乙腈废液渗透汽化脱水过程工艺设计

对渗透汽化脱水过程处理医药行业乙腈废液的工艺进行了研究.采用渗透汽化与精馏的耦合方式对乙腈废液脱水进行工艺设计,通过对渗透汽化和精馏工序的工艺计算,得到相关工艺参数,即当进料量为100kg/h时,渗透汽化采用单板逐级串联操作,级数为31级,膜面积为12.4m2;在精馏工序中,理论塔板数为30块,预精馏塔最佳操作点回流比为0.5,进料塔板为11层,成品精馏塔最佳操作点回流比为3.0,进料塔板12层.此时乙腈成品水份含量≤0.01%,满足工业化生产最优标准.     

渗透汽化技术用于甘草酸生产中废乙醇的回收研究

本项目将渗透汽化膜技术应用于甘草酸生产中废乙醇的回收中,分别考察了纯乙醇配制水乙醇体系和甘草酸生产中废乙醇在渗透汽化下的脱水情况,通过改变温度考察了不同情况下渗透汽化的分离效果及渗透通量,还将乙醇水体系的水分含量改变,测定了不同水含量乙醇水体系下的脱水情况及渗透通量。     

实用膜组件中渗透汽化过程的数学模型和模拟计算

对实用膜组件中乙醇－水体系的连续操作错流型及逆流型的渗透汽化过程数学模型,针对乙醇－水体系进行了模拟计算,分析比较了两种流型的分离性能。通过模拟计算,可解决膜组件的某些设计和核算问题,为操作参数的优选提供理论依据。     

明胶膜醇／水渗透汽化性能的研究

用牛骨胶制备明胶膜,用于乙醇/水混合物的渗透汽化分离研究,结果表明,该膜在常温下分离85％乙醇时运行3h便可到达稳定操作状态;料液中醇含量增大、膜的分离系数提高但通量下降;而温度升高或汽相侧真空度提高都能导致膜通量与分离系数的同时提高。     

反应精馏合成乙基叔丁基醚过程的数学模拟

鉴于反应精馏技术的广阔应用前景及应用过程中的特殊性和复杂性 ,以反应精馏合成乙基叔丁基醚为例 ,对该过程进行了数学模拟 ,建立了通用的数学模型 ,并用部分牛顿法进行求解 .经实验结果检验 ,发现实验值与模拟值基本吻合 ,证明了模型是合理可用的 .利用模型对反应精馏合成乙基叔丁基醚的主要工艺条件进行寻优 ,发现存在部分最优的工艺条件值 :最佳总板数为 16 ,乙醇最佳进料摩尔分数为 0 .5 ,最佳进料流量为 0 .2 4×10 - 3mol/s ,同时也发现体系的共沸对反应精馏有负面影响 .这对实现反应精馏合成乙基叔丁基醚的优化生产具有指导意义 .     

渗透汽化分离水—乙醇混合物

用顺丁烯二酸酐和丁炔二酸对聚乙烯醇(PVA)进行交联制得渗透汽化膜,并对水—乙醇混合物进行渗透汽化分离。研究了膜的溶胀行为及透过性能随料液组成变化的情况。结果表明:顺丁烯二酸酐和丁炔二酸交联聚乙烯醇膜是性能优异的优先透水膜,随料液中乙醇含量增加,溶胀度和透量减小,而分离系数增大。     

壳聚糖分离乙醇／水溶液的渗透汽化性能

以脱乙酰化度为77．5％的壳聚糖为原料，采用高温浓碱处理的方法得到脱乙酰化度为98．2％的壳聚糖，分别用这两种壳聚糖制膜，用于乙醇／水混合物的分离结果表明，在同样条件下，脱乙酰化度高的壳聚糖膜的分离性能优于脱乙酰化度低的壳聚糖膜。     

无机渗透汽化膜乙醇脱水的中试实验研究

渗透汽化作为一种新型膜分离技术,其突出优势是能够实现精馏、萃取、吸收等传统方法难以完成的分离任务,具有高效、节能、环保、不引入第三组分等优点。选用无机渗透汽化膜中试装置对镇平生产的纤维乙醇进行浓缩脱水实验,考察用该装置乙醇的脱水效果,为工业放大提供参考依据。     

基于gPROMS的渗透汽化过程分析与优化

本文采用Fick定律描述传质过程、Arrhenius方程描述扩散系数,建立用于乙酸酯化生产乙酸乙酯过程中粗酯渗透汽化分离计算过程的数学模型,在gPROMS软件中采用联立方程法对模型进行求解。在实际应用中采用单级膜组件较难达到分离要求,采用膜组件串联流程分离粗酯,以乙酸乙酯产品摩尔分数0.990为分离要求,以膜系统年度总费用最小为目标函数,优化膜系统的膜组件级数和单级膜组件面积。考察进料条件包括进料流率、温度和组成对最优膜系统的影响,指导不同进料条件下的优化设计。结果表明:采用3级单级膜面积为260 m~2的膜组件时,膜系统总费用较低。随着进料流率的增大,最优单级膜面积增大,当膜面积超过370 m~2时最优膜组件级数由3级增加为4级;随着进料温度的升高,最优单级膜面积减小,最优膜组件级数不变;随着进料组成中乙酸乙酯含量升高,最优单级膜面积减小,当采用2级膜组件完成分离任务时单级膜组件面积小于370 m~2,最优膜组件级数减少为2级。     

多元酸交联聚乙烯醇膜渗透汽化分离性能研究

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,对水－乙醇进行渗透汽化分离。研究了膜溶胀平衡过程,考察了料液组成对膜渗透汽化性能的影响。     

反应精馏过程的操作优化与集成优化分析

为优化反应精馏工业装置操作,分析了反应精馏过程优化问题的内容和特点,提出了一套行之有效的优化策略,并建立了典型过程的以经济效益为目标、符合过程约束和质量及转化率约束的优化数学模型。对MTBE装置进行了操作优化分析,可提高年经济效益1.62%。提出了反应精馏过程的集成优化思想,通过对乳酸提纯反应精馏装置进行集成优化分析,可有效确定过程的最优设计参数,并提高年经济效益8.23%。计算结果表明:该模型及其算法可有效用于反应精馏过程的优化分析。通过优化计算可取得明显的经济效益。     

特殊精馏分离甲乙酮-水共沸物系的工艺模拟与优化

由于共沸物的存在,甲乙酮-水混合物的分离在工业生产上一直是一个具有挑战性的问题。采用萃取精馏和变压精馏对分离工艺进行流程模拟与优化,得到摩尔分数为99.9%的甲乙酮产品,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,采用序贯迭代法对其进行优化,得到最小TAC为6.569×10⁵美元。通过分析比较3种常用萃取剂无限稀释相对挥发度的大小,筛选出乙二醇作为萃取剂,得到最佳萃取剂用量、理论板数及进料位置;针对常规变压精馏工艺提出热集成方案,与采用方案前相比,年度总费用降低了27.1%。最后,对萃取精馏、变压精馏和热集成变压精馏3种分离工艺年度总费用进行对比,萃取精馏工艺比热集成变压精馏工艺年度总费用降低了21.5%。结果表明,在经济性方面,萃取精馏相比于热集成变压精馏更适合甲乙酮-水共沸物系的分离。     

二甲醚精馏分离序列的能耗分析

针对浆态床一步法直接合成二甲醚的精馏过程,应用Aspen Plus过程模拟软件对二甲醚精馏过程中可能的分离序列进行模拟,并与实验数据进行对比,使模拟计算结果正确可信,再运用热量方法和火用方法对各个分离序列进行详细的热量计算和火用计算,并对各个分离序列的能耗进行比较和分析.模拟计算结果表明,浆态床一步法直接合成二甲醚最节能的分离序列为先分离水,再分离甲醇,最后分离二氧化碳和二甲醚.     

乙醇与叔丁醇合成乙基叔丁基醚的反应动力学研究

采用国产Ｄ－７２型强酸性阳离子交换树脂催化剂,进行了以乙醇和叔丁醇为原料,在常压液相下合成乙基叔丁基醚（ＥＴＢＥ）的醚化反应动力学研究．考虑在实验条件下,因叔丁醇分解为水和异丁烯而引起的体积减少以及水在催化剂上的吸附阻碍效应等影响因素,建立了该过程的反应动力学模型．模型与实验结果吻合得较好．     

甲酸乙酯和乙醇汽液相平衡的估算

用修正的UNIFAC模型对常压下甲酸乙酯和乙醇的汽液平衡进行估算,得到理论共沸组成为0.935(甲酸乙酯摩尔分数).与UNIFAC模型计算结果相比,修正的UNIFAC模型更接近实验值.常压下甲酸乙酯和乙醇存在共沸点,共沸温度为327.38K,不能用普通精馏进行分离.     

甲醇-丁酮共沸物萃取精馏的模拟与优化

针对甲醇-丁酮二元共沸物难以分离的问题,以氯苯为溶剂,采用萃取精馏技术进行了流程设计和模拟计算。分别计算比较了苯甲醚、甲苯、氯苯3种萃取剂存在下甲醇-丁酮的无限稀释相对挥发度,结果表明氯苯的分离效果最优,并从剩余曲线角度分析了萃取精馏工艺的可行性。以全年总费用（TAC）为目标函数,对萃取剂用量、原料进料位置、萃取剂进料位置、总理论板数等参数进行了优化,模拟结果表明,氯苯的加入可以实现甲醇-丁酮体系的有效分离,产品纯度可达99.9%以上。从节能角度对萃取精馏工艺进行了优化,与节能前的工艺相比,设备费用增加3.28万元,能耗降低43.86万元,TAC降低42.77万元。     

吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定水中痕量甲基叔丁基醚

研究建立吹扫捕集-气相色谱质谱法测定水中痕量甲基叔丁基醚(MTBE)的方法.以氘代甲苯为内标物,此方法的检出限(MDL)为0.005μg/L,线性相关系数R为0.999 8,精密度RSD范围0.87%~1.63%,加标回收率范围92.6%~98.9%.该方法快速、简单,干扰较少,样品需求量少,结果准确、可靠,重现性好,检出限低,实用价值高,适用于水中痕量甲基叔丁基醚的测定.     

~1聚醚共聚酰胺(PEBA)膜的基本渗透汽化行为研究

涂布法制备用于渗透汽化的PEBA膜,用红外光谱分析和元素分析表征了共聚物的化学结构,渗透汽化分离醋酸正丁酯稀水溶液中的醋酸正丁酯,研究了浓度和温度对渗透通量和分离因子的影响,结果表明:渗透通量和分离因子随着浓度的增加而增加,当浓度达到0.6%时,醋酸正丁酯的渗透通量可以达到143.9 (g/m2h), 分离因子可以达到236.9,渗透通量随着温度的升高而增加,分离因子随温度的升高而减小.     

PVA与PAN复合膜分离乙醇—水溶液的渗透汽化放大试验

在渗透汽化放大试验装置上,针对乙醇水体系,考察了板框式膜组件的结构合理性和大面积复合膜的稳定性,研究了不同料液流量、料液浓度和料液温度对膜分离性能的影响。实验结果表明,大膜分离性能稳定,膜分离性能在料液流量为０２～０８０Ｌ／ｓ的范围内基本不变,并且总渗透通量及水通量的对数值与料液浓度、料液温度的倒数分别呈线性关系;超薄板框式膜组件设计合理,结构紧凑,有效地抑制了膜料液侧的浓差极化。     

乙基叔戊基醚合成反应动力学的改进进化算法

采用国产强酸性阳离子交换树脂为催化剂，进行了乙醇和叔戊醇为原料，在常压液相下合成乙基叔戊基醚的反应动力学研究，得出了一个13参数动力学模型，并用改进的进化算法计算了反应速率常数和水的阻害系数。在改进的进化算法中，模拟退火的方法被引入了交叉策略和变异策略之中，并且与地化策略相结合，开发了一种多进化模式的进化－模拟退火算法。通过与一般遗传算法的比较发现，该方法收敛速度快，估算精度高，并能有效防止计算陷于局部优化，所得到的有关动力学参数可靠，模型与实验结果吻合得较好。