的关联式。获得了此新型填料的基础数据，为更合理的设计填料提供依据。     

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。     

4-二甲氨基吡啶在7种有机溶剂中的溶解度关联与热力学分析

通过激光动态法测定了4-二甲氨基吡啶在乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯7种纯溶剂(278~323K下)中的溶解度数据,分别使用Apelblat方程、NRTL方程及Wilson方程3种热力学模型对目标体系的溶解度数据进行了关联,回归得到了相应的参数。比较3种模型的拟合结果发现,相对误差都不超过5%,其中Wilson方程的关联效果最好,相对误差不超过2.2%,DMAP在7种目标溶剂中的溶解度随体系温度的升高而增大。另外计算了4-二甲氨基吡啶在不同溶剂中热力学参数,其中溶解焓ΔHm和溶解熵ΔSm值均大于零,结果证明该溶解过程为吸热且不可逆。     

甲醇-苯-离子液体等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯与三种离子液体的三元物系的等压汽液平衡数据,即甲醇-苯-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4),甲醇-苯-1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4),甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)。实验结果表明,加入离子液体可以使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线,离子液体摩尔分数越大,偏离程度越大。[OMIM]BF4表现出明显的盐析效应,使甲醇对苯的相对挥发度发生改变,消除了甲醇—苯物系的共沸点。离子液体对甲醇的盐析效应顺序为：[OMIM]BF4 >[BMIM]BF4 >[EMIM]BF4。因此[OMIM]BF4 可以作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。     

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。     

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。     

高效导向筛板塔流体力学性能研究

在Φ600 mm冷模塔内,对高效导向筛板的流体力学性能进行了实验研究,测定了φ7 mm高效导向筛板的压降、漏液、雾沫夹带等流体力学性能参数,对实验数据进行了关联,得出计算塔板压降、漏液、雾沫夹带的公式,可供高效导向筛板设计与研究使用。     

氯乙烯精馏过程的ASPEN PLUS模拟分析

应用化工流程模拟软件ASPEN PLUS对聚氯乙烯生产工艺中氯乙烯精馏过程进行模拟。通过比较,选用NRTL方程来计算液相活度系数,所得模拟结果与实际生产值基本吻合。对低沸塔和高沸塔的操作变量进行了灵敏度分析,得到高低沸塔适宜进料位置、回流比和馏出比分别是8和2,0.5和0.8以及0.93和0.25。