萃取精馏隔壁塔分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系的模拟与优化

利用Aspen plus软件对乙酸乙酯-乙腈共沸物系采用萃取精馏方案进行模拟和全局经济优化。在此基础上,对该物系提出了萃取精馏隔壁塔三塔等价模型分离方案,并对该流程进行模拟和优化。结果表明:萃取精馏隔壁塔较传统萃取精馏塔在节约能耗和减少设备投资方面有明显的优势,萃取精馏隔壁塔方案比传统两塔萃取精馏方案在年度设备投资费用上节约22.1%,年度操作费上节约8.3%,年度总费用上节约13.1%。并且将塔底循环萃取剂与原料进行换热,进而进一步减少了能耗。这一研究将对工业分离乙酸乙酯-乙腈共沸混合物提供理论指导意义。

离子液体对乙腈-水共沸物系汽液平衡的影响

选择离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(Bmin[Cl])作为分离乙腈-水共沸物系的溶剂。在0.101MPa下测定了在离子液体Bmin[Cl]含量为10%、20%和30%时乙腈-水物系的汽液平衡数据。实验结果表明,离子液体Bmin[Cl]可以提高乙腈对水的相对挥发度,离子液体Bmin[Cl]含量在20%以上时可以消除乙腈-水物系的共沸点。离子液体Bmin[Cl]可以用作分离乙腈-水物系的萃取剂。用改进的Furter方程对数据进行了关联,得到了离子液体Bmin[Cl]对乙腈-水物系的盐效应参数。

离子液体对乙腈-水共沸物系的相平衡研究

相平衡的研究在化学工业的实际生产过程中发挥着巨大的作用,本文对离子液体相关概念,典型性质进行了相关阐述,分析了乙腈在化学工业中使用的现状,通过离子液体对乙腈-水共沸物系相平衡试验的研究得出共沸体系相平衡的相关数据。

乙醇-乙腈共沸物系分离方法的研究

本文应用化工过程模拟软件Aspen Plus对乙醇-乙腈共沸物系的物性方法和分离方法的选择进行了研究。根据误差分析筛选出最优的热力学模型。通过相对挥发度数据和不同压力下共沸组成的分析,论证萃取精馏和变压精馏的可行性。

变压精馏分离乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯体系的设计与控制

聚丙烯醇的生产过程会产生乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯共沸混合物,如果不及时处理,必然会造成环境污染和资源浪费。本文采用变压精馏的方式,针对乙酸甲酯-甲醇-乙酸乙酯体系设计了两种产品顺序不同的变压精馏分离序列,并采用遗传算法以年度总费用最小为目标,对两种分离序列进行优化设计以获得最优的设计参数。优化结果表明,两种变压精馏分离方案的设备投资费用分别为5.6×10^(5)USD/a和5.7×10^(5)USD/a,能耗费用分别为8.8×10^(5)USD/a和1.0×10^(6)USD/a。此外,对具有经济优势的变压精馏分离方案进行了控制结构的构建,使该过程在面对进料流量扰动和进料组分扰动时仍能维持稳定,稳定之后的三种产品纯度仍能维持在设定值附近。

乙二醇独乙醚-甲基异丁基酮-水三元非均相共沸物系分离过程

通过塔釜剩余曲线图、蒸馏边界线、液-液相平衡线等曲线,对乙二醇独乙醚-甲基异丁基酮-水三元非均相共沸物系进行理论分析,确定该物系分离需要共沸精馏、冷凝分相、油相部分回流、重组分回收、轻组分回收等5步工艺。通过流程设计、模拟计算、实验验证等研究,得到质量分数为99.24%甲基异丁基酮,质量分数为99.17%的乙二醇独乙醚和质量分数为98.52%的水。实验结果与模拟结果高度吻合,确定此分离工艺具有良好的工业前景。

离子液体萃取精馏分离苯-环己烷物系

在0.101 MPa 下,测定了不同离子液体对苯-环己烷物系相对挥发度的影响,研究了萃取剂比(萃取剂与原料液的体积比)对物系相对挥发度的影响以及离子液体加入速率和回流比对萃取精馏的影响,按实验确定的最佳工艺条件进行了重复实验。实验结果表明,离子液体作为萃取剂可以消除苯-环己烷物系的共沸点,提高苯-环己烷物系的相对挥发度。采用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为萃取剂,在萃取剂比为0.6、离子液体加入速率为6 mL/min、回流比为2.5的条件下,可得到纯度大于98.0%的环己烷。采用闪蒸的方法分离塔釜液,可回收苯和离子液体。

基于ASPEN PLUS模拟变压精馏分离乙腈-异丙醇

乙腈-异丙醇在不同压力下形成的共沸物系,其组成也不同。故从理论上讲,利用变压精馏分离该共沸物系是可行的。本课题基于化工模拟软件Aspen Plus,对变压工艺流程做了计算模拟,在对高压塔的进料位置、回流比和理论板数做出一定的分析后,得出了影响分离效果的因素,并对此进行优化,最终得到最佳的工艺参数,并拟将模拟计算后的结果作为实际生产指导。第一步模拟变压精馏分离乙腈-异丙醇,第二步对第一步得到的各参数进行优化,优化后得到的最佳工艺参数是:第一个加压塔的理论塔板数是22,进料位置为第6块板,回流比是2︰1;第二个常压塔的理论塔板数是15块,第4块板是它的进料位置,回流比为2︰1。在此参数的基础上模拟,最终得到的两种产品纯度均可以达到99.90%,符合预定的目标。同时,这种条件下分离该共沸物也可以减轻各设备的载荷,更好的延长设备的使用寿命,具有一定的经济性。

乙醇脱水3种膜-蒸馏耦合工艺

膜-蒸馏耦合分离工艺是最近二十年兴起的一种节能工艺,特别是随着生物能源燃料乙醇的发展而大力发展。该工艺适合于分离乙醇-水的共沸物,不需要添加任何共沸剂、萃取剂等夹带剂,具有操作费用低和节能的特点。本文针对文献报道中出现的3种分离乙醇-水共沸物系的膜-蒸馏耦合工艺进行比较研究,以质量浓度为8.0%的生物发酵乙醇分离到10万吨/年99.8%的燃料乙醇为例,从操作压力、分离能力、投资费用、操作费用等多方面因素进行分析比较,说明各分离工艺的优劣。

变压精馏分离2-丁酮和水的工艺研究

为有效分离2-丁酮与水的共沸物系,对变压精馏分离2-丁酮与水的工艺开展了可行性研究。采用化工模拟计算软件,对流量为1000 kg/h的2-丁酮与水的共沸组成物料进行计算和模拟,采用变压精馏高压塔-常压塔两塔连用的方式,有效分离2-丁酮与水的共沸组成,得到高品质的2-丁酮产品,其质量分数可达99.90%以上,废水中2-丁酮含量低于0.01%。最后得到高压塔T1理论塔板数为15块,回流比为0.5,原料进料位置为第7块塔板,操作压力为1.0 MPa,2-丁酮产品单次收率为50.06%;得到精馏塔T2理论塔板数为18块,回流比为1.0,原料进料位置为第9块塔板,操作压力为常压。