三乙烯二胺是聚氨酯工业中应用最广,用量最大聚氨类催化剂。近年来聚氨酯泡沫塑料发展十分迅速,其产量已在聚氨酯中占到80%,随着应用范围的日渐广泛,对催化剂三乙烯二胺的需求亦会大幅度增加。工业催化教研室研究出制备三乙烯二胺新方法,具有较高的选择性,研究其产物的分离设计与模拟,进行可行性分析,有助于将其投入工业生产,实现工业化。 ASPEN PLUS是美国ASPEN技术公司的先进流程模拟软件,采用此软件进行流程模拟,为企业提供准确的单元操作模型,可以大大提高模拟效率,还可以进行已有装置的优化操作或新建、改建装置的优化设计。 本文以ASPEN PLUS软件为工作平台,采用严格精馏塔操作单元,并以NRTL和ELECNRTL热力学方程物性计算方法对三乙烯二胺的分离纯化工艺流程进行了模拟,用ASPEN PLUS的Property Estimation(性质估计)对两种未知物质的物性做了有效准确的估计,给出了相应的工艺参数。通过直观推断法和调优法得出要研究的四个精馏序列,以能耗和设备费用为目标函数对它们进行了研究。在模拟过程中重点考察了模拟过程中塔板数、进料位置和塔顶采出量等参数的变化对整个模拟计算结果所产生的影响。经过分析得出最优的分离序列,可以得到97.86%质量浓度的哌嗪和哌嗪衍生物的混合产品及96.57%质量浓度的三乙烯二胺。 一些工艺物流需要加热,而另一些工艺物流则需要冷却,把这些物流匹配在一起,充分利用热物流去加热冷物流,提高过程的热回收率,对分离序列进行热集成研究。采用夹点分析法和问题表格法对分离序列进行换热网络综合,获得更加节省能量的热集成分离工艺流程,节省能量达48.29%。