低共熔溶剂分离异丙醇-水体系的研究

分别以乙二醇和氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1∶2)低共熔溶剂为萃取剂,设计萃取精馏和隔壁塔萃取精馏流程,模拟分离异丙醇和水形成的共沸体系。使用Aspen Plus中Sensitivity对2种流程进行参数优化。结果表明:与乙二醇萃取精馏相比,低共熔溶剂用量减少32%,能耗降低8%,年度总费用(TAC)降低8.5%;采用隔壁塔萃取精馏,乙二醇为萃取剂时能耗降低12%,TAC降低9%;低共熔溶剂为萃取剂能耗降低12%,TAC降低15.2%。采用低共熔溶剂的萃取隔壁塔流程节能优势明显。     

LTTMS混合物在乙醇-水体系分离中的应用

分别乙二醇和两种低共熔溶剂(氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1∶2)、氯化胆碱/乙醇酸(摩尔比1∶3))为萃取剂,设计萃取精馏和隔壁塔萃取精馏流程,模拟分离乙醇和水形成的共沸体系。使用灵敏度分析对上述流程分别进行了参数优化。在优化的基础上,进行了年度费用(TAC)计算。结果表明:采用乙二醇和低共熔溶剂为萃取剂的萃取精馏和隔壁塔萃取精馏均能实现乙醇-水的分离;年度费用结果表明采用氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1∶2)的隔壁塔萃取精馏费用最低,为最优工艺。     

低共熔溶剂萃取精馏分离乙醇-水共沸物的研究

分别以氯化胆碱/甘油(摩尔比为1∶2)低共熔溶剂(Reline)和乙二醇为萃取剂,对乙醇脱水萃取精馏过程进行模拟研究,并以最小年度总费用TAC为目标函数,对2种工艺流程进行优化,得到了最优的操作条件。结果表明,与乙二醇萃取精馏流程相比,Reline萃取精馏中萃取剂用量降低20%,能耗费用降低21. 68%,年度总费用TAC降低19. 66%,具有明显的节能优势。对Reline常规萃取精馏进行节能研究,发现对该流程进行换热网络优化后,可使年总费用TAC下降7. 95%;而隔壁塔并不能降低整个过程的年总费用。     

分隔壁萃取精馏塔分离醋酸水溶液的模拟

提出了一种新的单塔萃取精馏精制醋酸水溶液的新工艺,该工艺采用分隔壁萃取精馏塔(DWC-E)替代常规萃取精馏流程的萃取精馏塔及溶剂回收塔,不仅节省了设备投资,而且降低了总能耗。利用Aspen Plus模拟软件,对DWC-E塔及常规萃取流程进行了模拟。DWC-E塔的操作条件:塔板数40块,侧线精馏段的板数10块,回流比2,溶剂摩尔比2.5,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,DWC-E塔比常规的2塔萃取精馏流程节能23.91%。     

低共熔溶剂体系提取中药渣中肉桂醛

筛选适合的低共熔溶剂(DES)对中药渣疏水性功效成分进行高效提取对提高中药固废物的资源化利用效率有着重要的意义。采用微波辅助低共熔溶剂法对肉桂枝中药渣原料中的肉桂醛进行提取，考察低共熔溶剂类别、固液比、提取时间、摩尔比、提取温度等因素对肉桂醛提取率的影响。结果表明：氯化胆碱与乙二醇组成的DES体系中，在氯化胆碱与乙二醇摩尔比为1∶6、固液质量体积比1∶60、提取温度100℃、反应时间90 min的较优条件下肉桂醛的提取率可达到12.64 mg/g,相比传统甲醇提取法提取率增加了45.45%。中性DES相比酸性DES对功效成分的稳定性和提取效率都具有较佳的效果。氯化胆碱和乙二醇中性DES有益于中药渣功效成分的提取和纯化，具有较大的发展潜力。     

萃取精馏制取无水乙醇过程不同节能方案的对比

以乙二醇为萃取剂从乙醇-水体系制取无水乙醇产品。基于流程模拟软件,对常规萃取精馏过程以及双效萃取精馏、分割式热泵萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和内部热集成萃取精馏等4种节能工艺进行模拟及优化。设计规定如下:无水乙醇中乙醇质量分数不低于99.5%,回收的萃取剂中乙二醇质量分数不低于99.9%,废水中的质量分数为99.5%以上。在相同的设计基础和设计要求下,获得各流程最优的操作参数,并从节能效果及经济性分析对比4种节能工艺。结果显示:相比于常规萃取精馏过程,虽然内部热集成萃取精馏工艺可将能耗降低14.1%,节能效果最佳,但双效萃取精馏过程总成本最低,年均总成本可降低7.2%,是最具经济性的工艺过程。本研究为乙醇-水体系萃取精馏分离工艺的工业化提供了设计基础和理论依据。     

隔离壁精馏塔萃取精馏制无水叔丁醇研究

用隔离壁精馏塔萃取精馏制无水叔丁醇,在溶剂比为1.5,回流比为2∶1,叔丁醇原料进料速度为1.7 mL/min时,塔顶叔丁醇的质量分数达到99.6%;塔釜乙二醇的质量分数达到97.7%,可直接作萃取剂循环利用。用AspenPlus对该工艺和二塔萃取精馏工艺对比,结果与实验相一致,塔顶叔丁醇质量分数的相对误差为0.4%,塔釜乙二醇质量分数的相对误差1.3%。结果显示,该工艺比现有工艺省了1个塔、1个再沸器和1个冷凝器,节能27%,降低了能耗和设备投资。     

双溶剂协同萃取精馏分离乙酸甲酯-甲醇-水工艺模拟

针对乙酸甲酯-甲醇-水体系,在筛选萃取剂的基础上,提出了双溶剂四塔萃取精馏、单溶剂三塔萃取精馏及双溶剂协同萃取精馏3种分离工艺.用Aspen Plus软件模拟萃取精馏过程,并以能耗和年总费用作为评价指标,用SR-Polar方程计算各萃取精馏工艺合适的操作参数和设备参数.结果表明,水和乙二醇是分离该体系较合适的萃取剂,单溶剂三塔萃取精馏工艺较双溶剂四塔萃取精馏工艺优异,能耗减少约37.9%,年总费用降低约38.9%.双溶剂协同萃取精馏工艺比双溶剂四塔萃取精馏工艺和单溶剂三塔萃取精馏工艺能耗分别减少约45.6%和12.4%,年总费用分别降低约43.5%和11.6%.     

乙醇脱水分壁式萃取精馏工艺研究

利用Aspen Plus过程模拟软件,采用乙二醇作萃取剂,模拟研究了分壁式萃取精馏对摩尔分数为82%乙醇溶液脱水的分离过程。建立了分壁式萃取精馏模型,得到了优化的工艺参数,主塔理论板数为11块,精馏段理论板数为5块,回流比为0.10;副塔原料进料位置为第14块板,萃取剂进料位置为第4块板,隔板在副塔第18块板底端,萃取精馏段回流比为0.419,溶剂比为1.1。比较了分壁式萃取精馏和常规双塔2种流程下的能耗。模拟结果表明,采用分壁式萃取精馏,再沸器能耗降低了15%,节能效果明显。     

低共熔溶剂萃取精馏分离苯/环己烯共沸物研究

以四丁基溴化铵(TBAB)、氯化胆碱(ChCl)为氢键受体,乙二醇(EG)、乙酰丙酸(LA)为氢键供体合成的TBAB:EG (1:2), TBAB:LA (1:2), ChCl:LA (1:2)三种低共熔溶剂(DES)作为萃取剂,通过萃取精馏分离苯-环己烯共沸体系。实验测量了环己烯-苯-DES三元体系气液相平衡,并对DES组成中氢键供体和氢键受体对分离性能的影响进行探讨。结果表明,DES的分离性能由高到低依次为ChCl:LA (1:2)>TBAB:LA (1:2)>TBAB:EG (1:2);采用NRTL模型关联环己烯-苯-DES三元体系的气液相平衡数据,拟合得到体系二元交互参数;在Aspen Plus V7中针对ChCl:LA (1:2)为溶剂的萃取精馏过程进行建模计算,并将其分离效果与传统溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)进行对比,以DES为溶剂的萃取精馏过程相比于DMAC,回流比由3.8降至0.30,流程整体热负荷减少了16.57%。     

萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈流程模拟与优化

提出了采用萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈的新工艺,并与传统的双塔萃取精馏工艺进行了对比。以乙二醇为萃取剂,采用Aspen Plus中的Rad Frac模型对新工艺进行了严格稳态模拟,并分析了溶剂比、主塔回流比、原料进料位置、分配比和互联位置对乙腈质量分数和全塔热负荷的影响。结果表明,隔壁萃取精馏塔的最佳工艺条件为:溶剂比为0.9,主塔回流比为22,原料进料位置为9~13块,分配比为4∶1,互联位置为21块板。完成相同的分离任务,比传统的双塔萃取精馏工艺节能62%,同时减少了设备的数目和投资。     

氯化胆碱乙二醇型低共熔溶剂中CO_2的溶解度测定和关联

在温度为313.15~333.15 K和压力为0.1~14 MPa条件下,采用静态平衡法测定了CO_2在摩尔分率固定为1∶2氯化胆碱乙二醇型(Ch Cl-EG)低共熔溶剂(DES)中的溶解度。同一温度下,DES中CO_2的溶解度随着压力的增加而增加。以压力为变量,采用亨利定律和多项式回归方程对溶解度实验数据进行了关联,基于多项式回归方程而得到的溶解度方程与实验值具有很好的相关性,可用于中低压范围内的氯化胆碱乙二醇型低共熔溶剂中CO_2溶解度的计算。     

分壁式萃取精馏塔制取无水正丙醇的实验与模拟研究

采用分壁式萃取精馏塔制取无水正丙醇,以乙二醇为萃取剂,在溶剂比为3、主塔回流比为2.5时,实验测得塔顶正丙醇的质量分数达到96.03%,塔釜乙二醇的质量分数达到99.44%,可作萃取剂直接循环利用。利用Aspen Plus对该工艺进行模拟计算,其结果与实验基本一致。模拟对比该工艺和常规双塔萃取精馏工艺,结果显示分壁式萃取精馏塔节能22.5%,降低了能耗和设备投资。     

萃取精馏分离四氢呋喃-水共沸物的模拟研究

利用化工流程模拟软件Aspen Plus,以DMSO为萃取剂,模拟研究四氢呋喃-水共沸物的分隔壁萃取精馏和单塔侧线采出萃取精馏过程。分隔壁萃取精馏优化后工艺参数为:主塔22块理论板,萃取剂3块理论板处进料,原料17块理论板处进料,回流比0.5,溶剂比0.45;副塔10块理论板,回流比2.4。可得到摩尔分数为99.90%的四氢呋喃和99.19%的水,回收萃取剂的摩尔分数为99.72%。和常规双塔萃取精馏相比,冷凝器热负荷降低18.63%,再沸器热负荷降低15.58%,实现了有效节能。而单塔侧线采出萃取精馏不能实现四氢呋喃和水的有效分离。     

隔壁塔萃取精馏制取无水异丙醇的模拟研究

提出一种隔壁塔萃取精馏制取无水异丙醇的新工艺．利用Aspen Plus模拟软件,对隔壁塔和常规萃取精馏工艺进行了模拟。确定了隔壁塔的主要参数：主塔为30块理论板,回流比为3．侧线精馏段为10块理论板,回流比为2,垂直隔壁位于塔内18块板到28块板之间。在此参数下．可得到质量分数99．92％的无水异丙醇;比较了2种流程的液相组成、温度及汽液相流量的变化。模拟结果表明：隔壁塔萃取精馏新工艺可以节省再沸器能耗15．6％．冷凝器能耗15.4％,能有效降低运行费用。     

变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯共沸物

使用Aspen Plus分别研究变压精馏及萃取精馏分离乙醇-苯二元共沸物的工艺流程。两种分离流程的塔设备费用相近,萃取精馏工艺较传统变压精馏工艺节能显著,再沸器节能约34%;热集成变压精馏工艺较萃取精馏工艺节能约17.2%,且所需蒸汽品位更低。     

用共沸精馏隔壁塔生产无水乙醇的研究

提出1种单塔共沸精馏生产无水乙醇的新工艺流程,即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流程中的脱水塔及提浓塔.应用ASPEN PLUS模拟软件,对新工艺流程及常规共沸精馏流程进行了模拟,并对2种工艺流程作了对比,结果显示新工艺流程可以节省能耗28.2%,并能降低设备投资费用和操作费用.     

油酚分离过程低共熔溶剂的筛选及萃取性能研究

低温煤焦油中酚类化合物的高效分离在工业上具有重要意义。采用COSMO-RS模型对40种用于间甲酚-异丙苯分离的低共熔溶剂进行筛选,结合σ-profile和σ-potential对筛选得到的低共熔溶剂的高萃取性能进行分析。并采用液液相平衡实验对筛选结果进行验证,优化了萃取工艺条件。结果表明,COSMO-RS模型筛选得到的氯化胆碱(ChCl)∶乙二醇(EG)(1∶2)、ChCl∶丙三醇(Gly)(1∶2)、ChCl∶乳酸(LA)(1∶2)三种低共熔溶剂与间甲酚之间存在较强的氢键相互作用,与异丙苯之间存在排斥作用。液液相平衡实验证实了COSMO-RS筛选结果的可靠性,其中ChCl∶EG(1∶2)具有最高的分配系数和选择性系数,且黏度最低,被选定为最佳的低共熔溶剂。在25℃、ChCl∶EG(1∶2)与模型油质量比为1∶1时,ChCl∶EG(1∶2)对间甲酚萃取率高达98.41%,同时异丙苯夹带量仅为8.41%,并且具有良好的循环使用性能。     

油酚分离过程低共熔溶剂的筛选及萃取性能研究

低温煤焦油中酚类化合物的高效分离在工业上具有重要意义。采用COSMO-RS模型对40种用于间甲酚-异丙苯分离的低共熔溶剂进行筛选,结合σ-profile和σ-potential对筛选得到的低共熔溶剂的高萃取性能进行分析。并采用液液相平衡实验对筛选结果进行验证,优化了萃取工艺条件。结果表明,COSMO-RS模型筛选得到的氯化胆碱(ChCl)∶乙二醇(EG)(1∶2)、ChCl∶丙三醇(Gly)(1∶2)、ChCl∶乳酸(LA)(1∶2)三种低共熔溶剂与间甲酚之间存在较强的氢键相互作用,与异丙苯之间存在排斥作用。液液相平衡实验证实了COSMO-RS筛选结果的可靠性,其中ChCl∶EG(1∶2)具有最高的分配系数和选择性系数,且黏度最低,被选定为最佳的低共熔溶剂。在25℃、ChCl∶EG(1∶2)与模型油质量比为1∶1时,ChCl∶EG(1∶2)对间甲酚萃取率高达98.41%,同时异丙苯夹带量仅为8.41%,并且具有良好的循环使用性能。     

隔壁共沸精馏塔分离异丙醇水溶液的模拟

提出一种单塔共沸精馏生产无水异丙醇的新工艺流程,即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流程中的脱水塔及提浓塔。应用Aspen Plus模拟软件,对隔壁共沸精馏塔流程及常规共沸精馏流程进行了模拟,比较了两种流程的液相组成、温度、汽液相流量及能耗,结果显示新工艺流程可以节省能耗14.6%,并能降低设备投资费用和操作费用。其模拟结果还需试验进一步验证。