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。

正戊烷共沸精馏甲缩醛-甲醇分离过程模拟与优化

选择正戊烷为共沸剂,研究甲缩醛-甲醇体系的共沸精馏分离工艺。以三元相图为基础进行概念设计,确定了合适的共沸精馏分离流程。采用Aspen Plus模拟软件对该过程进行工艺模拟与优化,分析确定了优化的操作压力、操作温度和溶剂比等工艺操作条件,对比考察了精馏塔塔板数、进料位置、溶剂比等工艺参数对产品质量和能耗指标的影响。结果表明,采用正戊烷作为共沸剂的共沸精馏工艺,可高效地实现甲缩醛-甲醇混合物的分离,甲缩醛产品质量浓度可达99%,甲缩醛回收率不低于99.9%。与常规变压精馏工艺相比,共沸精馏工艺的能耗约可降低36%,具有较好的工业应用价值。

共沸精馏回收乙酸仲丁酯的工艺流程参数优化

设计了一种用于处理乙酸仲丁酯副产物回收工业级乙酸仲丁酯的新工艺,并应用Aspen软件对该工艺中共沸精馏塔的理论塔板数、回流比、共沸剂的量、进料位置及进料温度和甲醇回收塔的理论塔板数、回流比及进料位置等工艺参数进行灵敏度优化与分析。最终优化后的模拟结果为:共沸精馏塔处理负荷按2.4 t/h计时,其塔板数为54块,塔顶的回流比为10,共沸剂进料量为1.8 t/h,进料位置为第30块板,进料温度为40℃,塔釜乙酸仲丁酯纯度99.0%达到工业级;与乙酸仲丁酯共沸精馏塔配套负荷的甲醇回收塔,理论板数为24块,塔顶的回流比为8,原料液进料为第20块板,甲醇纯度达到96%以上,甲醇含水量小于0.15%,达到工业一等品质量要求。经济效益分析的结果表明本工艺具有良好的经济效益。

共沸精馏分离富含乙酸仲丁酯副产物体系的ASPEN模拟

为了分离乙酸仲丁酯副产物体系,研究了共沸精馏在乙酸仲丁酯-碳八烃物系中的应用。根据共沸剂的选取原则选定出甲醇作为共沸精馏分离乙酸仲丁酯-碳八烃混合物的共沸剂,使用ASPEN模拟软件模拟连续和间歇共沸精馏分离乙酸仲丁酯-碳八烃工艺流程,并通过间歇共沸精馏实验考察了所选共沸剂的分离效果。结果表明:使用甲醇作为共沸剂能成功的分离乙酸仲丁酯-碳八烃混合物;采用有62块理论板的填料塔,回流比为2.0,共沸剂甲醇与碳八烃的质量比为5∶4,塔釜异丙醇的质量分数达到99.6%。

共沸精馏提浓稀醋酸模拟研究

利用AspenPlus软件,在NRTL-HOC热力学条件下,以对二甲苯(PX,下同)为夹带剂,进行稀醋酸提浓的共沸精馏模拟。经过全流程优化计算,获得了共沸精馏模拟分离的最佳操作参数:塔底物质的量馏出比(塔底出料物质的量流量与原料液与夹带剂进料物质的量流量总和比,下同)为0.251,全塔40块理论板,稀醋酸从第23板进料,夹带剂从第2块板进料,较佳的物质的量回流比为4.4,较佳的进料比(夹带剂与稀醋酸进料质量流量比,下同)为0.8。在最佳操作参数下,共沸精馏分离出醋酸的质量浓度高达99.99%,水的质量浓度高达99.72%,该工艺中醋酸质量回收率高达99.82%,水的质量回收率高达99.98%,塔釜的热负荷为1852.86kW,满足分离要求。

共沸精馏技术研究及应用进展

本文综述了共沸精馏的特点、分类及共沸剂的选择。根据所形成的共沸物能否分离为不互溶的两个液相,共沸精馏分为均相共沸精馏和非均相共沸精馏。介绍了近些年共沸精馏技术的应用研究进展,并提出了非均相共沸精馏技术的优势及展望。

正丙醇脱水共沸精馏节能设计与动态控制

针对正丙醇脱水过程设计了减压共沸精馏(ADRP)与共沸精馏隔壁塔(ADWC)2种节能流程,分别从稳态优化与动态控制2个方面对ADRP和ADWC 2种流程进行研究.基于年度总费用(TAC)最低的稳态优化后可以得出,ADWC具有更优的节能效果,其TAC值低于ADRP约25.65%.动态控制研究中,ADRP可以对±20%进料组分波动进行有效控制,而ADWC只能有效控制±10%进料组分波动,且由于使用组成控制器串级方案,其回稳时间较长.结果表明,ADWC在节能方面具有较大优势,但动态控制结构较复杂且抗干扰能力有限是影响其广泛工业应用的重要问题.

隔板塔共沸精馏分离二氯甲烷-乙腈-水-硅醚体系

以二氯甲烷-乙腈-水-硅醚为分离体系,采用自制隔板塔小试装置,研究了共沸剂回流比和液相分配比等操作参数对隔板塔分离效果的影响。实验结果表明,当气相分配比Rv为0.5,共沸剂回流比为3时,液相分配比Rl在[0.12,0.2]范围内,隔板塔分离效果较好。在实验的基础上,采用Aspen Plus软件对隔板塔共沸精馏工艺进行模拟,考察了隔板塔共沸精馏工艺最佳操作区域及节能效果。模拟结果表明,特定分离要求下,隔板塔存在一个使再沸器热负荷最小的最佳操作区域,在此最佳操作区域内,Rl和Rv相互关联,呈一一对应关系;与三塔串联简单精馏工艺相比,完成相同的分离任务,隔板塔共沸精馏工艺再沸器节能32.74%,冷凝器热负荷减少33.70%,乙腈回收率由66.47%提高到96.01%,且大幅降低设备投资。

正己烷和乙酸乙酯间歇共沸精馏分离共沸剂的研究

正己烷和乙酸乙酯形成最低共沸物,采用间歇共沸精馏方法分离回收时,共沸剂的选择和用量直接影响实验效果。研究了正己烷-乙酸乙酯共沸物系间歇共沸精馏法分离适宜的共沸剂,并从理论上和实验中考察了共沸剂与原料适宜的配比。实验结果表明,丙酮为合适的共沸剂,当丙酮和正己烷的质量比为1.15时,正己烷和乙酸乙酯的收率最高,分别达75.15%和73.89%。通过实验绘制了正己烷-乙酸乙酯-丙酮三元物系的剩余曲线,确定了正己烷-乙酸乙酯共沸物系分离步骤:共沸精馏塔中馏出丙酮和正己烷的共沸物和高纯度的乙酸乙酯;萃取塔中用水萃取丙酮和正己烷的混合物得到较纯的正己烷;萃取后的丙酮水溶液由共沸剂精馏回收塔回收丙酮。

用共沸精馏隔壁塔生产无水乙醇的研究

提出1种单塔共沸精馏生产无水乙醇的新工艺流程,即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流程中的脱水塔及提浓塔。应用ASPEN PLUS模拟软件,对新工艺流程及常规共沸精馏流程进行了模拟,并对2种工艺流程作了对比,结果显示新工艺流程可以节省能耗28.2%,并能降低设备投资费用和操作费用。

非均相共沸精馏研究进展

非均相共沸精馏广泛应用于共沸物和近沸物的分离。文章介绍了非均相连续共沸精馏和非均相间歇共沸精馏关键技术的研究进展。对共沸精馏中的关键问题如共沸剂的选择做了详细论述和验证。利用残余曲线法对非均相共沸精馏的过程可行性进行了分析和讨论。

热耦合技术应用于共沸精馏系统的研究

以异丙醇脱水为例提出了一种热耦合共沸精馏序列的设计和优化方法,应用该方法可以将常规的双塔共沸精馏序列转化为热耦合共沸精馏序列并保证各操作参数的最优值。同时,利用Aspen Plus模拟软件,对异丙醇脱水的常规共沸精馏序列和热耦合共沸精馏序列进行了模拟分析。结果表明,热耦合共沸精馏序列不但提高了热力学效率、降低了能耗,并且能较大幅度地减少CO2排放量。

间歇塔釜回流共沸精馏塔的研究

在间歇塔釜回流共沸精馏塔中,以正己烷为共沸剂,对乙醇和水的共沸物进行分离实验。考察了操作时间、回流比、共沸剂用量等因素对塔釜中乙醇含量的影响,并与间歇塔顶回流共沸精馏塔的分离结果进行比较。实验结果表明,在其他操作条件相同、回流比大于3时,塔釜回流操作得到的乙醇纯度和收率均高于塔顶回流操作;在回流比5、加热功率1200W、塔釜乙醇的质量分数为99.73%时,与塔顶回流操作相比,塔釜回流操作共沸剂的用量减少了200mL,收率提高了18.92%,操作时间节省53min。

乙酸-水-乙酸正丁酯三相体系的热力学分析与共沸精馏过程模拟

乙酸水乙酸正丁酯体系的分离是汽液液三相共沸精馏过程,相分裂的判断和精馏塔算法的改进是进行该精馏过程模拟的两个主要问题.本文根据现有的基础数据给出了该体系的逸度和活度因子计算模型,然后讨论了Gibbs自由能的变化规律和热力学稳定性条件,给出了该体系相分裂判据,并得到了完整的相分裂区;最后,根据多相精馏的特点对现有的精馏塔算法进行了改进,对该三元非均相共沸精馏过程进行了数值模拟,所得沿塔温度和各组分浓度分布曲线与工业实测数据吻合.

共沸精馏法浓缩磷酸的研究

本文采用筛选出的辛烷作挟带剂，对共沸精馏法浓缩化学纯磷酸和二水物湿法磷酸进行了研究。浓缩后磷酸的Ｐ２Ｏ５浓度分别达到５７％和５０％左右。本法具有能耗低，Ｐ２Ｏ５损失少、腐蚀性小、不易结垢以及挟带剂可循环使用等特点。

共沸精馏分离乙醇-异丙醇

为了分离乙醇-异丙醇混合物,研究了共沸精馏在乙醇-异丙醇物系中的应用。根据共沸剂的选取原则选定出1-己烯作为共沸精馏分离乙醇-异丙醇混合物的共沸剂,使用ASPEN模拟软件模拟连续和间歇共沸精馏分离乙醇-异丙醇工艺流程,并通过间歇共沸精馏实验考察了所选共沸剂的分离效果。结果表明:使用1-己烯作为共沸剂能成功的分离乙醇-异丙醇混合物;采用有30块理论板的填料塔,回流比为25,共沸剂1-己烯与乙醇的质量比为4∶1,塔釜异丙醇的质量分数达到99.77%。

间歇共沸精馏分离乙二醇单甲醚-水物系

通过绘制乙二醇单甲醚-水-共沸剂的简捷剩余曲线,提出了以乙酸异丙酯作为间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚-水物系的共沸剂。然后完成剩余曲线数据的测定实验,根据实验数据绘制乙二醇单甲醚-水-乙酸异丙酯三元物系的剩余曲线图,确定了乙二醇单甲醚-水共沸物系的分离工艺。并通过实验研究了共沸剂加入量对乙二醇单甲醚回收率的影响,从而确定了适宜的共沸剂配比:当共沸剂与原料中水的质量比为2～2.5时,乙二醇单甲醚的一次性收率在90%以上。

萃取、共沸精馏技术联用回收废液中的醋酸

针对化工生产过程中产生的稀醋酸溶液难以回收高纯度醋酸的问题,首先采用乙酸乙酯和苯的混合溶剂萃取浓缩稀醋酸溶液;再通过精馏蒸出溶液中的萃取剂和部分水;最后采用乙酸丁酯作为挟带剂,用共沸精馏法分离得到醋酸。得到的醋酸质量分数达96.84%,回收率达84.97%。对工业化回收稀醋酸溶液中的醋酸有一定的实用价值。

共沸精馏分离醋酸-水模拟研究

通过Aspen P lus软件建立了对二甲苯(PX)、水、醋酸共沸精馏分离模型,采用Hayden-O’Connell关联式对气相逸度系数进行校正。讨论了PX加入量、回流比、进料位置等对共沸精馏过程的影响,得出适宜的PX加入量为m(PX)∶m(H2O)=2∶1,回流比为5,较佳的进料位置在精馏塔中部第20块塔板。

共沸精馏回收正丁醇的模拟与优化

以中性染料生产过程中产生的正丁醇-水混合液为研究对象,采用以原料水为夹带剂的自夹带共沸精馏法分离正丁醇-水体系的工艺流程。并采用PROⅡ对工艺流程进行了计算机模拟和优化。分别考察了回收塔的理论板数、冷凝温度、塔顶压力对分离过程的影响,得到了适宜的操作工艺条件:回收塔采用6块理论板,塔顶压力位0.1MPa,冷凝温度为40℃,消耗较少的冷却水和蒸汽使塔釜液达到分离要求。模拟结果可用于指导工业设计。