基于微通道低温精馏技术的丙烯/丙烷混合物分离CFD模拟

针对相对挥发度低、难以分离的混合物的低温精馏分离过程,建立了一套基于微通道精馏(MCD)的CFD模型并开展了深入的模拟研究。通过多物理场耦合,实现了对丙烯/丙烷两相流在微通道精馏设备内部相变传热和精馏传质过程的模拟。基于麦克斯韦-史蒂芬扩散模型,对不同温度、摩尔浓度条件下混合物的传质系数进行模拟计算。模拟结果显示经过3.8 mm的微通道精馏设备,可在170 kPa条件下对冷端235 K、热端239 K的液态丙烯/丙烷混合物进行高效分离,将产品丙烷的浓度由1%提升至2.1%。对模拟结果进行了优化分析,得到了结构、流场和温度对精馏传质效率的影响。研究成果对微通道低温精馏系统的精馏效率提高具有指导意义。

基于动态数据的复杂分离过程控制研究

以分离异丙醇-水混合物的热泵辅助共沸精馏构型为研究对象,基于动态过程数据,构建复杂网络拓扑结构,在UCINET软件中构建有向网络关联模型,计算系统中心特性值。通过逼近理想解排序法(TOPSIS)对网络节点进行综合评估,获取不同变量的重要性指数,并利用动态模拟软件评估了改进系统的控制性能,研究结果可为新工艺全流程控制提供技术支持。

基于复杂网络分析方法的全流程控制研究

选取制备乙酸仲丁酯的全流程工艺作为考察对象,将全流程工艺导入到动态模拟平台,基于过程实时数据,在UCINET软件中构建有向网络关联模型,计算系统中心特性值。通过逼近理想解排序法(TOPSIS)对网络节点进行综合评估,获取不同变量的重要性指数,并利用动态模拟软件评估了改进系统的控制性能,结果可作为开发全厂控制方案的指导依据,为新工艺全流程控制提供技术支持。

CDM催化精馏模块在MTBE技术中降低MSBE含量的工业应用

CDM催化精馏模块具有优异的“催化反应”和“组分分离”双重功能,可应用于甲基叔丁基醚(MTBE)、轻汽油醚化、甲缩醛及叔丁醇脱水、汽油加氢脱硫、聚甲氧基二甲醚和马来酸二甲(乙)酯等工艺。主要介绍CDM催化精馏模块产品特点,甲基仲丁基醚(MSBE)产生原因、解决方法和催化精馏模块在降低MTBE产品中MSBE含量的工业应用情况。

基于Aspen Plus的加氢C5精馏模拟优化

精馏塔作为直接影响化工产品合格率的设备,其各项参数的严格模拟及灵敏度分析一直是工艺设计的重要组成部分。以某石化加氢装置生产符合戊烷发泡剂质量要求的C5馏分油的实际案例为例,通过AspenPlus软件中RadFrca精馏塔严格计算模块优化C5精馏塔的各项参数,最终选择出经济高效的工艺方案。

加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物

用改进的O thm er汽液平衡釜测定了0.101 3M Pa下醋酸甲酯-甲醇体系在萃取剂和盐存在下的相对挥发度,测定了全浓度范围的汽液平衡数据,并进行了加盐萃取精馏工艺的实验。结果表明,水作为萃取剂,加入醋酸钾,可提高醋酸甲酯-甲醇体系的相对挥发度,加盐萃取精馏比普通的萃取精馏有优势,当溶剂体积比为1∶1时,萃取精馏塔塔顶采出的醋酸甲酯的质量分数可达到99%以上,萃取剂回收率达98%,盐可以全部回收。

超临界CO_2萃取-精馏小米糠油

采用超临界CO2萃取-精馏技术从小米细糠中提取小米糠油。研究萃取压力、萃取温度、萃取时间、CO2流量对出油率的影响,以及压力、温度对精馏的影响。结果表明:在萃取压力30MPa、萃取温度45℃、萃取时间2h、CO2流量50kg/h的萃取条件下小米糠粗油的出油率可达19.69%。在精馏柱压力10MPa、4个精馏柱温度分别为40、45、50、55℃条件下,对粗油进行精馏得到小米糠精油。通过检测,超临界萃取法提取的小米糠油含有较高的不饱和脂肪酸,尤其是含有高达67.8%的亚油酸,且各项理化指标均优于市售小米糠油。

反应精馏法制备高纯度醋酸甲酯

在中试反应精馏塔中以浓硫酸为催化剂进行了醋酸与甲醇反应制备醋酸甲酯的试验。反应精馏塔的精馏段为填料,反应段为立体催化精馏塔板,采用连续操作,考察了回流比、甲醇进料位置、停留时间、催化剂用量对反应精馏的影响。试验结果表明,当回流比为1.2、甲醇进料位置为第11～15块塔板、停留时间为2.2～2.5h、催化剂与醋酸的质量比为1.07∶100时,塔顶醋酸甲酯的质量分数达到99.50%以上,醋酸的转化率达到99.85%以上。

间歇精馏新型操作方式的研究进展

本文综述了国内外近年来间歇精馏新型操作方式的研究进展和发展方向 ,重点介绍了塔顶累积全回流操作、反向间歇精馏塔操作、中间贮罐以及多罐间歇精馏塔操作 ,阐述了这些新型操作方式的特点及应用前景。

低浓度丙烯和苯催化精馏合成异丙苯过程非平衡级模拟

对苯与低浓度丙烯合成异丙苯的催化精馏过程建立非平衡级模型。针对模拟过程难以收敛的特点，在计算的开始阶段引入了模式搜索法(Hook-Jeeves method)求解。通过对变量的取值范围进行一定的约束，可比牛顿型法适用较宽的初值范围。计算中根据所用催化精馏塔的特点，对方程进行了一定程度的简化。得到了催化精馏塔内的温度及液相组成分布。模拟结果与试验数据吻合较好，可以为工艺设计提供参考。

反应精馏过程的研究进展

反应精馏是化学反应和精馏过程耦合为一体的单元操作 ,已成为当今的重要研究领域。本文综述了反应精馏过程的模拟计算和设计方法 ,介绍了过程控制中的多定态问题 ,总结了反应精馏的工业应用情况 ,指出了研究中应注意的重要因素 。

乙酸异丙酯-异丙醇物系的热集成变压精馏分离模拟

采用Aspen软件及修正的Wilson模型模拟了压力对乙酸异丙酯-异丙醇物系共沸组成的影响,提出该物系基于热集成的变压精馏工艺。在此基础上,研究了系统能耗随变压精馏工艺两塔压力组合的变化趋势,优化了理论塔板数、进料位置、回流比等操作参数。模拟结果表明,高压塔操作压力为0.60 MPa、减压塔操作压力为0.02 MPa时,热集成系统能耗利用最合理。该压力条件下变压精馏工艺的最优理论塔板数为高压塔26块、减压塔38块;最优进料位置为高压塔第15块理论塔板、减压塔第10块理论塔板;基于热集成工艺的最优回流比为高压塔1.0,减压塔2.0。热集成变压精馏工艺可节能28.5%。

超重力连续精馏过程初探

在常压操作条件下,以乙醇-水为物系,通过正交实验,进行了超重力连续精馏的传质性能研究。考察了超重力因子(β)、原料流量(Q)、回流比(R)和气相动能因子(F)对超重力精馏装置传质性能的影响规律。正交实验数据处理结果表明:超重力装置的理论塔板数随超重力因子增加波动较大,随原料流量的增加而增大,随回流比的增大而变化不大,随气相动能因子的增大而降低;最佳操作条件为:超重力因子40、原料流量16 L/h、回流比1.2;在实验操作条件范围内,超重力装置的理论塔板高度在5.46~28.6 mm之间。传质模型与实验数据吻合较好。

反应精馏过程图解法设计策略研究

从反应精馏过程图解法设计的理论研究出发，探讨了反应空间、转换组成变量以及剩余曲线等应用范围和局限性; 通过分析反应精馏操作线方程的变化，提出了图解法设计反应精馏过程的策略：(1)用奇异点判断法结合实验数据可判定应用反应精馏过程的可行性；(2)借助反应空间可判断该过程能否在单塔中得到完全分离；(3)图解法设计的多种设计结果及相应对策。采用实例验证了该策略的可行性。

精对苯二甲酸生产中副产物醋酸甲酯催化精馏水解研究

在间歇搅拌釜反应器中考察了不同强酸性阳离子交换树脂催化醋酸甲酯水解效果的影响,选择Amberlyst 35型阳离子交换树脂为水解催化剂。建立了催化精馏实验装置,反应段采用捆扎包装填方式,考察了塔结构、进料水酯比、回流进料比和空速对催化精馏效果的影响。结果表明,催化精馏水解合适的条件为醋酸甲酯从反应段底部进料,水从反应段顶部进料,反应段6块理论板,提馏段5块理论板,空速0.36 h^(-1),进料水酯物质的量比5,回流进料体积比3,醋酸甲酯的水解率可以达到61.6%。使用Aspen Plus软件对醋酸甲酯催化精馏水解过程进行模拟,模拟值和实验值吻合较好。

高纯度醋酸甲酯精制新工艺

分析了现有醋酸甲酯精制工艺中存在的不足,提出了高纯度醋酸甲酯精制的新方案,采用盐效分离和精馏相结合的工艺来提纯醋酸甲酯,并对影响因素进行了讨论,得出了优化条件。此工艺得到的醋酸甲酯纯度可达到99.8%(质量分数)以上,能够满足工业需求。

萃取精馏及进展

萃取精馏是一种特殊精馏方法 ,适用于近沸点物系和共沸物的分离。萃取精馏按操作方式可分为连续萃取精馏和间歇萃取精馏 ,间歇萃取精馏是近年发展起来的新的萃取精馏方法。萃取精馏的关键是溶剂的选择 ,以往萃取精馏采用的溶剂是单一溶剂 ,近年来人们开始研究使用混合溶剂 。

低温精馏分离稳定同位素^(13)C的模拟优化研究

研究建立了1座采用一氧化碳低温精馏分离稳定同位素13C的试验装置,精馏塔填料层高17.5 m,其中,精馏段15 m,提馏段2.5 m,塔内径为45 mm。首先利用试验结果对计算机模拟手段进行验证,在此基础上,采用计算机模拟代替试验,进行试验装置操作条件的优化设计。综合分析了塔压、进料量、回流比、出料量、再沸器功率等对产品的影响,通过计算机模拟结合均匀试验设计的数字试验方法,实现了试验装置的优化设计。结果表明,在再沸器功率为250 W、塔压为54 kPa、回流比为84时,可达到已建试验装置的最优化操作。本研究所采用的计算机模拟结合试验设计手段可应用到13C的产业化设计以及推广至传统精馏过程的优化设计中。

间歇萃取精馏分离苯-环己烷

利用间歇萃取精馏分离技术,分别以N,N-二甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)和二者的混合物作为萃取剂,对苯、环己烷近沸点体系的分离进行了试验研究,考察了操作参数回流比和溶剂流率对分离效果的影响,结果表明:随着回流比和溶剂流率的增加,分离效果增强;三种萃取剂均能对苯和环己烷进行有效的分离,但分离效果不同,其中以DMF∶DMSO=3∶1(质量比)混合物作为萃取剂时效果最好,其次是DMF。试验结果得到的最佳分离条件是:萃取剂为DMF∶DMSO=3∶1混合物,溶剂流率为12.33 mL/min,回流比为4,其产品中环己烷摩尔分数可达86.98%以上,环己烷收率可达83.10%。

催化精馏合成醋酸甲酯的研究

以强酸型阳离子交换树脂为催化剂,在直径为40 mm的填料塔内对催化精馏合成醋酸甲酯进行了研究。实验塔的三段填料高度分别为810、270、450 mm,填料段之间放置直径为60 mm、高度为175 mm的2节催化剂床层,并在塔釜放置催化剂。采用连续操作,着重考察了醇酸进料摩尔比、醋酸进料位置、甲醇进料位置和回流比对催化精馏合成醋酸甲酯的影响。在选定实验条件下,塔顶醋酸甲酯的质量分数可达到98.43%,醋酸的转化率达到99.13%。