乙二醇独乙醚-甲基异丁基酮-水三元非均相共沸物系分离研究

实验考察了液液萃取法、加盐分相法、共沸精馏法对乙二醇独乙醚-甲基异丁基酮-水( EC+ MIBK+ H2O)三元非均相共沸物系的分离效果.结果表明:以苯、甲苯、环己烷为萃取剂的液液萃取法分离效果较差;以K2CO3晶体为加盐相的加盐分相法,虽然可以取得较好的分离效果,但是不利于工业化生产;以甲基异丁基酮为夹带剂的间歇式共...     

丙酮-甲基异丙基酮-水三元非均相共沸物精馏研究

用剩余曲线图(RCM)方法对丙酮-甲基异丙基酮(MIPK)-水三元非均相共沸物系进行分析,提出通过利用中间液-液分离器,在一个塔中实现丙酮、MIPK、水的分离。结合残余曲线、蒸馏边界线、精馏段和提留段浓度轮廓线、中间液-液分离器相平衡线等曲线对提出的丙酮、MIPK、水三元物系非均相共沸精馏过程进行了详细的分析,对非均相共沸精馏过程的设计和操作都将会起到重要的作用。以MIPK生产中的分离过程为例,建立了节能型精馏流程,结果表明,该流程可以节省设备投资,简化操作,降低生产成本。     

3-甲基丁酮分离工艺模拟

本研究通过对3-甲基丁酮合成液的剩余曲线图的分析，提出该合成液的分离流程，并用ASPEN PLUS软件对此分离流程进行模拟。模拟结果表明此流程可以得到高纯度的产品，且3-甲基丁酮和丙酮收率较高。     

非均相共沸精馏法分离2-氯乙醇-水

以环己烷、甲苯和1,2-二氯乙烷为候选共沸剂,采用非均相共沸精馏法从2-氯乙醇/水共沸物中分离出高浓度2-氯乙醇产品。通过ASPEN物性分析功能研究了不同共沸剂与2-氯乙醇/水体系形成共沸物的情况,并根据三元相图进行了过程的概念设计。在此基础上,通过ASPEN模拟和优化了采用不同共沸剂的分离过程的工艺条件,并以年度总费用最小为依据选择了甲苯为共沸剂,此时最优工艺条件为:共沸塔总理论板数为20块塔板,进料位置在第8块塔板,回流比为2;脱水塔总理论板数为30块塔板,进料位置在第20块塔板,回流比为1.5。在此工艺条件基础上进行了实验,结果表明2-氯乙醇产品纯度可达到99%以上,且回收率在93.5%,实验结果与模拟结果能较好吻合,文中的研究可为2-氯乙醇-水分离的工业化提供参考。     

丁酮-水非均相间歇共沸精馏研究

针对目前精细化工领域丁酮溶剂精制回收利用问题,本文提出了以环己烷为共沸剂的非均相间歇共沸精馏分离丁酮-水共沸混合物的方法。首先,对该非均相间歇共沸精馏进行了工艺模拟计算,模拟结果显示:常压下丁酮-水-环己烷三元体系形成三元最低共沸物,可以在正常操作条件下获得高纯精制丁酮,根据模拟结果得出了最优化操作参数,并依照该参数进行了丁酮-水-环己烷三元体系的非均相间歇共沸精馏实验,实验结果表明:粗丁酮溶剂中只需加入少量环己烷,经过脱水,脱共沸剂两个工艺步骤,就可以得到含量大于99.7wt%的高纯精制丁酮,且脱除的共沸剂因只含有溶剂丁酮可以循环使用,并且与模拟计算结果非常吻合。该方案可应用于工业生产,且能耗成本较目前通用工艺更低,对于目前的丁酮回收设计具有指导意义。     

非均相共沸精馏分离乙二醇及1，2一丙二醇的研究

由于乙二醇及1,2一丙二醇的沸点相近,采用常规精馏方法难以分离。本文通过非均相共沸精馏的方法采用乙苯、混合二甲苯、异丙苯三种共沸剂进行实验,结合共沸剂的选择性和共沸物的共沸点来确定共沸剂。通过实验结果分析发现混合二甲苯能明显提高乙二醇及1,2一丙二醇的挥发度,是分离乙二醇及l,2一丙二醇良好的共沸剂。     

带共沸的乙醇/乙酸乙酯/2-丁酮三元物系变压精馏分离过程及其参数优化

提出了一种带两股循环的三塔变压精馏结构用于分离乙醇（C₂H₅OH）/乙酸乙酯（C₄H₈O₂-3）/2-丁酮（C₄H₈O-3）三元混合物。由该三元混合物的剩余曲线图（RCM）可知,在大气压下该混合物的每一对组元均形成二元最低共沸物,且乙醇/乙酸乙酯二元共沸物组成随压力变化敏感。三个最低共沸物的同时存在形成了精馏边界线夹紧点现象,而通常压力下的精馏塔无法跨越,以至于传统变压精馏无法应用。通过对精馏塔压力的最优化克服了这一困难,提出了新的分离流程,并对过程进行严格稳态模拟。针对初分塔（T1）塔压不同的6种流程,采用序贯迭代法对各塔的塔板数、进料板位置、回流比等参数进行了优化。通过对比6种流程的经济评价和比较,得到了T1塔的最优压力,并经过能量集成使得过程的年度总费用降低了14.88%。     

二元非均相共沸物分离过程模拟计算

对双塔流程进行了模拟，提出了二元非均相共沸物分离过程的模拟计算方法，可供工程计算参考。     

间歇共沸精馏分离乙二醇单甲醚-水物系

通过绘制乙二醇单甲醚-水-共沸剂的简捷剩余曲线,提出了以乙酸异丙酯作为间歇共沸精馏法分离乙二醇单甲醚-水物系的共沸剂。然后完成剩余曲线数据的测定实验,根据实验数据绘制乙二醇单甲醚-水-乙酸异丙酯三元物系的剩余曲线图,确定了乙二醇单甲醚-水共沸物系的分离工艺。并通过实验研究了共沸剂加入量对乙二醇单甲醚回收率的影响,从而确定了适宜的共沸剂配比：当共沸剂与原料中水的质量比为2～2.5时,乙二醇单甲醚的一次性收率在90%以上。     

共沸蒸馏在化工生产中的应用与研究进展

共沸蒸馏为共沸物或相对挥发度接近于1的非理想物系的分离过程提供了选择。介绍了蒸馏残余曲线图的热力学原理,并以反应蒸馏生产乙酸乙酯工艺为例说明了蒸馏残余曲线图在流程设计等方面的应用。分别从夹带剂选择、过程设计、过程集成强化、过程控制等角度阐述了共沸蒸馏过程相关理论研究进展;在应用方面,主要综述了乙醇、异丙醇稀溶液、稀乙酸等脱水及回收利用情况,共沸蒸馏过程强化反应蒸馏、变压共沸蒸馏、共沸蒸馏耦合膜分离研究进展情况以及反应蒸馏工艺的局限性,并对其未来的发展前景作了展望。     

工业醋酸脱水过程五元体系非均相共沸精馏的流程模拟

针对以醋酸正丙酯为共沸剂的醋酸脱水过程,考虑醋酸溶剂中未反应的前体对二甲苯以及反应的副产物醋酸甲酯的影响及回收利用,分别选用HOC和UNIQUAC模型来修正体系中五元混合物系的汽液非理想性,通过拟合醋酸甲酯-对二甲苯和醋酸正丙酯-对二甲苯两体系的二元汽液平衡实验数据获得了该两组体系UNIQUAC模型的二元交互作用参数,借助模拟软件Aspen Plus,结合软件内置其他二元体系参数,对工业醋酸脱水塔系包括溶剂脱水塔、PX回收塔、共沸剂回收塔在内的三塔体系进行系统的分析模拟,得到了与工艺数据误差小于±6%的能正确描述工业醋酸脱水塔系操作特性的工艺机理稳态模型,为工业醋酸脱水过程工艺的进一步研究提供理论基础和依据。     

共沸精馏分离乙醇-异丙醇

为了分离乙醇-异丙醇混合物,研究了共沸精馏在乙醇-异丙醇物系中的应用。根据共沸剂的选取原则选定出1-己烯作为共沸精馏分离乙醇-异丙醇混合物的共沸剂,使用ASPEN模拟软件模拟连续和间歇共沸精馏分离乙醇-异丙醇工艺流程,并通过间歇共沸精馏实验考察了所选共沸剂的分离效果。结果表明：使用1-己烯作为共沸剂能成功的分离乙醇-异丙醇混合物;采用有30块理论板的填料塔,回流比为25,共沸剂1-己烯与乙醇的质量比为4∶1,塔釜异丙醇的质量分数达到99.77%。     

Conceptual design of an extractive distillation process for the separation of azeotropic mixture of n-butanol-isobutanol-water

In many chemical processes, large amounts of wastewater containing butanol and isobutanol are produced. Given that n-butanol-isobutanol-water can form triple azeotrope, high-purity butanol cannot be recovered from the wastewater by ordinary distillation. To economically and effectively recover butanol from this kind of wastewater, 1,4-butanediol is selected as an extractant to break the formation of the azeotropes, and a doubleeffect extractive distillation process is proposed. The conceptual design of the proposed process is accomplished based on process simulation. With the proposed process, the purity of recovered butanol and water is greater than 99.99 wt%. In comparison with the conventional azeotropic distillation process, economic analysis shows that the operating cost of the proposed process is lower:when the capacity of wastewater treatment is 100 t·h^-1, the total operating cost decreases by 5.385×10⁶ USD per year, and the total annual cost of the new process decreases by 5.249×10⁶ USD per year. In addition, in the extractive distillation system, variable effects on separation purities and cost are more complex than those in the ordinary distillation system. The method and steps to optimize the key variables of the extractive distillation system are also discussed in this paper and can provide reference for similar studies.     

非均相共沸精馏研究进展

非均相共沸精馏广泛应用于共沸物和近沸物的分离。文章介绍了非均相连续共沸精馏和非均相间歇共沸精馏关键技术的研究进展。对共沸精馏中的关键问题如共沸剂的选择做了详细论述和验证。利用残余曲线法对非均相共沸精馏的过程可行性进行了分析和讨论。     

Flowsheet synthesis and complex distillation column design for separating ternary heterogeneous azeotropic mixtures

The boundary value method for design of distillation columns separating ternary heterogeneous azeotropic mixtures is extended to include complex configurations, i.e. columns with integrated decanters and with multiple heterogeneous stages; double-feed columns; columns with intermediate decanters. The methods can be used for establishing product feasibility in a column and evaluating a column design in terms of cost. Multiple feasible designs can be generated for a given set of product specifications, according to the reflux ratio, number of heterogeneous stages and liquid phase ratio; these designs may be evaluated with respect to operating and equipment costs. Case studies illustrate the design method.An algorithmic approach is presented for synthesising novel sequences for separating, by distillation and decanting, ternary heterogeneous azeotropic mixtures. Existing synthesis procedures that consider only simple single-feed columns with decanters and integrated decanters are extended to include more industrially relevant options such as columns with several heterogeneous stages, double-feed columns, columns with intermediate decanters, and those accepting a heterogeneous liquid feed. With these advanced column configurations included in the synthesis method, a wider range of sequences may be considered systematically, allowing sequences that are more economically attractive than conventional designs to be identified. A case study illustrates the approach.     

乙酸-水-乙酸正丁酯三相体系的热力学分析与共沸精馏过程模拟

乙酸-水-乙酸正丁酯体系的分离是汽-液-液三相共沸精馏过程,相分裂的判断和精馏塔算法的改进是进行该精馏过程模拟的两个主要问题.本文根据现有的基础数据给出了该体系的逸度和活度因子计算模型,然后讨论了Gibbs自由能的变化规律和热力学稳定性条件,给出了该体系相分裂判据,并得到了完整的相分裂区;最后,根据多相精馏的特点对现有的精馏塔算法进行了改进,对该三元非均相共沸精馏过程进行了数值模拟,所得沿塔温度和各组分浓度分布曲线与工业实测数据吻合.