分隔壁塔萃取精馏分离环己烷-苯共沸物的模拟优化

以糠醛为萃取剂,采用模拟软件Aspen Plus对环己烷-苯共沸物体系的分隔壁塔萃取精馏工艺进行了模拟优化。利用单变量灵敏度分析考察了分隔壁萃取精馏塔的塔板数、回流比、溶剂比、萃取剂和原料的进料位置等因素对产品纯度及再沸器热负荷的影响。确定了最优的工艺条件:分隔壁萃取精馏塔主塔及副塔的理论板数分别为34和10,回流比分别为2和3,主塔溶剂比为2.4,原料和萃取剂的进料位置分别为第22块板和第7块板,气相分配比为0.2,侧线抽出板的位置为主塔的第31块板。与传统的萃取精馏相比,分隔壁塔萃取精馏工艺可降低能耗13.5%。

分隔壁塔精馏分离混合醇的结构设计和优化

为完善合成气制低碳醇工艺,以中试级别产量为基础,采用先脱水后精馏分离醇的工艺路线,应用Aspen Plus模拟软件,对混合醇物系的精馏分离的稳态过程进行了模拟研究。采用分隔壁塔技术和双效精馏分离组分物系,对整个过程进行优化:发现分隔壁塔中有4个参数存在最佳范围,对剩余3个参数以年费用最小为目标函数进行优化;通过模拟计算,对比了双效精馏的各种压力组合方式,并找到最优组合为逆流型低压-常压组合;将整个工艺和传统多塔分离序列进行了对比,该工艺能耗为多塔序列能耗的51.4%。

分配比自控器在分隔壁塔中的设计和应用

介绍了分隔壁塔(DWC)的分配比自控的设计及控制器控制系统原理和电气控制系统。给出了分配比控制器电原理图, 电路由微处理器W78E52B组成核心,定时器1作为动态显示中断延时时间,采用中断显示,这样可以节省CPU的资源和提高 资源采集效率。

分隔壁塔侧线采出醋酸乙烯的模拟研究

基于乙烯气相法,运用Aspen流程模拟软件及分隔壁塔侧线气相采出技术改进了某厂制醋酸乙烯的精制工段。分别考察了分隔壁塔的进料位置、采出位置和流量、液相分配比和回流比等工艺参数对分离效果和能耗的影响,通过优化和灵敏度分析,确定了最佳的工艺操作参数。结果显示,与常规双塔精馏技术相比,分隔壁塔的冷凝负荷节约了27.69%,再沸器负荷节约了17.34%。表明分隔壁塔技术在醋酸乙烯工业化生产中有广阔的应用前景。

分隔壁塔萃取精馏分离乙醇-碳酸二甲酯共沸物的模拟优化

提出了采用分隔壁萃取精馏塔分离乙醇—碳酸二甲酯共沸物的新工艺,利用Aspen Plus软件对该工艺进行了模拟。采用单因素灵敏度分析模块对6个关键工艺条件进行了优化并确定了最佳工艺条件。与常规的双塔及带侧线的单塔萃取精馏工艺相比,再沸器热负荷分别降低42.97%和20.68%,达到了节能降耗、减少设备投资的良好效果。

分隔壁精馏塔分离椪柑皮精油中D-柠檬烯的模拟研究

应用Aspen Plus软件分析柠檬烯与椪柑(Citrus reticulata Blanco cv.Ponkan)皮精油其他主要成分的二元系统在0.1 k Pa下相平衡关系,并建立常规双塔精馏和分隔壁塔精馏分离(DWC)模型对椪柑皮精油提纯D-柠檬烯进行工艺模拟。通过三塔模型对分隔壁精馏塔进行计算,计算结果作为初值,利用Aspen Plus软件中Multifrac-Petlyuk模块对DWC进行严格模拟计算,并利用灵敏度分析回流比、进料位置、测线采出位置、互联位置以及互联物流气液相流率对分离效果及再沸器热负荷的影响,在优化条件下,得到纯度为97.20%的D-柠檬烯,回收率为93.75%。分隔壁塔精馏比双塔精馏的再沸器热负荷节省39.65%。

分隔壁共沸精馏塔分离叔丁醇水混合物的模拟研究

提出了一种单塔共沸精馏分离叔丁醇水混合物的新工艺,新工艺采用分隔壁共沸精馏塔(DWC-A)替代常规共沸精馏流程的共沸精馏塔及回收塔,不仅节省了设备投资,而且降低了总能耗。利用ASPENPLUS模拟软件,对分隔壁共沸精馏塔及常规萃取流程进行了模拟。分隔壁共沸精馏塔的操作条件为:主塔理论板数为25块,副塔理论板数为10块,环已烷为共沸剂,在此条件下,比较了常规萃取精馏流程与分隔壁精馏塔内温度、液相组成及汽液相流量的变化。结果表明,分隔壁共沸精馏塔比常规的两塔萃取精馏流程节能17.8%。

分隔壁萃取精馏塔分离乙酸乙酯-异丙醇

采用分隔壁萃取精馏塔,以乙二醇为溶剂将乙酸乙酯与异丙醇分离。基于装置的实际条件进行Aspen Plus模拟,考察溶剂比、溶剂温度、回流比等条件对其分离效果的影响,同时评估其经济性。模拟得到理想的操作条件为左回流比3.5、右回流比1.5、溶剂比4、溶剂温度90℃、混合物进料位置偏下。模拟结果表明,溶剂比和左侧回流比、左侧回流比和右侧回流比在操作上存在关联;其他条件一定时,溶剂温度存在唯一值,使得两侧产品的质量分数同时达到最优;分隔壁塔与常规流程相比在经济性上具有很大优势,可节能11%和降低25%设备费。用实验验证模拟结果时,右侧产品质量分数偏低,但可通过调节右侧回流比解决这个问题。最终达到左侧出料乙酸乙酯的质量分数为98.82%,右侧出料异丙醇的质量分数为97.88%。

用分隔壁精馏塔分离三组分混合物的节能研究

为了比较分隔壁精馏塔与常规精馏流程能耗,确定其应用范围,采用Aspen plus软件中的精馏严格模型,对2种常规精馏流程和3种分隔壁精馏塔进行模拟计算,比较了各种分隔壁精馏塔序的节能效果。结果表明,中间组分的摩尔分数越高,分隔壁精馏塔的节能效果越好,分隔壁精馏塔可用于分离中间组分摩尔分数较高的混合物,且适于分离指数在0.61至2.1之间的物系。分隔壁侧线精馏塔适用于分离指数≥1、轻组分摩尔分数较高的混合物。分隔壁侧线提馏塔适于重组分摩尔分数较高的混合物。

反应精馏隔壁塔应用于酯转换过程的研究

提出了一种应用反应精馏隔壁塔把乙酸甲酯废液处理成乙酸正丁酯的新工艺流程,即采用反应精馏隔壁塔替代常规流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,考察了进料位置、反应段位置及高度、耦合位置等结构参数对反应精馏隔壁塔的影响,并在保证产品纯度的前提下对反应精馏隔壁塔进行了最优化分析。分析结果显示反应精馏隔壁塔可以节能17.34%,并能有效降低设备投资费用和操作费用。

DWC分离三组分混合物的研究

为研究分隔壁塔在分离三组分混合物时的分离特性,采用自制小试装置,以乙醇/正丁醇/正己醇三组分混合物为例,考察进料组成、进料速度、回流比、分配比等因素对分离效果的影响,得出DWC的最佳操作条件;并通过计算,进行DWC和常规二塔流程在分离以上三组分混合物的能耗比较。结果表明,当进料中正丁醇体积分数为60%、乙醇和正己醇的体积分数相当,进料速度1.8 mL/min,分配比1∶2,回流比5∶1时,DWC的分离效果最佳,塔顶采出乙醇的质量分数在96%以上,侧线采出正丁醇的质量分数在98%以上,塔釜中无乙醇;DWC与常规二塔流程相比具有明显的节能效果,冷凝器和再沸器的热负荷分别降低27.2%和23.9%以上。

流程模拟软件在甲醇精馏塔中的应用

通过对甲醇常压常规精馏塔模拟,分析了塔板数、回流比对产品纯度的影响,以及塔板数与回流比之间的相互关系。当理论板数为30块、回流比为3、侧线采出在第23块塔板时,可产出满足要求的甲醇产品,同时也给出了最小回流比及最小理论板数;利用隔壁塔对甲醇常压塔进行模拟,同工况下可得到更高纯度的精甲醇,且甲醇中乙醇的含量降低约1倍左右。

流程模拟软件在甲醇精馏塔中的应用

通过对甲醇常压常规精馏塔模拟,分析了塔板数、回流比对产品纯度的影响,以及塔板数与回流比之间的相互关系。当理论板数为30块、回流比为3、侧线采出在第23块塔板时,可产出满足要求的甲醇产品,同时也给出了最小回流比及最小理论板数;利用隔壁塔对甲醇常压塔进行模拟,同工况下可得到更高纯度的精甲醇,且甲醇中乙醇的含量降低约1倍左右。

用分隔壁精馏塔分离松节油中蒎烯的模拟

提出采用分隔壁精馏塔代替常规精馏塔序列分离松节油以得到α-蒎烯和β-蒎烯的新工艺。为了选择适合松节油体系的分隔壁塔结构,采用Aspen软件分别模拟计算了DWC、DWC-SS和DWC-SR三种塔型,结果表明,与常规工艺相比DWC塔可节能26%,DWC-SS塔可节能16.6%,DWC-SR塔可节能12.5%。在此基础上考察了DWC塔进料位置、回流比、隔板位置、气液相分配比和中间产品出料位置对分离效果和热负荷的影响,得出气液相分配比是影响分隔壁塔操作稳定性的主要因素。

煤基甲醇芳构化分离过程多目标优化

国内煤化工产品普遍存在产能过剩和同质化严重的问题,开发以煤基甲醇合成二甲苯的新技术具有重大意义。针对煤基甲醇合成二甲苯技术中面临分离过程能耗高的难题,本工作基于甲醇芳构化技术,利用Aspen Plus与Matlab的交互链接,对非芳烃、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯的分离过程开展了多目标优化研究。采用NSGA-Ⅱ遗传算法,以苯-甲苯收率、二甲苯收率、年度总成本和能耗指标作为四个目标函数,分别针对传统双塔精馏序列工艺和分隔壁塔精馏工艺进行了多目标优化,发现回流比对年度总成本的影响最明显。在满足约束条件的前提下,基于最低的年度总成本对两个分离工艺进行了比较。结果表明,分隔壁塔工艺较双塔精馏序列工艺的最低年度总成本低7.7%,换热器花费低16.1%,能耗指标低26.3%。分隔壁塔工艺成本低、能耗低,具有环保、绿色、可持续性的优势。