考虑热力学目标的进料分流预热精馏塔分析优化

系统地提出了一种进料分流预热精馏塔的节能优化与水力学校核优化方案。基于热力学工具固定精馏线-提馏线,可定量计算精馏塔获得100%理想预热效率(精馏塔再沸器负荷的减小量与进料预热量之比)时的操作参数,并利用气液分布曲线来确定效率最低的塔板;同时,基于C++和MATLAB中的GUIDE,进一步开发了具有可视化窗口的水力学验算软件,对效率最低的塔板进行水力学分析。以石油化工行业中稳定塔(简化为正丁烷-正己烷塔)为例,热力学研究结果表明,当预热量、分流率及进料位置分别设为1000MJ/h、0.7与9/20时,稳定塔可获得100%的理想预热效率;水力学核算发现,适当设置塔板结构可保证精馏塔在正常操作下实现节能的目的。本研究对实际精馏塔节能改造具有一定的指导意义。

基于能量目标的芳烃萃取精馏溶剂评价模型

以NRTL活度系数模型为基础,利用Aspen Plus对不同单组分萃取剂回收芳烃的萃取精馏装置进行了全流程模拟和工艺操作参数优化。综合考虑各操作变量及其关联,提出了基于局部耦合参数迭代优化的整体协同优化策略,在保证分离要求的条件下,以能耗为目标,对萃取精馏塔(EDC)、溶剂回收塔(ERC)的进料位置、ERC回流比等关键操作参数进行优化,建立过程能耗的物性关联模型。通过分析不同溶剂对芳烃萃取精馏过程能耗和分离效果的影响,提出了基于能耗目标的芳烃萃取精馏溶剂评价模型,结果表明影响芳烃萃取精馏过程能耗的关键物性为溶剂的分子量及常压沸点,所建立的过程能耗关联模型具有较高的关联性,其R2均大于0.9,可有效指导萃取精馏溶剂选择,为计算机辅助分子设计提供简化的目标函数。