萃取精馏法分离甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯共沸物的研究

由于甲醇/乙酸乙酯和甲醇/乙酸甲酯体系均存在共沸现象,因此对于甲醇/乙酸乙酯/乙酸甲酯三元混合物,采用普通的精馏方法很难将甲醇有效分离。本文采用萃取精馏的方法,首先分别比较了不同萃取剂对甲醇/乙酸乙酯和甲醇/乙酸甲酯体系相对挥发度的影响,并选择较为合适的萃取剂。接着利用流程模拟软件Aspen Plus对萃取精馏过程进行了全流程模拟,并对溶剂比、萃取塔理论塔板数、原料与萃取剂进料位置、萃取剂进料温度等因素对分离效果的影响进行了考察,得出了如下较优的工艺参数:萃取塔理论板数为80块,萃取塔原料进料位置为第19块板,萃取塔萃取剂进料位置为第3块板,萃取塔萃取剂进料温度为40℃,溶剂比为3.0;回收塔理论板数为5块,进料位置为第3块板。通过萃取精馏分离工艺,得到的甲醇产品纯度达到0.999以上,其中的羰基化合物质量含量小于20×10~6,符合国标GB338-2011中优等品的标准。     

DMF萃取精馏精制高纯度甲缩醛的模拟研究

甲缩醛是一种重要的化工原料,是由甲醇和甲醛反应生成,由于甲缩醛和甲醇存在共沸,普通精馏难以提纯至99%以上,需采用特殊精馏加以分离。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种高沸点的含氮类有机溶剂,通过氢键与甲醇形成络合物降低甲醇的挥发度,提高甲缩醛对甲醇的相对挥发度,从而使甲缩醛和甲醇较易分离。本文利用化工流程模拟软件Aspen Plus采用萃取精馏,以DMF为萃取剂,对甲缩醛生产中的产品精制进行了模拟计算,详细分析了萃取精馏塔理论板数、进料位置、溶剂比和回流比对产品浓度的影响,结果表明,最优工艺方案为:理论板数30,甲缩醛进料位置23,萃取剂进料位置4,溶剂比1.0,回流比1.8,塔顶产品甲缩醛含量达到99.9%,为分离过程的优化操作和设计提供依据。     

萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的模拟与优化

利用化工流程模拟软件,选用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,对萃取精馏分离乙醇-甲苯共沸物的过程进行模拟研究。考察不同溶剂对乙醇一甲苯相对挥发度的影响,筛选出适宜的溶剂为正丙苯。对溶剂和原料的进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料温度对萃取精馏效果的影响进行了模拟分析。在保证产品乙醇、甲苯质量分数均在0.998以上的条件下,萃取精馏塔模拟优化结果为:全塔总理论板数35块,溶剂进料位置第16块塔板、原料进料位置第32块塔板、溶剂比1.2、回流比1.6、溶剂进料温度为常温。模拟结果可用于指导实际过程分析和设计。     

醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏溶剂设计筛选研究

本文采用改进的遗传算法设计了醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏萃取剂,根据体系特征选取特定基团,采用子基团号直接替代基团的编码方案,设计出的分子以数字形式体现,简化传统遗传算法编码方式,提高算法运行效率。对操作算子中的选择算子,交叉算子进行了改进,避免了遗传算法自身缺陷。为了全面评价采用改进遗传算法设计的醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏萃取剂,本文建立了模糊综合评价的优化筛选方法,从选择性,溶解度,热容,粘度,相对分子量,沸点及毒性等方面对设计出的萃取剂进行综合评判,使评价结果更加可靠。设计结果表明:采用该设计方法设计的萃取剂如水,二甲亚砜,丙三醇和乙二醇等与工业生产上使用的萃取剂具有很好的一致性。且设计出的萃取剂水和丙三醇相对挥发度的预测值与文献报道值相对偏差分别为0.71%和6.35%。醋酸甲酯-甲醇体系萃取剂设计过程主要考虑分离效果方面的性能,在化工生产中还需要考虑萃取剂的可操作性和经济成本,对设计结果中的典型分子,采用模糊综合评价的方法对其进行优劣判断。筛选评价结果显示从醋酸甲酯-甲醇体系萃取精馏分离效果、可操作性和经济性综合考虑,水,二甲亚砜,丙三醇,乙二醇及十一烷是效果较好的萃取剂。设计和筛选结果表明本文研究方法具有较好的可靠性和应用价值。     

乙酸乙酯-乙腈萃取精馏的模拟优化

应用化工模拟软件Aspen Plus对乙酸乙酪-乙腈最低共沸物系的连续萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为二甲基亚砜(DMsO)。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程,并利用灵敏度分析考察了萃取精馏塔的全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂对原料的体积比)等因素对分离效果的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为33,原料和萃取剂分别在第26块和第5块理论板进料,回流比为1.5,溶剂比为3。模拟与优化结果为乙酸乙酯.乙腈萃取精馏分离过程的设计和操作提供了依据。     

二乙氧基甲烷-乙醇-水体系萃取精馏溶剂的筛选

由于二乙氧基甲烷-乙醇-水体系形成共沸物且共沸点接近,不能用普通精馏的方法分离,本文提出采用萃取精馏分离法。从二乙氧基甲烷、乙醇、水与溶剂分子之间存在的诱导力、静电力、色散力及氢键出发,分析和对比十二类溶剂,提出选用多元醇、水、胺类、酮作为萃取精馏溶剂;通过汽液平衡釜测定有所选溶剂存在时,各组分问的相对挥发度,确定乙二醇为分离二乙氧基甲烷一乙醇的良好溶剂;而乙二醇加盐作为复合溶剂,可提高二乙氧基甲烷-乙醇的分离效果。     

带有热量集成的乙醇-水萃取精馏过程模拟

使用Aspen Plus,首先对乙醇-水萃取精馏过程的7种萃取剂的分离效能进行了模拟比较,结果显示:丙三醇DMSO乙二醇DMF糠醛苯甲醛NMP;接着,以丙三醇为萃取剂,设计了最优的萃取精馏工艺流程,并确定了萃取精馏过程中萃取精馏塔(理论板数:16,回流比:2,原料进料位置:12,萃取剂的进料量:230 kmol/hr和进料位置:4)和溶剂回收塔(理论板数:7,进料位置:3和回流比:3)的最佳工艺条件;最后,本文还利用热量集成的方法对系统的废热进行了回收利用,不但节约能耗3262.72 kW,还顺产1 MPa低压蒸汽127 kmol/hr。本研究为乙醇.水萃取精馏分离工艺的工业化提供了理论依据和设计参数。     

乙酸乙酯-水共沸体系萃取精馏萃取剂的分子设计

本文以修改的遗传算法设计萃取精馏乙酸乙酯-水共沸体系萃取剂的分子,设计过程包括4个部分:初始化种群,适应度函数计算,遗传算法操作算子的设计,分子设计结果分析.用基团号重新编码的方案表示初始化种群中的分子,适应度函数以给定的分子性质限制来表示,以S形函数和高斯函数度量,改进遗传算子中的选择策略和交叉算子,使分子结构稳定且形式多样,避免遗传算法不易得到全局最优解和收敛容易提前.分子设计结果分析是从工业应用的角度出发,对设计出的最终子代中适应度值接近于0.70的分子,从相对挥发度、熔点、沸点等方面进行综合筛选,得到经济合理、应用价值较高的萃取剂.最终编制出乙酸乙酯-水体系萃取精馏萃取剂分子的程序,找出乙二醇,二乙醇胺及二甲亚砜等较好的萃取剂.作者等提出的方法对预测相对挥发度的值与顾正桂等报道值的相对偏差小于10％,方法可靠.     

萃取抽提混合二乙苯中间二乙苯的研究

采用单级循环汽液平衡釜测定混合二乙苯不同组分与溶剂之间的汽液平衡数据,计算间二乙苯与主要组分之间的相对挥发度,并与模拟结果进行对比,确定萃取精馏分离的最佳溶剂。采用Aspen Plus软件进行模拟研究,考察了理论板数、塔顶采出比、溶剂比、回流比等因素对分离过程的影响。模拟结果表明,在理论板数为80块、进料位置为第40块、塔顶采出料比为0.7:1、溶剂比为5:1及回流比为5:1的优化条件下,间二乙苯质量含量由59.00%提高到79.00%,收率达到93.73%以上。本文研究为进一步萃取和结晶提取间二乙苯提供条件。     

Aspen Plus异丁醇-水萃取精馏过程的模拟计算

借助Aspen Plus,对异丁醇-水体系萃取精馏过程所用的溶剂1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、甘油、乙二醇等进行了模拟计算,确定分离能力大小的顺序为:1,4-丁二醇>甘油>乙二醇>1,2-丙二醇>1,3-丙二醇>1,3-丁二醇。在此基础上,以1,4-丁二醇为萃取剂,对该体系的萃取精馏过程进行了模拟计算,确定了萃取精馏过程的最佳工艺操作条件,并在此条件下获得质量浓度高达99.75%的异丁醇产品。为异丁醇-水萃取精馏分离工艺工业化提供了理论依据和设计参考。     

利用PRO/Ⅱ和塔板设计软件开发异丙醇工艺

提出了一种适合于连续化操作的异丙醇新工艺,并利用ＰＲＯⅡ软件与其它工艺进行模拟计算,证明这种新工艺最好。在此基础上利用塔板设计软件对新工艺精馏塔板进行设计。     

苯-环己烷体系萃取精馏溶剂的计算机筛选

为了对苯-环己烷体系进行萃取精馏溶剂的计算机筛选,采用了基于UNIFAC分子设计方法并结合Aspen数据库进行了萃取精馏溶剂的初步筛选。利用全塔模拟筛选法对初选溶剂做了进一步的筛选,获得了效果较好的一组溶剂为：含氮杂环化合物-NMP、酰胺类-DMF、醇类-四甘醇、三甘醇等。得出结论酯类和酸类分离效果一般,酯类化合物中分...     

加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程模拟

以改进的LIQUAC模型为热力学基础,编写了计算电解质溶液汽液平衡的子程序,并将其链接到化工流程模拟软件PRO/Ⅱ5.10中,进而模拟了加盐萃取精馏制取无水乙醇的工艺流程。模拟结果与工业生产的实际情况基本符合。在此基础上,将此工艺与本文及其它文献中模拟的溶盐精馏、萃取精馏和共沸精馏等各种制取无水乙醇的工艺进行了比较研究。     

Comparison of pressure-swing distillation and extractive distillation with varied-diameter column in economics and dynamic control

Pressure-swing distillation and extractive distillation are two common methods for azeotrope separation. The economics and controllability are two crucial factors for evaluating the feasibility of a separation process. A varied-diameter column (VDC) was used in the process design to evaluate its economics and controllability. Five azeotropic systems were investigated in order to compare the economics of pressure-swing distillation and extractive distillation with a VDC. Results indicate that pressure-swing distillation with a VDC saves more money than extractive distillation. The dynamic control were evaluated in the acetone-methanol system for both processes with a VDC. The improved control structure for pressure-swing distillation with a VDC can handle ±20% disturbances effectively, while the improved control structure for extractive distillation with a VDC can only handle ±10% disturbances. A comparison of the two methods from the viewpoint of economics and controllability demonstrates that pressure-swing distillation is more suitable when using a VDC.     

复合萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水的研究

介绍了乙酸乙酯在工业生产中的应用；在前人的研究基础上，采用合适的萃取剂，在萃取塔上考察了不同溶剂比、回流比等因素对产品纯度的影响，并摸索复合萃取分离乙酸乙酯－乙醇－水三元体系的适宜操作条件，在溶剂比为1：1：1，R=4时，能一次得到高浓度（99．5％）的乙酸乙酯，同时得到95％的乙醇溶液，得率高、能耗低，为工业试验提供了基础数据。     

稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟

醋酸是一种重要的化工原料,其水溶液广泛存在于各类工业过程中。由于醋酸与水会缔合使得两者的相对挥发度不大,生产中用于分离醋酸/水的工艺能耗较高,因此研究者和工业界都在寻求更好的分离方法。本文以醋酸正丙酯做挟带剂,应用Aspen Plus流程模拟软件,汽相逸度采用Hayden-O’Connell方程,液相活度系数采用NRTL方程计算,实现了稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟。本文详细讨论了全塔理论板数、进料位置、回流比等因素对脱水塔性能的影响。结果表明,在理论板数50块,回流比3.2,醋酸进30块板,挟带剂与进料比0.15条件下,塔釜得到醋酸浓度高于95%。模拟结果对醋酸脱水工艺的设计和改造具有重要的指导意义。     

采用改进的遗传算法与Mod.UNIFAC基团贡献设计萃取剂

将Mod．UNIFAC基团贡献法与改进的遗传算法相结合,进行萃取精馏萃取剂的分子设计。针对遗传算法搜索效率低和不易得到全局最优解等问题,对遗传算法的编码方案和遗传操作算子中的选择和变异算子进行了改进,有效避免了该方法的自身缺陷。将其应用于乙醇-乙酸乙酯体系,设计得到了三甲苯、丙三醇、氯苯等高效萃取剂,将相对挥发度的预测值与文献值比较,平均偏差小于8%。说明了所采用的方法是准确可靠的。     

异戊二烯萃取精馏过程的能量分析与节能

萃取剂的选取、用量及萃取精馏流程的集成是影响萃取精馏过程能耗的重要因素。本文对从C_5馏分中萃取精馏分离异戊二烯过程的能耗进行了分析,在ACN为萃取剂条件下,采用常规塔序热集成方案可以节能42．91%,在满足工艺指标的条件下,采用热偶精馏流程可以节省过程能耗58．70%。