四氢呋喃-甲醇-乙酸甲酯-水热集成双溶剂萃取精馏工艺

针对四氢呋喃-甲醇-乙酸甲酯-水四元物系中存在多个二元共沸物的特点,本工作提出了常规双溶剂萃取和热集成双溶剂萃取两种精馏工艺。基于WILSON方程计算得到热力学数据,并对萃取剂进行了筛选。结果表明,对于四氢呋喃-甲醇和乙酸甲酯-甲醇共沸物系,选用水作为萃取剂最为合适;而对于四氢呋喃-水和乙酸甲酯-水共沸物系,则选用乙二醇作为萃取剂最为合适,且总溶剂比为0.65,乙二醇和水的比例为1.3。在此基础上,以能耗和年总费用(TAC)作为精馏工艺的评价指标,对提出的常规双溶剂萃取和热集成双溶剂萃取精馏工艺进行了模拟,并利用夹点分析技术对双溶剂萃取精馏系统的换热网络进行了优化。研究结果表明,优化后的换热网络其冷公用工程消耗降低44.12%,热公用工程消耗节约42.49%。与常规双溶剂萃取精馏工艺相比,热集成双溶剂萃取精馏工艺其能耗降低约43.29%,节省TAC约26.89%,热力学效率提高了3.25%。可见,热集成双溶剂萃取精馏工艺用于分离以上四元共沸物系,具有较好的技术经济优势。     

离子液体萃取剂萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物

以离子液体(ILs)[BMIM][NTF₂]和[HMIM][NTF₂]为萃取剂，萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物，通过分子模拟分析了ILs促进目标共沸物的分离机理；基于汽液平衡实验数据，获得新的NRTL热力学模型参数；选用常规的二组分双塔分离流程，实现了目标共沸体系的分离。作为对比，同时构建了以苯酚为萃取剂的萃取精馏和变压精馏流程。基于Aspen Plus软件平台，分析了上述各流程分离单元主要操作参数对分离过程性能的影响，考察并对比了各流程能耗、年总成本(TAC)和碳排放。结果表明：离子液体工艺可实现丙酸甲酯+甲醇共沸物的有效分离，产品纯度达到99.9%(质量分数)，[HMIM][NTF₂]工艺与[BMIM][NTF₂]、苯酚及变压精馏工艺相比，TAC降低11.68%～43.68%、CO₂排放减少32.11%～68.46%。结果可为共沸物丙酸甲酯+甲醇分离新工艺设计及优化提供理论支撑和实际指导。     

萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系模拟与优化

以糠醛作为萃取剂分别使用常规萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和差压热集成萃取精馏对苯和环己烷体系进行分离研究,使用流程模拟软件Aspen Plus V8.4进行模拟分析,对初步设计的三稳态流程,分别进行灵敏度分析,使用多目标遗传算法对过程进行整体优化以获得最优结构参数。结果表明,隔壁塔萃取精馏和差压热集成萃取精馏相对于常规萃取精馏所需再沸器热负荷可分别减小21.5%和15.7%。对三工艺流程进行经济性分析,发现与常规流程相比,隔壁塔萃取精馏的年总费用下降了6.0%,而差压热集成萃取精馏年总费用增加了50.8%,为萃取精馏分离苯/环己烷共沸体系工业化设计提供了理论依据和设计参考。     

[Emim]AC萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇工艺模拟

以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]AC)为萃取剂,萃取精馏分离乙酸甲酯和甲醇共沸体系。采用Aspen Plus流程模拟软件,对萃取精馏工艺进行了模拟和优化。考察了溶剂比、全塔理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置和回流比等工艺参数对分离效果的影响。萃取精馏塔的最佳工艺参数为:全塔理论板数30,原料和萃取剂进料位置分别为第23块和第2块理论板,回流比为1.0,溶剂比为0.7。闪蒸罐操作温度和压力分别为85℃和20 kPa。在最优工艺条件下,产品乙酸甲酯的质量分数达到99.95%,甲醇的质量分数达到99.54%,均满足分离要求。说明采用离子液体[Emim]AC作为萃取剂分离乙酸甲酯和甲醇共沸物具有工业应用前景。     

离子液体应用于乙酸乙酯一乙醇体系萃取精馏的流程模拟

对采用离子液体作为萃取剂的乙酸乙酯-乙醇体系的萃取精馏进行了流程的概念设计和Aspen Plus模拟.模拟结果表明,当回收率为98%时,可以得到纯度(摩尔分数)为99.60%的乙酸乙酯产品.同时在回流比相同时,比较了本文考察的两种离子液体的分离性能和能耗,并且进一步讨论了回流比和萃取剂的流率对乙酸乙酯纯度的影响.模拟结果可以作为下一步精馏实验和流程设计的理论指导.     

大温差热敏性体系节能精馏工艺研究

基于乙醛-水-巴豆醛-3-羟基丁醛大温差热敏体系的特点,采用合适的操作压力,控制精馏塔塔内温度,提出了多种节能精馏工艺。使用Aspen Plus流程模拟软件中的Radfrac模块模拟精馏塔,对该体系的常规精馏、带中间冷凝器的精馏以及带中间冷凝器的热集成精馏工艺进行模拟。以年总费用(TAC)和能耗为目标函数,对各种工艺参数进行优化。研究结果表明,与常规精馏工艺相比,带中间冷凝器的精馏工艺TAC节约了10. 35%,能耗相当;带中间冷凝器的热集成精馏工艺TAC节约了28. 78%,能耗节省24. 20%。带中间冷凝器的热集成精馏工艺是分离该体系的一条高效节能的路线。     

萃取精馏分离异丙醇-水共沸物的模拟及节能

利用Aspen Plus软件对异丙醇脱水常规萃取精馏流程、带液相侧线抽出萃取精馏流程及带气相侧线抽出萃取精馏流程进行模拟,并以最小年总费用(TAC)为目标对3种工艺进行全局经济优化。结果表明,与常规萃取精馏相比,带液相侧线抽出萃取精馏流程的TAC下降了6.99%,CO_2排放量减少7.85%;带气相侧线抽出萃取精馏流程的TAC降低了7.42%,CO_2排放量减少9.94%。带气相侧线抽出萃取精馏工艺最优操作参数:T-101塔板数为37,回流比为0.96,萃取剂进料量为8 500 kg/h,T-201塔板数为12,回流比为0.2。该研究结果可为异丙醇脱水萃取精馏的设计及节能提供一定的理论依据。     

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。     

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。     

离子液体反应萃取精馏合成乙酸乙酯

采用离子液体1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO₃bmim][HSO₄])和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BMIM][Tf₂N])分别作为催化剂和萃取剂,对乙酸甲酯与乙醇合成乙酸乙酯和甲醇的反应萃取精馏(RED)过程进行了模拟计算。在反应动力学和汽液相平衡分析基础上建立了反应萃取精馏流程,研究了理论板数、回流比、持液量、进料位置、溶剂比(萃取剂进料与原料进料摩尔流量的比值)、催化剂进料流量等参数对反应萃取精馏过程的影响。在优化的操作条件下,甲醇纯度为0.9922,乙酸乙酯纯度为0.9905,乙酸甲酯转化率为0.9922。     

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。     

离子液体萃取精馏分离丙酮-甲醇共沸体系过程模拟

使用Aspen Plus过程模拟软件,模拟了离子液体1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯([MMIM][DMP])作为萃取剂,萃取精馏分离丙酮和甲醇共沸物的过程.分析了全塔理论板数、原料进料位置、回流比、塔顶产品产出量等因素对分离丙酮和甲醇共沸物分离效果的影响.获得的最佳工艺条件为:萃取精馏塔的全塔理论板为40块,原料进料...     

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。     

[DMIM]MS萃取精馏制取无水乙醇的过程模拟

以离子液体1,3-二甲基咪唑硫酸甲酯盐([DMIM]MS)为萃取剂制备无水乙醇。基于Aspen Plus流程模拟对该过程进行了模拟,优化了各项工艺参数。在最佳工艺参数下模拟,产品乙醇的质量分数为99.84%,水的质量分数为99.37%。说明以[DMIM]MS为萃取剂萃取精馏制备无水乙醇具有工业应用前景。     

离子液体应用于丙酮-甲醇体系萃取精馏的技术研究

使用Aspen Plus过程模拟软件,模拟了离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM] Cl)作为萃取剂,萃取精馏分离丙酮和甲醇共沸物的过程.分析了全塔理论板数、原料进料位置、回流比、塔顶产品产出量等因素对分离丙酮和甲醇共沸物分离效果的影响.获得的最佳工艺条件为:萃取精馏塔的全塔理论板为27块,原料进料位置为第...     

萃取精馏分离混合碳四中正丁烯的模拟探讨

甲乙酮新生产工艺-正丁烯水合法的成功开发,增加了正丁烯的利用方式。工业上用一般精馏方法分离正丁烯,得到的正丁烯产品纯度和收率都比较低,进而会影响合成甲乙酮的产率以及产量。萃取精馏作为一种分离共沸物的有效方法,可以用来分离正丁烯。选取合适的萃取剂,经由萃取精馏自混合C4中分离出正丁烯,得到较高纯度和产率的正丁烯,降低生产中的能耗,将会对合成甲乙酮产生重要的影响。本文通过Aspen Plus模拟软件对萃取精馏分离混合碳四中正构烯烃过程进行了模拟,对萃取剂及工艺参数的选择进行了探讨。     

甲醇-丙酮共沸物分离的研究进展

主要介绍了甲醇-丙酮共沸物系变压精馏和萃取精馏两种分离方法的研究进展。经过比较,萃取精馏方法在经济成本方面更具有显著优势。关于萃取精馏,首先阐述了萃取剂的选取以及近些年来萃取剂的研究,主要集中在3个方面:传统单一溶剂、各种盐类和离子液体。其次还介绍了各种萃取剂所对应的气液平衡模型的应用情况和操作条件的优化等方面,并对萃取精馏及其萃取剂的应用提出了展望。     

萃取精馏分离苯-异丙醇共沸体系的模拟

通过COSMO-RS软件计算,选择离子液体1-己基-3-甲基咪唑醋酸盐([HMIM]Ac)作为萃取精馏分离苯-异丙醇的共沸物合适的萃取剂。采用Aspen Plus流程模拟软件模拟苯-异丙醇共沸体系的连续萃取精馏过程。对两塔连续萃取精馏工艺过程,使用灵敏度分析工具优化,得出当回流比为1. 4、溶剂比为0. 365时,产品苯的纯度为99. 99%,异丙醇的纯度为99. 99%。此结果可为苯-异丙醇共沸体系的萃取精馏过程工艺设计提供理论基础。     

精馏回收制药废液中四氢呋喃和甲醇工艺的模拟与实验

以ChemCAD软件对含有四氢呋喃、甲醇和水的制药废液的萃取精馏分离进行了模拟。以ChemCAD软件确定乙二醇为萃取剂,采用三塔流程分离该混合物。首先模拟以具有24块理论板的精馏塔进行萃取精馏从混合物中分离出四氢呋喃,废液在第17块板以饱和液体进料,萃取剂在第2块板以饱和液体进料,溶剂比采用1.65,回流比为1.5,四氢呋喃回收率可达99.5%。萃取剂乙二醇回收所需塔板数为5块,甲醇回收所需塔板数为18块。通过实验验证了萃取精馏模拟结果的可靠性。     

离子液体萃取精馏技术在甲醇-碳酸二甲酯分离中的应用

针对甲醇-碳酸二甲酯共沸物分离难题,采用萃取精馏技术并以离子液体3-辛基-1-甲基四氟硼酸盐（[omim][BF₄]）为萃取剂进行流程设计和Aspen Plus模拟。根据气液相平衡数据回归了NRTL气液模型的二元交互参数,确保模拟结果准确。通过优化萃取剂用量、最佳回流比、进料位置和闪蒸塔的工艺条件等操作参数,实现了甲醇和碳酸二甲酯有效分离,并使产品质量分数达到99.5%以上。通过与草酸二甲酯作为萃取剂的工艺进行对比,发现[omim][BF₄]工艺对分离设备要求更低、萃取剂用量更小,且分离能耗相当。经济分析结果则表明,[omim][BF₄]工艺塔费用和填料费用分别为草酸二甲酯工艺的78%和37%,在设备投资上具有一定优势;但工艺能耗费用增加4%,萃取剂费用为草酸二甲酯费用的6.5倍,最终年总花费与草酸二甲酯工艺相当。因此,[omim][BF₄]工艺用于甲醇-碳酸二甲酯萃取精馏具有一定的应用前景。