基于Aspen酯交换法异丙醇生产工艺过程模拟与节能分析

基于NRTL-RK热力学方法,采用甲醇钠固体催化剂,使用Aspen Plus对酯交换法异丙醇生产工艺进行模拟及节能优化设计。以年产五万吨异丙醇项目为基础,综合考虑反应平衡、后续分离难度以及原料成本等因素,使用反应精馏塔作为异丙醇合成反应器,塔釜出料为99.99 wt%异丙醇。基于反应精馏塔塔顶流出物的热力学特点设计变压精馏系统,实现回收副产品醋酸甲酯与原料甲醇的目标。使用热泵精馏技术与双效精馏技术分别对反应精馏系统与变压精馏系统进行节能改造,装置分别节能为60.2%与43.9%,对换热网络能量进一步集成,最终能耗下降59.2%。

隔壁塔萃取精馏及共沸精馏分离异丙醇-水体系的模拟与优化

分别采用隔壁塔萃取精馏(EDWC)与隔壁塔共沸精馏(ADWC)工艺制取无水异丙醇(IPA),借助Aspen Plus模拟软件建立二塔等价模型,利用灵敏度分析对主塔进料位置、夹带剂用量、侧线采出位置、侧线采出量及回流比等参数进行优化,结合塔的设计规范,以此确定最佳工艺参数。模拟结果显示,与常规双塔工艺流程相比,在完成相同的分离要求下,EDWC工艺的冷凝器和再沸器热负荷分别降低32.38%,12.39%,设备费用和总年度费用分别节约29.34%,4.87%;ADWC工艺的冷凝器和再沸器热负荷分别降低29.57%,23.41%,设备费用和总年度费用分别节约16.87%,22.41%。ADWC用于制取无水IPA在节能降耗及节约设备成本方面表现出明显的优势。

离子液体+正己烷+异丙醇液液相平衡数据的测定及关联

通过COSMO-RS模型筛选出1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐([EMIM][TFA])、1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺盐([EMIM][DCA])、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM][DEP])三种离子液体作为萃取剂分离正己烷-异丙醇体系。在303.15 K、101.3 kPa下,测定正己烷+异丙醇+[EMIM][DCA]/[EMIM][TFA]/[EMIM][DEP]的三元液液相平衡实验数据,通过计算得出选择性与分配系数,分析离子液体各自的分离性能。通过Othmer-Tobias,Bachman,Hand方程对实验数据进行一致性检验。采用Aspen Plus v11流程模拟软件中NRTL模型进行数据关联拟合,获得均方根偏差(RMSD)和二元交互作用参数。模拟结果表明,选择性与分配系数均大于1,说明三种离子液体均可作为萃取剂;方程的回归系数均大于0.95,说明实验数据可靠;得到RMSD均小于3%,说明模拟计算数据能较好地关联实验数据。

间歇式水热合成制备丝光沸石膜及其异丙醇脱水应用

采用市售廉价大孔α-Al_(2)O_(3)管作为基质材料,通过热浸渍法在管外表面涂敷晶种,随后在无模板剂体系下,利用新型的间歇式水热合成法制备丝光沸石膜。对比了传统加热和间歇式加热对丝光沸石膜形貌、结构及渗透蒸发异丙醇脱水分离性能的差异。考察了合成液中Na_(2)O/SiO_(2)、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)和NaF/SiO_(2)物质的量之比在间歇式水热合成下对丝光沸石膜的影响。研究结果表明,当合成液中Na_(2)O/SiO_(2)、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)和NaF/SiO_(2)物质的量之比分别为0.24、16.7和0.25时,制备的丝光沸石膜渗透蒸发异丙醇脱水分离性能最佳,在75℃下,对异丙醇/水(9:1,w/w)的渗透通量达5.60 kg·m^(-2)·h^(-1),水对异丙醇的分离因数大于10000。

基于异丙醇溶剂热合成四方相BaTiO_(3)工艺探索及机理研究

以Ba(OH)_(2)·8H_(2)O和Ti(OC_(4)H_(9))_(4)为原料、异丙醇(IPA)为溶剂,通过溶剂热法合成富四方相纳米钛酸钡(BTO)粉体,研究了钡钛比、体系pH值、溶剂热温度及时间等因素对制备高四方性纳米BTO粉体的影响,利用X射线衍射和扫描电镜等表征方法研究了IPA在溶剂热制备BTO过程中的作用机理。结果表明,溶剂热工艺合成过程中,IPA会优先提供一定的—OH以促进Ti(OC_(4)H_(9))_(4)的水解,生成TiO_(6)八面体并与Ba^(2+)连接。在低碱度环境中,经相转变、小颗粒溶解与重结晶等过程逐步转变为形貌规整的四方相BTO。钡钛比1.6、体系pH值10、溶剂热温度220℃、时间24 h、煅烧温度950℃、煅烧时间2 h时制备的富四方相纳米BTO粉体分散均匀、形貌规整,呈四方形或近四方形,c/a值达1.009 4,平均粒径为124 nm。

基于Aspen Plus的异丙醇脱水共沸精馏模拟与优化

通过Aspen Plus模拟计算,从苯、环己烷、二异丙醚三种共沸剂中选定环己烷作为异丙醇脱水的共沸剂进行精馏除水。使用Aspen Plus灵敏度分析功能对异丙醇-水-环己烷三元共沸体系的共沸精馏塔和提纯塔进行工艺优化,共沸精馏塔最佳工艺参数为理论板数22块、第10块理论板进料、常压操作,提纯塔最佳工艺参数为理论板数10块、塔顶采出量10 kmol/h、常压操作。基于共沸精馏塔、提纯塔最佳工艺条件进行全流程模拟计算,结果为共沸精馏塔塔底异丙醇产品摩尔纯度99.72%、摩尔流量24.85 kmol/h;提纯塔塔底产品水摩尔纯度99.71%、摩尔流量55.65 kmol/h;系统共沸剂补加量0.0336 kmol/h。

年产3.7万吨异丙醇项目的异丙醇精馏塔模拟优化

运用Aspen Plus软件,对拟建年产3.7万吨丙烯水合制异丙醇项目中异丙醇精馏塔进行模拟优化。通过比较板式塔和填料塔的异丙醇精馏模拟分析,确定采用填料塔装置,填料塔的理论塔板数34块,总填料高度17 m,回流比为10,选用二甘醇作为萃取剂。精馏塔模拟结果经Aspen Plus V11中的Column Internals进行塔盘结构设计,并进行塔的水力学校核,表明该精馏塔对异丙醇的精馏有较好的效益,得到的异丙醇质量分数为99.9%。

二乙醇单异丙醇胺合成工艺探析

在我国科技发展过程中,人们逐渐意识到绿色环保材料的应用,而二乙醇单异丙醇胺作为一种稳定的合成材料,具有广泛的应用效果。本文在试验过程中主要以环氧乙烷、环氧丙烷、一异丙醇胺以及二乙醇胺为试验原料制作二乙醇单异丙醇胺,之后通过不同因素对二乙醇单异丙醇胺纯度和制作效率的影响,寻找最佳的合成工艺条件。根据试验结果可知,在二乙醇单异丙醇胺合成过程中,胺烷比在1:1时二乙醇单异丙醇胺的合成效率最高,而合成时间控制在80min、合成温度在50℃时二乙醇单异丙醇胺的纯度能够在90%以上,符合市场应用标准,并且试验产生的副产物较少,通过对处理工艺进行优化之后能够更加方便的获取满足使用需求的DEIPA。

丙酮加氢年产10万t异丙醇流程模拟及优化

提出年产10万t异丙醇的生产项目的工艺流程及工艺条件.采用AspenPlus软件对整个流程进行模拟,并通过对各塔的进料位置、回流比、理论板数、产能等操作参数进行优化,以确定最佳工艺条件.采用AspenEDR换热网络设计搭建换热网络,经调节优化后,总能耗可减少12.7%.模拟结果表明,异丙醇年产量为10万t,产品纯度为99.9%.此工艺副反应少,工艺简单,设备投资少,反应条件温和,能耗低,丙酮转化率高,具有良好的经济效益和环境效益,可为丙酮加氢法制备异丙醇提供理论指导.

热泵及热集成萃取精馏分离异丙醇-水的流程设计与比较

以乙二醇为萃取剂分离异丙醇和水的混合物。为降低能耗、节约成本和减少CO_(2)排放量,采用热泵和热集成技术强化萃取精馏过程。利用Aspen Plus软件,对常规萃取精馏、热泵萃取精馏和热集成-热泵萃取精馏等工艺进行了模拟和优化。从能耗、年度总费用(TAC)和CO_(2)排放量等方面对上述工艺进行了评价和比较。结果表明,在相同的设计基础和要求下,压缩机性能系数为10.19的热泵技术能显著降低能耗;与常规萃取精馏相比,热泵萃取精馏方案二节能效率为28%,可减少CO_(2)排放3.746×10^(6) kg/a,投资回收期为3 a时,TAC可节约0.72×10^(5) USD;充分利用循环萃取剂显热的热集成-热泵萃取精馏更具优势,节能效率达到了35%,可减少CO_(2)排放8.457×10^(6) kg/a,TAC降低了1.70×10^(5) USD,具有显著的环境效益和经济效益。

完全热集成变压精馏分离异丙醇-二异丙醚共沸物的优化设计与控制

高纯度异丙醇被广泛用作电子清洁剂与溶剂。异丙醇生产中,异丙醇与副产物二异丙醚形成共沸物,普通精馏无法有效分离,可采用完全热集成变压精馏工艺进行分离。利用Aspen Plus流程模拟软件,首先以高压塔再沸器热负荷最低为目标,对工艺进行局部优化;然后以年度总费用(TAC)最低为目标,采用序贯迭代法,对工艺进行全局优化。结果表明,优化设计极大地节约了能量,年度总费用降至416567 USD/a、高压塔塔板数减少为21块、设备费用降至536094 USD、完全热集成负荷达到751.71 kW。利用Aspen Plus Dynamics软件,采用压力补偿控温策略与组成-温度串级控制,建立了动态控制结构,在进料流量与进料组成发生±20%扰动时,仍表现出较好控制效果。

TiO_(2)/g-C3N4水吸收耦合光催化降解异丙醇废气

异丙醇作为一种典型的挥发性有机化合物释放到大气中,会对环境和人体健康造成危害,水相吸收和光催化耦合可以实现异丙醇废气的有效治理。本研究以TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)为催化剂材料,考察了其在气液固三相体系中光催化降解异丙醇的性能。发现将TiO_(2)与g-C_(3)N_(4)复合后,可见光诱导的异丙醇的光催化降解率显著提高,其中负载量为质量分数40%-TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)在可见光照射70 min时得到了29.3%的最佳降解性能,分别比单一的TiO_(2)和g-C_(3)N_(4)的光催化性能高4.24倍和1.9倍。在水吸收耦合光催化剂降解连续净化异丙醇废气中,40%-TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)在可见光光照180 min时对异丙醇废气的净化率达到61.7%,较纯水提高了10.6%。经过5个周期的实验,净化率保持在60%以上,表明化学稳定性良好。

基于计算机模拟的丙酮加氢生产异丙醇工艺节能改造方案研究

借助Aspen Plus流程模拟软件,基于某厂现有丙酮加氢生产异丙醇装置,以节能降耗为优化目标,重点对异丙醇分离精制部分进行改造方案的研究与讨论,提出了双效精馏、塔间热泵精馏、双塔联合热泵方案、双塔+脱轻塔热耦合方案,以及隔壁塔精馏5种改造方案,并分别进行了工艺模拟计算与优化,分析对比了上述各改造方案的特点,探讨了工艺系统能耗与产品质量之间的关系,为该工艺系统改造方案的研究进行了有益探讨。综合模拟计算结果分析表明,在这些方案中,双塔联合热泵方案在节能方面表现最佳,隔壁塔方案设备最少,双塔+脱轻塔热耦合方案在产品结构的调整方面最为灵活。

电催化还原CO_(2)制异丙醇研究进展

阐述了当前应用最广泛的碳捕集与封存(CCS)技术,对比分析了几种CO_(2)捕集技术的优缺点,介绍了燃烧后捕集技术中的固体吸附剂活性炭(ACs)。综述了电催化还原CO_(2)生成异丙醇催化剂的选择以及电化学实验中的反应路径,电催化还原技术因可以闭合CO_(2)捕获和利用之间的循环,被视为是一种环境可持续的选择。最后,总结并展望了CCS技术和电催化还原CO_(2)技术的发展前景以及亟待解决的问题。

基于α-Al_(2)O_(3)载体管的新型MXene膜异丙醇脱水性能

二维过渡金属碳(氮)化合物MXene(Ti_(3)C_(2)T_(x))因其亲水性且层间距可调在膜分离领域得到了广泛关注,但层流状MXene膜易从基底上剥离,因而选取合适的基底材料并增加MXene膜与基底材料的黏附性是其工业应用的关键。以大孔α-Al_(2)O_(3)陶瓷管为载体,采用α-Al_(2)O_(3)颗粒和SiO_(2)-ZrO_(2)溶胶对其进行修饰,通过自交联反应制备得到MXene渗透汽化分离膜材料。探究了Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米片负载量、异丙醇浓度、运行温度对MXene膜在异丙醇/水体系中渗透汽化分离性能的影响。结果表明:MXene纳米片形成的层状结构有利于阻隔大直径的异丙醇分子通过层间孔道,当MXene纳米片负载量为1.97mg/cm^(2)时,MXene膜在55℃对质量分数为90%的异丙醇/水溶液表现出较高的脱水性能,其渗透侧含水率为95.51%,通量可达485.13g/(m^(2)·h)。基于大孔α-Al_(2)O_(3)载体管的新型MXene膜结构稳定,分离性能良好,在渗透汽化有机溶剂脱水方面具有广阔的应用前景。

异丙醇作基体改进剂-石墨炉原子吸收光谱法测定饮用水中铝的含量

铝是一种在自然界分布广泛且具有慢性蓄积性的低毒金属,可引起人体中枢神经功能紊乱,使人记忆力减退,严重时甚至造成痴呆[1-2]。随着工业化进程的加快,环境污染日趋严重,尤其是酸雨造成大范围土壤中铝溶出,这些铝会深入地下水,从而污染饮用水[3]。

异丙醇铝添加量对FeNiMo@Al_(2)O_(3)软磁复合材料微结构和磁性能的影响

采用溶胶-凝胶法在FeNiMo磁粉表面包覆一层Al_(2)O_(3)绝缘层,通过调控异丙醇铝添加量实现Al_(2)O_(3)绝缘层包覆厚度的控制。扫描电子显微镜和能谱分析表明Al_(2)O_(3)绝缘包覆层的厚度随着异丙醇铝添加量的增加而增大,当异丙醇铝添加量为5 g时,Al_(2)O_(3)绝缘包覆层表面最为均匀完整。磁性能分析表明,FeNiMo@Al_(2)O_(3)软磁复合材料的有效磁导率随着频率的增高而下降,且Al_(2)O_(3)绝缘层越厚起始磁导率越低。交流测量仪测得的损耗表明FeNiMo@Al_(2)O_(3)软磁复合材料的损耗随着绝缘包覆层的厚度增大而降低。

异丙醇铝水解制备高纯氧化铝

采取异丙醇铝水解制备高纯氧化铝,实验较环保,且异丙醇能重复利用,降低了生产成本。对合成后的异丙醇铝进行检测,硅的含量很高,添加氧化镧后,异丙醇铝的纯度提高,且不改变异丙醇铝的性质,易产物分离。研究表明,异丙醇铝水解实验表明最佳水解条件为55℃时水解3~5 h;产物粉体中的水分在1200℃保温4 h时已全部蒸发,且当粉体煅烧温度的升高时,粉体比表面积和平均粒度也减小;可以利用Ca、Na、Mg去除杂质,提高氧化铝的纯度。

丙烯水合制备异丙醇专利技术综述

文章对丙烯水合制备异丙醇的技术进行专利检索、标引、分析,对其全球专利申请趋势、重要申请人以及制备方法进行阐述,有助于相关企业在该领域提出技术研发思路和专利布局。

高纯异丙醇关键分析技术的建立和应用

目前高纯异丙醇已广泛应用在精密电子、半导体等行业。随着相关行业技术的发展,对高纯异丙醇的纯度提出了更高的要求。文章利用气相色谱仪探究高纯异丙醇最佳检测方法,结果表明异丙醇含量的最佳分析方法为:色谱柱初始温度为50℃,最终温度为200℃,中间升温速率为10℃/min,气化室温度为150℃,检测室温度为200℃,检测的分流比1∶100,色谱柱流量为1 mL/min,样品的进样量为0.5μL。