碳酸二甲酯-甲醇共沸物的分离方法研究进展

碳酸二甲酯被称为有机合成的基石和绿色化学品，是最重要和具有广阔前景的化合物之一。介绍了碳酸二甲醇—甲醇共沸物的分离方法及汽液平衡研究情况，重点介绍共沸精馏和萃取精馏分离该共沸物的研究进展。     

碳酸二甲酯-甲醇萃取精馏分离的模拟

根据碳酸二甲酯(DMC)和甲醇摩尔比为4～5的混合物体系分离的要求,提出了预分离塔、萃取精馏塔和溶剂回收塔相结合的三塔流程.流程中以糠醛为萃取剂,Wilson为热力学计算模型,以DMC和甲醇摩尔比以4为例,通过采用过程模拟软件,对此分离过程进行模拟计算.讨论了在常压下,回流比、溶剂比、进料位置和萃取剂进料温度对分离过程的影响,得到了最佳工艺操作参数.最终产品DMC的纯度大于99.50%,甲醇的纯度99.94%.     

水-乙酸甲酯-四氢呋喃三元共沸物系热集成萃取精馏工艺

针对水-乙酸甲酯-四氢呋喃三元共沸体系的特点,提出了热集成萃取精馏工艺对其进行分离研究。选择WILSON热力学模型计算该物系的气液相平衡数据,利用ASPEN PLUS软件中的两相闪蒸模块,模拟得到了不同萃取剂条件下,该物系各共沸组分间的相对挥发度。结果表明,乙二醇作为该物系的萃取剂比较合适,且最佳的溶剂比为0.37。在此基础上,以能耗和年总费用(C_AT)作为技术经济评价指标,对常规三塔萃取精馏工艺进行了模拟与参数优化,并利用夹点分析技术对精馏系统的换热网络进行了优化。基于换热网络的优化结果,对常规三塔萃取精馏工艺进行了热量集成。研究结果表明,与常规三塔萃取精馏工艺相比,热集成萃取精馏工艺其能耗降低约34.70%,C_AT节省约21.98%,热力学效率提高约36.34%。因此,热集成萃取精馏工艺是分离该三元共沸物系比较合适的节能工艺。     

甲苯-正庚烷共沸体系萃取精馏分离的模拟与优化

基于Aspen Plus流程模拟软件,采用苯酚做萃取剂,对甲苯-正庚烷共沸体系的萃取精馏分离过程进行模拟与优化.采用Sensitivity灵敏度分析模块分析考察了原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比及溶剂比对萃取精馏分离效果的影响,得到了最佳操作条件.优化结果可为甲苯-正庚烷萃取精馏分离工艺工业化设计提供了理论依据和设计参考.     

萃取精馏隔壁塔分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系的模拟与优化

利用Aspen plus软件对乙酸乙酯-乙腈共沸物系采用萃取精馏方案进行模拟和全局经济优化。在此基础上,对该物系提出了萃取精馏隔壁塔三塔等价模型分离方案,并对该流程进行模拟和优化。结果表明:萃取精馏隔壁塔较传统萃取精馏塔在节约能耗和减少设备投资方面有明显的优势,萃取精馏隔壁塔方案比传统两塔萃取精馏方案在年度设备投资费用上节约22.1%,年度操作费上节约8.3%,年度总费用上节约13.1%。并且将塔底循环萃取剂与原料进行换热,进而进一步减少了能耗。这一研究将对工业分离乙酸乙酯-乙腈共沸混合物提供理论指导意义。     

间歇萃取精馏分离甲醇-丙酮共沸物的研究

在常规间歇萃取精馏实验装置中,研究了以水为萃取剂间歇萃取精馏分离甲醇-丙酮共沸物的过程.考察了萃取剂、回流比、全回流时间、共沸物组成、溶剂与混合物的质量比等因素对萃取精馏分离甲醇-丙酮共沸体系的影响.     

共沸物分离的精馏-膜分离集成工艺策略

针对工业共沸物类型繁多而导致分离工艺的千差万别,本研究提出了一种基于智能型遗传规划(GP)的精馏-膜分离集成过程综合求解策略。对于任何的共沸物分离,其可以快速计算出经济最优的精馏-膜分离集成工艺流程。本研究以甲醇-甲苯共沸物系和适用于此物系的壳聚糖膜为计算实例,对该物系的三种进料流量及三种进料组成匹配的各种情况分别进行优化以验证算法的可靠性。计算结果表明:算法可以快速准确地搜索到各种进料情况下的最优集成流程。对多组最优数据分析发现,该物系的进料组成变化对膜面积影响较大,进而影响膜分离费用。本研究提出的综合求解策略可随时对各类膜的费用模型进行修正,因此可对尚处于实验研究阶段的膜的未来工业化应用与进一步改性提供帮助。     

四氢呋喃-水恒沸物萃取精馏的模拟计算

用Wang和Henke泡点法对宽沸点体系的萃取精馏进行了模拟计算,结果表明:在塔板数为12块、泡点进料并满足塔顶产品含量大于99.5%的情况下,进料位置为第8块、溶剂比为1、回流比为1.5 塔顶产品的采出量为0.5 mol/s时,该萃取精馏的状况较好.此外,还就Wang 和Henke泡点法对宽沸点体系的萃取精馏模拟计算的收敛性进行了探讨.     

优化分离甲醇与碳酸二甲酯共沸物

采用正交试验设计，运用计算机对实验数据进行最优化处理，从而确定了甲醇与碳酸二甲酯共沸物分离的最佳工艺条件，以此工艺路线分离所得的ＤＭＣ纯度主９９．８７％，收率达８７．５％。     

间歇精馏分子异丙醇—水二元共沸物的模拟

以乙二醇为溶剂,使用Aspen Plus化工模拟软件中的BatchFrac模块,基于UNIFAC模型,对异丙醇-水二元共沸物的间歇萃取精馏过程进行间歇萃取精馏模拟,研究了不同操作参数（如溶剂比、回流比、溶剂进料位置、溶剂进料温度等）对整个精馏过程的影响,对各工艺参数进行了分析与优化。结果表明,对于处理量为100kmol的异丙醇-水溶液,精馏塔具有20块塔板,溶剂比为2,回流比为5,溶剂进料位置在第3块塔板,溶剂进料温度为80℃时,塔顶异丙醇质量分数可达0.998,收率可达0.978。     

萃取精馏分离四氢呋喃/水共沸物系的Aspen模拟

以从制药废液中回收四氢呋喃为例,详细研究萃取精馏过程的Aspen Plus模拟和优化.通过实验与热力学模型预测的对比确定NRTL方程能更准确地描述THF-水-DMSO三元混合物系气液相平衡;分析THF-水-DMSO三元混合物系剩余曲线说明DMSO是萃取精馏分离该共沸物系的可行萃取剂;设计萃取精馏分离工艺流程并以萃取精馏塔为例,运用灵敏度分析对过程进行优化,结果表明:200 kmol/h进料量的常压萃取精馏,塔板数22,萃取剂和原料液分别在第4和第18块板进料,回流比1.0,溶剂比0.45的条件下可得到纯度高于99.85%的THF,回收率高于99.5%.     

萃取精馏分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系的优化与控制研究

针对乙酸乙酯-乙腈物系提出了以二甲基亚砜为萃取剂的连续萃取精馏分离方案,利用Aspen Plus对此分离工艺进行了模拟,以TAC(年度总费用)最小为目标函数进行全局经济优化,在此基础上,首次将该流程导入Aspen Dynamics并建立控制结构,针对基本控制结构存在的响应速度慢和波动幅度大的问题进行改进。结果表明:改进的固定R/F(回流量与进料量的比值)和Q/F(再沸器热负荷与进料量的比值)的比例控制结构,在流量和组成扰动下响应速度较快且产品纯度能维持在产品要求范围内。     

正丙醇脱水萃取与共沸精馏隔壁塔工艺经济性对比

针对正丙醇脱水分离的常规萃取精馏及共沸精馏工艺能耗较高的缺点,提出以二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂的萃取精馏隔壁塔工艺、以乙酸乙酯为共沸剂的共沸精馏隔壁塔工艺两种分离方案。利用Aspen Plus软件进行了以上两种流程模拟并以年度总费用最低为优化目标对两种工艺分别进行全局优化,得到两种流程的最优设备及操作参数,并对其经济性进行对比分析。结果表明:共沸精馏隔壁塔工艺的年度操作费用比萃取精馏隔壁塔工艺降低约28.68%,其年度总费用降低约17.63%,说明共沸精馏隔壁塔工艺更具经济优势和工业应用性。     

萃取精馏分离甲醇与醋酸甲酯的实验研究

建立了一套φ40mm精馏塔。用水作萃取剂进行了萃取精馏分离醋酸甲酯和甲醇的共沸物的实验研究,探讨了溶剂比、回流比、原料液温度和萃取剂温度等主要影响因素的改变对萃取精馏过程的影响。本文建议采用的操作条件：溶剂比为2-3;回流比为0．75－1．0;进料温度为泡点温度;萃取剂温度为常温。     

共沸精馏法浓缩磷酸的研究

本文采用筛选出的辛烷作挟带剂，对共沸精馏法浓缩化学纯磷酸和二水物湿法磷酸进行了研究。浓缩后磷酸的Ｐ２Ｏ５浓度分别达到５７％和５０％左右。本法具有能耗低，Ｐ２Ｏ５损失少、腐蚀性小、不易结垢以及挟带剂可循环使用等特点。     

复合式间歇萃取精馏模拟与实验研究

采用复合塔实现萃取精馏的间歇操作,用于分离近沸点物系.建立恒摩尔持液模型,通过两点隐含法求解,模拟结果与实验数据符合良好.应用此模拟程序研究复合式间歇萃取精馏操作规律,发现增大回流比有利于提高产品量,但操作时间增大;萃取剂越多分离效果越好,得到的合格产品越多,但所需的热负荷及操作时间增加;加大中间回流量利于分离进行,但应以保持中间罐内存物液为限.