化工工艺过程
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化工工艺过程范文第1篇
超滤技术是一种新型的科学技术，这一技术应用到化工工艺中，不仅使得化工生产的效率大大提升，而且还使得能源的消耗量得到了有效的降低，因此，在目前的化工工艺过程中，超滤技术得到了广泛的应用。而超滤技术本身就具有操作简单以及处理效率高的特点，而且该技术还在不断的发展当中，其所能够应用的范围也在逐渐的扩大。下面本文就主要针对超滤技术在化工工艺过程中的应用进行深入的探究。
1 超滤技术概述
所谓的超滤技术就是一种较为新型的膜分离技术，其能够使得混合的溶液得到有效的分离，其主要是利用一种膜表面微孔处理方式来对物质进行分离处理，而这样的分离其实就是一种选择性的分离方式，混合液体在膜表面上流通过后，就会使得一些有机小分子顺着膜的孔隙渗漏，而一些大分子的有机物则会被阻隔在膜表面上，从而使得浓缩液的浓度得到了有效的提升，最终达到了净化的目标。超滤技术在化工工艺中进行应用，不仅会使得气液能够实现高效的分离，还能够使得分离的效果更加的理想。而应用超滤技术进行分离的过程中，可以有效的对气液实现分离，这项超滤技术所具有的分离方式就是根据所要进行过滤分离的材料的结构以及方位进行精确的定位，根据这一思路，就要对不同的介质以及工艺条件来进行详细的分析，依据相关的介质以及工艺实现对各种材料的过滤处理。
超滤技术在应用的过程中，所应用的过滤材料均为特定的过滤材料，这些材料都具有较高的性能和较低的阻力，能够实现对任何介质的过滤，而在应用超滤技术的过程中，主要的应用材料有两种：其一是可以利用一些孔隙率相对较大以及更为先进的材料，这种过滤材料本身就具有诸多的应用优势，其自身的纤维不仅更加的细腻，而且还具有较高的精度，其孔隙率以及容尘量都相对较高，相较于其他的材料来说，这种材料的实际应用过滤效果会更加的突出，而且相较于其他的过滤材料来说，这样的过滤材料应用寿命会更长。
另外一种过滤材料就是能够增大过滤的面积，可以进行折叠的滤芯。这样的材料在相同的阻力条件下，流通的面积会大大的增加，而纳污量也会大大的增多，同时，可以应用的寿命也会大大的延长。总的来说，就是将这种超滤技术应用到气液分离中，不仅能够使得原有的分离技术优点得到有效的融合，也会融合其他分离技术的优点，从而实现最佳的分离效果，达到理想的分离作用。
2 超滤技术在化工工艺应用中的优势
超滤技术是一种新型的膜过滤技术，这一技术在最近得到了不断的发展和完善，而且这一技术的分离作用也越来越突出，其本身操作简便以及分离效果突出的优势也不断的凸显，由于其所具有的这些应用优势，使得其在化工生产中进行应用，使得化工生产的效率也得到了一定程度的提升，而且也使得化工生产的质量得到了有效的保证。就经济方面来讲，超滤技术的应用，也会有效的减少相关生产费用的使用，也会使得生产设备的应用寿命得到延长，另外，超滤技术在应用的过程中，使得化工能源的利用率得到了有效的提升，减少了对能源的耗损，使得环境得到了有效的保护。
3 超滤技术在化工工艺过程中的具体应用情况
3.1 合成氨和氨的分离改造中的应用
利用高压机实现对新鲜汽油的分离，主要的方式就是将新鲜汽油中存在的杂质有效的清除，并同时将油水中的灰尘进行有效的去除，这样就可以使得合成煤的有效性能得以提升，从而使得能耗量降低。而超滤技术就主要是针对冷交换器中存在的一些油污以及堆积的碳成分进行了有效的清除，从而使得冷交换器中的堵塞现象得到了明显的改善，从而使得化工生产得到了进一步的优化，使得合成塔触媒得到了有效的保护，而且还改善了在进行氨合成的过程中，汽带油中存在的问题，从而使得合成氨工业得到了明显的发展。
将超滤技术应用到合成氨中，不仅使得氨能够实现高效的分离，而且还能够使得入塔氨的量得到有效的降低处理，从而使得化工生产的效率逐渐提高，另外，在化工生产效率提升的同时，就会使得化工企业的经济利润进一步的增加。
3.2 循环机后油分离器中的应用
该分离器是用于去除气体中夹带的油水杂质，以便更好的保护合成触煤，起到降低能耗的作用。使用该分离器后，排放油水量明显增加，很大程度上提高了合成触煤的连续使用寿命。将这种循环机应用于往复式循环机改造中，能延长合成触媒的使用年限和设备的高效运行。
3.3 处理中的应用
超滤膜是颗粒悬浮物等大分子物质的有效屏障，因此超滤技术常用于饮用水的净化以保障饮用水安全，是最安全有效的技术。在海水及咸水的淡化方面，超滤膜也常用作反渗透的预处理系统。研究表明，超滤膜对浑浊度高溶质变化大的海水有很强适应性，且对于咸水的脱盐效用也十分明显，脱盐率能达到97%以上。除此之外，超滤技术能有效去除城市污水中的浊度和氨氮以及工业废水中的油污和悬浮颗粒物，以达到净化水资源回收再利用的目的。
3.4 变换气后过滤器和尿素生产中的应用
过滤器的用途主要是完全除去变换气中的油水杂质，起到保护变换触煤的作用。在尿素生产中，超滤技术的主要用途是将CO2气体中的油污除去，有效降低能耗，油污的分解率迅速提升，减少对设备的影响，还大大提高了传热效果，使蒸汽消耗量保持稳定，极大的提高产品质量。
3.5 硝酸、硝铵生产中的应用
在生产硝酸时使用超滤技术，能对生产过程中产生的油污杂质进行过滤以减少对触媒的腐蚀，达到延长其使用寿命的作用。将超滤技术运用于硝酸的生产过程中，不但能提高工作效率，还能延长使用效率以节约成本而在硝铵生产过程中使用超滤技术主要是为了对生产出来的氨气快速的进行净化，预防安全事故的发生，在提高生产效率的同时极大的保证了系统运行的安全。
结束语
由此可见，由于具有简单易操作、效率高、能耗低等优点，超滤技术被广泛运用于化工分离、化工原料和水的处理、医药品制造等工业中。随着该技术的不断发展和完善，其高效、节能等优势将日益凸显，超滤技术的应用势必有着更进一步的扩展。总而言之，超滤技术在化工工艺中的应用，能够有效的提高分离技术，弥补传统分离技术的缺陷。过滤技术虽然好用，但过滤技术的采用也需要根据化工厂自身的实际情况来进行选择。
参考文献
[1]张冬冬.论超滤技术在化工工艺过程中的应用[J].科技视界，2013（21）.
化工工艺过程范文第2篇
一、反应原理
乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择氧化（部分氧化） 和深度氧化（完全氧化） 两种情况。乙烯分子中的碳碳双键具有突出的反应活性，在一定的氧化条件下可实现碳碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷。但在通常的氧化条件下，乙烯的分子骨架很容易被破坏，发生深度氧化而生成二氧化碳和水。实践证明使用一般氧化催化剂，乙烯均被氧化成二氧化碳和水，只有银催化剂例外，故目前工业上乙烯环氧化制环氧乙烷的催化剂均为银。
二、工艺条件
影响乙烯环氧化过程的主要因素为温度、压力、空速、原料气纯度及配比。
1.温度
完全氧化平行副反应是影响乙烯环氧化选择性的主要因素。动力学研究结果表明环氧乙烷反应的活化能小于完全氧化反应的活化能，故反应温度增高，这两个反应的反应速率的增长速率是不同的，完全氧化副反应的速度增长更快，因此选择性随温度升高而下降。当反应温度在100时，产物中几乎全部是环氧乙烷，选择性接近100%，但反应速率甚慢，转化率很小，没有现实意义。随着温度增加，反应速率加快，转化率增加，选择性下降，放出的热量也愈大，所以必须考虑移出反应热的措施。适宜的反应温度与催化剂活性有关，权衡转化率和选择性之间的关系，工业上反应温度一般控制在220～260℃。
2.压力
乙烯直接氧化的主副反应在热力学上都不可逆，因此压力对主副反应的平衡和选择性无显著影响。但加压可提高反应器的生产能力，且也有利于从反应气体产物中回收环氧乙烷，故工业上大多是采用加压氧化法。但压力高，所需设备耐压程度高，投资费用增加，催化剂也易损坏。目前工业上采用的操作压力为2M Pa左右。
3.空间速度
空间速度的大小不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，目前工业上采用的混合气空速一般为7000h-1左右，有更高的。单程转化的控制与所用氧化剂有关，当用空气作氧化剂时，单程转化率控制在30～50%，选择性达70%左右，若用纯氧作氧化剂，转化率控制在12～15%，选择性可达83～84%。
4.原料纯度及配比
4.1原料气的纯度
原料气中的杂质对氧化过程带来的不利影响主要有：一是催化剂中毒，例如，硫化物等能使银催化剂永久性中毒，乙炔能与银形成乙炔银，受热会发生爆炸性分解；二是选择性下降，例如，原料气中带有铁离子，会加速环氧乙烷异构化为乙醛的副反应，从而使选择性下降；三是反应热效应增大，四是影响爆炸极限。故原料气中上述各类有害杂质的含量必须严格控制。在原料乙烯中要求乙炔
4.2原料配比
由于所用氧化剂不同，对进反应器混合气体的组成要求也不同。用空气作氧化剂时，空气中有大量惰性气体氮存在，乙烯的质量分数以5%左右为宜，氧的质量分数为6%左右。当以纯氧为氧化剂时为使反应不致太剧烈，仍需采用稀释剂，一般是以氮作为稀释剂，进反应器的混合气中，乙烯的质量分数20～30%，氧的质量分数7～8%。二氧化碳对环氧化反应有抑制作用，但含量适当对提高反应的选择性有好处，且可提高氧的爆炸极限（ 质量分数），故在循环气中允许含有9%以下的二氧化碳。循环气中如含有环氧乙烷对反应也有抑制作用，并会造成氧化损失，故在循环气中的环氧乙烷应尽可能除去。
三、工艺流程
乙烯的直接氧化过程可用空气或氧气作为氧化剂。用空气进行氧化时，需要两个反应器，才能使乙烯获得最大利用率。用氧气进行氧化，则反应可一步完成，就只需要一个反应器。自高空吸入的空气，经压缩机加压，再经碱洗塔及水洗塔进行净化，除去氯、硫等杂质，防止银催化剂中毒，然后按一定流量进入混合器。
纯度98%以上的乙烯与循环乙烯混合，经压缩机加压后，进入第一混合器，再与空气、微量二氯乙烷[约（1～2）×10-6] 充分混合，控制乙烯的质量分数为3～3.5%。原料气与反应器出来的反应气体进行换热后，进入第一反应器。
反应器为列管式固定床反应器，管内充填银催化剂，管间走热载体。乙烯与空气中的氧在240～290℃、1～2MPa 及催化剂的作用下，生成环氧乙烷和一些副产物。乙烯的转化率约为30%，选择性65～70%，收率约20%左右。反应时所放出的热量，由管间的载热体带走。
反应气经与原料气换热，再经串联的水冷却器及盐水冷却器将温度降低至5～10℃，然后进入第一吸收塔。该塔顶部用5～10℃的冷水喷淋，吸收反应气中含有的环氧乙烷。从吸收塔顶出来的尾气中还含有很多未反应的乙烯，经减压后，将其中约85～90%的尾气回压缩机的增压段压缩后循环使用，其余部分送往第二混合器。
在第二混合器中通入部分新鲜乙烯、空气及微量二氯乙烷，控制乙烯的浓度为2%，混合气体经预热后进入第二反应器。混合气中的乙烯和空气中的氧在220～260℃、1MPa 左右压力下进行反应。乙烯的转化率为60～70%，选择性为65%左右，收率在47%以上。反应后的气体经换热及冷却后进入第二吸收塔，用5～10℃低温水吸收环氧乙烷，尾气放空。
第一、二吸收塔中的吸收液约含2～3%的环氧乙烷，经减压后进汽提塔进行汽提，从塔顶得到85～90%浓度的环氧乙烷，送至精馏系统先经脱轻组分塔除去轻馏分，再经精馏塔除去重组分，得到纯度为99%的环氧乙烷成品。
乙烯直接氧化法的产品质量高，对设备无腐蚀，但此法对乙烯的要求高，纯度必须在98%以上。
上述方法如果改用氧气进行氧化，操作条件基本相同，而反应可以一步完成，反应器和吸收塔各需要一个就行了。但是当用氧气代替空气时，生成CO2 较多，因此需要在吸收塔与环氧乙烷精制系统之间，添置CO2吸收塔和解吸塔，以免影响产品的质量。
参考文献
化工工艺过程范文第3篇
一、石油化工设备检修工的火灾爆炸事故产生的原因分析
1.存在不安全的可燃物
从火灾发生情况分析，必须有可燃物与引燃物质的存在才能导致火灾发生，从石油化工行业的特点来看，存在着诸多的可燃物，这位火灾的发生埋下了安全的隐患，同时其存在的状态也存在着一定的不安因素，例如，被检修的设备连接管道阀门开关措施不到位，没有按照施工规范设置隔离及盲板，非常容易导致可燃物质的泄露，引发火灾；石油化工工艺的施工环境一般温度较高，在这样的环境中停车降温、降压的速度过猛，温度的骤然变化将会导致设备与管道的变形，破裂，可燃物就会泄露，导致火灾发生；车内清理工作不彻底，导致内部检修前的易燃气体和蒸汽没有进行彻底的清理，排空，置换，导致泄露引起火灾；化学工艺中的设备与管道中的残留物没有排放到指定的安全区域，任意排放，接触到易燃物质导致火灾迅速发生。
2.点火源的控制不到位
石油化工设备检修中可能引发火灾的点火源非常多，其中以明火源、摩擦与撞击为主，电气火花、静电火花、化学反应液可能导致火灾，主要有以下几点:吸烟、机动车辆排气管、没有设置安全防火帽等违章的行为都属于主要的明火源；采用电器设备进行维修的过程中没有按照规范的要求进行操作，在禁火区点火，作业前的隔离措施不到位，应急预案不到位，监护工作不及时都会导致火灾发生；进行吊装、搬运的过程中，会出现碰撞、摩擦、摔滚的过程中会产生火花；检修的装置以铁质工具为主，容易引发碰撞火花；静电、物料从设备与管道的破裂处喷射出火花；高温设备的物料，未待设备内介质的温度降到自燃点以下就与大气相通，引发自燃的现象。
3.管理过程中的失误与操作人员的操作失误
3.1安全防火制度、规范规程不健全
进行化学工艺检修过程中必须严格遵守检修的各项规范制度，如果企业的各项制度没有建立或者不够健全，操作的规程、防火管理规定不够完善，施工的要求不够具体，都将为管理带来一定的难度，如果管理不到位或者是组织不够全面，出现操作失误，非常容易导致火灾爆炸事故的出现。
3.2作业协调不当
是有化工工艺的设备检修最关键的条件就是要具备物的安全，就是要保证设备的安全，在实际的操作中，常常会出现交叉作业的现象，如果协调不当非常容易导致设备的安全因素受到破话，导致爆炸火灾现象的发生。
3.3施工人员素质差
从目前我国石油化工工艺设备检修的现状来看，管理人员的安全意识不足，检修人员的素质不足，无法满足生产的需求，检修人员对消防知识缺乏，安全施工水平差，常会出现违章、违规、违反纪律的现象发生。
3.4消防设施不到位
目前，我国众多的化工企业中，防护用品不足，监管措施不到位，要想防止火灾发生，必须增加设备的资金投入，掌握防护用品的使用，为检修现场配备消防设施，器材，防止事故发生以致扩大，影响企业与人员的安全。
二、防止石油化工设备检修作业出现火灾爆炸的有效对策
1.设备安全防护检修管理工作不可少
首先，落实校方责任，建立检修安全网，加强组织领导，编制包括消防内容的安全检修施工方案，制定详细的安全检修规程与火灾处理对策。
其次，加强检修人员的消防安全教育，制定并落实消防安全技术的工作，提高检修人员的检修作业内容，掌握消防器材的使用手段，熟悉装备，掌握消防安全措施和火灾事故的处理对策，提高人员的安全素质和消防安全水平。
最后，做好检修前的消防安全检查，采取有效地措施消除安全隐患，要对消防是否落实、水压是否充足、安全防护装备、消防器材是否保持完整，做好影响安全的火源、障碍物等的清除工作，保持现场通道、消防通道的畅通无阻。
2.根据设备检修的安全规范流程进行操作
2.1 控制检修停车的安全处理工作
按照既定的方案，缓慢泄压，在完成彻底的泄压之前，不可轻易的拆动设备，要尽可能的倒空设备、管道内的物料，抽净污染物，使其排放到制定的安全区域，采取有效地处理对策，保证其安全性。降温、降量速度应按工艺的要求进行, 以防高温设备发生变形、损坏等事故。
2.2 采取有效的对策消除危险物品
在对设备进行检修的过程中，操作人员必须迅速消除危险因素，使装备恢复到无毒、无害、常压的状态下进行检修，认真核实与设备连接的所有管道，对一些相对危险性较高的产品，毒性较、易燃、一包的介质的管道要在阀后(近塔端)加盲板。对有毒、有害、易燃、易爆气体、蒸气的设备进行置换、清洗。
2.3 加强动火的审批制度
严格控制火源，要在禁火取动火进行施工作业的话，必须根据要求办理动火安全证，包括在禁火区进行焊接、砂轮、电钻等可能出现明火的操作，严格执行防火灭火的措施，提升消防措施，必须经过审查批准后方可作业。在易燃易爆环境中应使用防爆型低压灯具及不产生火花的工具,不准穿化纤织物。对其它火源要做好安全管理工作,实施隔离,保持间距,从操作和设备技术等方面寻求对策,加强控制。
三、结束语
总之，控制石油化工工艺设备的检修质量是每一个化学工人应该做的事，必须从多个角度共同进行，提升安全管理水平，促进化工工艺的施工质量。
参考文献：
化工工艺过程范文第4篇
乙醇是生物质液体能源物质的主要形式，也是化石燃料最可能的替代品。目前乙醇的工业制造已经十分成熟。例如以淀粉类和糖类作为发酵原材料，采用微生物法发酵生产乙醇是一项成熟的技术。另外，用木纤维素材料包括秸秆等农业废弃物，城市固体废弃物、办公废纸、杂草、锯末等以及市政废水中的固体部分等进行乙醇生产的研究也已经有很多相关的文献和材料。本文简单介绍了乙醇的发酵工艺，着重对于乙醇的纯化过程经行了化学工程分析。
1. 乙醇发酵工艺简介
发酵方式有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵、同步糖化发酵法（ssf法）、非等温同步糖化发酵法和固定化细胞发酵法（nssf法）。这里只介绍典型的ssf法和nssf法。
ssf法：当纤维素生物质作为原料的时候，纤维素酶对于纤维素生物质的水解被水解产物——葡萄糖和纤维二糖所抑制，从而发展了同步糖化发酵法。同步糖化发酵法是将酶水解和乙醇发酵结合起来，在同一发酵罐中进行，而且因发酵罐内的纤维素水解速度远低于葡萄糖消耗速度，从而使葡萄糖的浓度保持很低。乙醇对于纤维素酶的抑制作用不如纤维二糖和葡萄糖的抑制作用大，所以水解的同时将糖转化成乙醇会为动力学方面创造有利条件，并且会提高纤维素酶的效率。
nssf法：zhangwen wu 等于1998 年提出了利用非等温同步发酵法（nssf法）生产乙醇的工艺流程。这个工艺流程包含一个水解塔和一个发酵罐，不含酵母细胞的流体在两者之间循环。该设计使水解和发酵可在各自最佳的温度下进行，可消除水解产物对酶的抑制作用，但显然也增加了流程的复杂化。本文由收集整理
2. 乙醇纯化的化学工程分析
传统的从发酵液中分离乙醇-水混合液一般分两步：先用普通精馏方法得到质量分数为92.4%的乙醇，再用共沸精馏、萃取精馏、液液萃取、吸附或其它方法得到无水乙醇。但是，但由于溶液较高的蒸发热，精馏在操作过程中需要很高的能耗；并且随着原料中乙醇浓度的提高，精馏塔中回流比必须相应地提高，进一步提高了成本。
新型的乙醇纯化方法包括萃取法、超临界流体法和渗透蒸发膜分离法。萃取法使用多种溶剂从低含量乙醇的水溶液中萃取乙醇，但其所使用溶剂大多具有毒性容易造成环境污染。超临界二氧化碳和乙烷作溶剂分离乙醇-水溶液，由于乙醇在气相相对较低的溶解性，超临界流体法被认为是一种较好的方法。而naa-沸石膜蒸发分离乙醇-水，120 ℃下可生产530 l/h 浓度高于99.8%的乙醇。这部分的工艺几乎等同于化学工程的分离工艺技术，而这些化工分离工程技术趋于成熟，因而可完全加以应用。
采用吸附脱水分离乙醇-水共沸物也是研究热点，无机吸附剂如分子筛、氯化锂、硅胶已成功应用于发酵乙醇工业。然而对吸附床的流场特性及放大规律认识还不是很清楚，这方面仍需要进一步研究。生物吸附剂，如谷粒、淀粉和纤维素以其良好的吸附性能、高的乙醇收率，引起人们的关注。科学家研究了使用生物吸附剂进行乙醇脱水研究，结果表明淀粉和纤维素可选择性的吸附水蒸气，可得到高于质量分数为99.5%的乙醇。另外实验研究了使用玉米粉作为固定床吸附剂打破乙醇-水的共沸点，然后再经流化床重生。研究结果表明，影响吸附量的因素包括蒸汽流过固定床表面的速度、床层温度、玉米粉的粒径分布，玉米粉对水的吸附能力为0.14～0.025 g水/g吸附剂。
另一方面，传统的分离经历了几十年的研究和发展，技术上已经比较成熟，但并不意味着它们不再发展，无论在理论上、设备的结构和效率上，仍在不断有所创新，目前呈现出分离与反应过程耦（增加化学作用对分离过程的影响）、分离过程的集成以及多场耦合等趋势。一种新的乙醇除水技术路线，采用了反应+精馏同时进行的方式除去乙醇-水共沸物中的水。
3. 存在问题及相关措施
科学家在泡罩塔中研究了加入乙酸钾萃取精馏乙醇-水共沸物的过程，结果表明加入少量的乙酸钾即可消除共沸点。cacl2 的加盐萃取精馏过程与使用苯、戊烷、二乙酯的共沸精馏过程和使用乙二醇和汽油的萃取精馏过程，结果表明以cacl2为盐的加盐萃取精馏过程优于其它技术。从降低能耗角度而言，加盐萃取精馏更适用于从发酵液中制得无水乙醇；与只用乙二醇的萃取精馏相比，溶剂比减少了75%～80%，塔板数大幅度减少，能耗显著下降，然而加盐萃取精馏中盐的加入，不可避免导致对设备的腐蚀，盐有时会从溶剂中析出，使管道堵塞，这都是目前亟待解决的问题。
乙醇纯化过程中，各种单元操作的模拟，其分离过程的耦合可以采用商品化的流程模拟软件（如aspen plus，pro ⅱ等）。然而这些商品化模拟软件在进行过程设计时，一般采用“二步法”。而采用该种方法设计操作困难，耗时耗力，各种单元操作方式通常依靠经验决定，不属于真正意义上的过程合成或集成。在乙醇的纯化中，工程模拟的重点在于根据指定条件对各种单元操作和分离流程耦合筛选。这就要涉及到人工智能方面的理论，无疑当采用专家系统后，计算机本身就是一个经验丰富的工程师，它能够根据人设定的要求（目标函数），自动选择合适的流程组合，而不在需要工程师去依靠经验来选择流程、确定工艺了。这方面的研究对于进一步优化乙醇分离无疑是十分有利的，具有重要意义。
化工工艺过程范文第5篇
【关键词】乙醇 异丙醇 共沸精馏 ASPEN模拟软件
作为一种十分重要的化工原料，异丙醇广泛应用于甘油、丙酮及乙酸异丙酯的合成过程中。乙醇是一种重要的有机溶剂与合成原料，并在医药等消毒及防腐领域得到了广泛的应用。在某些化工及生物制品的生产过程中也需引入这两种，而后续处理时仍需将二者混合物进行分离。乙醇的沸点为78.5℃，异丙醇的为82.5℃，其二者在常压下并不会发生共沸，由于二者结构及化学性质颇为相似，沸点仅相差4℃，相对挥发度也较小，因此，若利用普通的精馏分离法需要较大的理论板数以及回流比，且操作及设备等费用均相当高。共沸精馏法可用于物系中沸点较为接近的两种组分的分离，因此，本文利用ASPEN 模拟软件对共沸剂进行了筛选，并对乙醇-异丙醇物系的共沸精馏流程进行了模拟优化。
一、Aspen模拟软件的特点及其应用
Aspen模拟软件为美国Aspen Tech公司的产品，其为一款功能极为强大的化工设计及动态模拟计算的软件。其拥用着最新、最严格的计算方法，不仅可以对化工单元及整个过程的进行计算，为化工过程提供准确的单元操作模型，还能够对已有装置及操作过程进行评估，并对其进行优化设计。因此，在全球石油化工、煤炭、冶金、气体加工、医药、环保、动力、食品加工及节能等多个工业领域均得到了十分广泛的应用。
实际应用过程中，Aspen模拟软件可以建立流程、规划设计、模型模拟、分析灵敏度及物性、物性的估计及其数据回归等等。对于Aspen模拟软件而言，其运行环境只需具备科学的热力学数据、具体的操作条件以及严格的Aspen Plus平衡模型，即可对实际装置进行模拟，并对现有装置及流程进行模拟和优化。有报道称已经利用Aspen模拟软件对石化炼油厂的LPG及二甲基二硫物系筛板塔的精馏过程进行了模拟，通过所构建的模型可对该厂低品质蒸汽对LPG中二甲基二硫精馏脱除的可行性进行了初步分析，并为其进一步工业化奠定了基础。
二、ASPEN 模拟软件对乙醇-异丙醇共沸精馏过程的模拟
（一）共沸剂的合理选择
所选择的共沸剂应当同乙醇共沸而不与异丙醇发生共沸，这样一来，同乙醇所形成的共沸物可从塔顶进行收集，而塔釜中得到的就是具有高浓度的异丙醇。以共沸物选择过程中的基本原则为依据，从众多溶剂中分别选取了乙腈、1-乙烯以及乙酸甲酯作为共沸剂备选溶剂，经ASPEN模拟软件筛选之后，最终确定以1-己烯作为共沸剂。乙醇与异丙醇部分物性参数见表1，所选共沸剂物性数据见表2。
表1 乙醇与异丙醇部分物性数据
表2 共沸物物性数据表
从表2可以看出，共沸剂备选溶液中，乙酸甲酯和乙醇所形成的共沸物中所含的乙醇很少，因此，不利于异丙醇与乙醇之间的分离；而乙腈同异丙醇沸点接近，不利于异丙醇与乙醇之间的分离。采用ASPEN模拟软件中的Wlison模型来进行模拟与计算可知，1-己烯能够通过将乙醇从物系中带出，从而获得了纯度较高的异丙醇。与此同时，1-乙烯同乙醇所形成的共沸物之间的分离较为简单，进行水洗、分层后，取出的油层即1-己烯。因此，选定了1-己烯作为乙醇与异丙醇混合物分离的共沸剂。由于乙醇同异丙醇无法形成共沸物，而1-己烯仅可同乙醇形成共沸物，因此，选择的1-己烯同乙醇之间的质量比为4∶1。
（二）ASPEN模拟软件对共沸精馏过程的模拟
采用ASPEN模拟软件中的Wlison模型，以乙醇质量分数为5%为例，对乙醇-异丙醇共沸精馏模分离的工艺过程进行模拟，其中，乙醇、异丙醇及1-己烯的进料量依次为：5kg、95kg与20kg。
（三）对乙醇-异丙醇的共沸精馏分离实验
采用的填料塔理论板为30块，回流比为25，原料的进料量是250g，其中，乙醇的质量分数是5%，而1-己烯的进料量是50 g，对乙醇及异丙醇进行共沸精馏分离实验，随着共沸精馏过程的不断进行，塔釜中异丙醇的质量分数也随之不断增加，当5.75 h后，塔釜中异丙醇的质量分数达到了99.77%，已经满足了实验要求。表明以1-己烯为共沸剂，采用共沸精馏分离乙醇-异丙醇物系是可行的，且具有较好的效果。实验结果显示，采用ASPEN模拟软件所模拟的结果同实验结果的吻合程度较好。
（四）己烯-乙醇共沸物的萃取结果
以水作为萃取剂对共沸物体系进行分离，加水水洗、分层，上层液体为1-己烯，下层液体则为乙醇水溶液。随着水量的逐步增加，上层液体中的1-己烯质量分数也随之逐渐上升；当所加入水的质量同共沸物体系质量比为5∶1 时，1-己烯质量分数达99.10%，此时，再增加水量，对1-己烯提浓效果不再显著。因此，选择的加水量为共沸物体系质量的5倍。
