间歇萃取精馏制备高纯甲醇模拟与实验研究

针对工业甲醇制备高纯甲醇的间歇萃取精馏过程,建立了准稳态模型,采用Newton迭代法进行求解。模拟分析了影响高纯甲醇收率的溶剂流率、溶剂加入位置、回流比等因素,并通过实验验证了模型的准确性和可靠性。在实验与模拟计算的基础上,确定了工业甲醇制备高纯甲醇的最佳工艺条件:总理论板数35,萃取剂二甲基亚砜在第10块理论板加入,萃取剂与原料甲醇的体积比0.3,前馏分段回流比8,产品段回流比5,此时,高纯甲醇单程收率可达60%。     

间歇萃取精馏技术和进展

对间歇萃取精馏技术和进展进行了评述，从间歇萃取精馏的操作方式，操作可行性，操作优化等几方面介绍了间歇萃取精馏的研究情况，指出存在的问题和发展方向。     

基于SIMULINK系统的间歇萃取精馏动态模拟

间歇萃取精馏属于非理想性极强的非稳态过程,很难找到一种快捷有效且易于执行的求解方法.基于此,分别建立了全回流开工、加溶剂全同流及产品采出3个阶段的平衡级动态模型,编写S函数将该模型求解过程嵌套于SIMULINK模块中,并在此基础上开发了间歇萃取精馏的动态模拟平台.通过将不同解法与实验值进行对比,确定了该研究条件下动态模型的求解策略:ODE45解法适于求解全回流开工和加溶剂全回流动态模型;ODE 15s解法和ODE 23s解法适于求解产品采出动态模型,其中ODE 23s的计算过程相对更快捷.     

间歇萃取精馏技术的进展

对间歇萃取精馏分离技术和进展进行了评述,主要从萃取精馏溶剂选择,操作方式,新型塔设备的研究,操作优化及过程模拟等几个方面,介绍了国内外关于间歇萃取精馏新兴分离技术的最新研究动态,最后指出了萃取精馏技术目前存在的问题和今后发展的方向。     

双再沸器间歇萃取精馏及模拟

本文提出了具有双再沸器的间歇萃取精馏新方法。实验选用乙二醇作为溶剂分离乙醇-水共沸物．结果表明,双再沸器间歇精馏具有再沸器温度稳定、操作简便、节省操作时间、收率提高等优点。为了更深入的研究间歇萃取精馏,本文建立了描述间歇萃取精馏的平衡级恒摩尔持液模型,并对此数学模型求解,通过模拟结果与实验结果的对比分析了塔顶与塔底浓度和温度的变化、溶剂流率等操作参数对实验的影响。     

三元混合溶剂间歇萃取精馏分离过程

建立了反映常规三元混合溶剂间歇萃取精馏过程的恒摩尔持液数学模型,将模拟结果和实验数据进行对比,并运用该模型研究了回流比、溶剂流率等因素对该过程的影响.结果表明模拟计算结果与实验数据吻合较好,且随着溶剂加入速率和操作回流比的增加,产品的产量和馏出速率逐渐提高.     

双再沸器间歇萃取精馏的过程研究

This paper proposes a modified operation mode of batch extractive distillation with two reboilers.The separation of ethanol and water using as ethylene glycol is well done to validate the feasibility of this mode.The pilot-plant experimental data under the identical operational conditions between the regular mode and the modified mode are in particular discussed.The studied results prove more practical advantages of the modified mode over the regular mode such as easier operation control,more flexibility and higher separation efficiency etc.So it supplies certain guidance for the industrial application of batch extractive distillation process.     

间歇萃取精馏分离碳酸二甲酯与甲醇恒沸物

采用过程模拟与实验结合的方法,选用碳酸乙烯酯作萃取剂,采取间歇萃取精馏的方法研究回流比、萃取剂进料温度等对分离甲醇-碳酸二甲酯恒沸物的影响.结果表明,模拟结果与实验结果相比,优化了最佳操作条件.萃取精馏段回流比为0.8～1.2;最佳溶剂进料温度为64.5℃,溶剂进料量与共沸物的最佳摩尔比在1.85～1.95.优化的结果可以为工业放大研究提供基础,指导实验的进一步操作.     

带有中间储罐的间歇萃取精馏的模拟研究

本文提出了带有中间储罐塔间歇萃取精馏过程计算模型,将中间罐看成一块理论板,萃取剂看成第三组份进行建模,利用调节因子和泡点法相结合对整个塔进行迭代计算,经实例模拟表明,本模型只需较简单的赋初值,能以较快的速度收敛,本模型对带有中间储罐间歇萃取精馏操作及模拟具有一定的指导作用。     

间歇萃取精馏技术的研究进展

对间歇萃取精馏分离技术和进展进行了评述,主要从萃取精馏的溶剂选择与设计、模拟及优化、操作参数对分离过程影响及萃取精馏塔设备等几个方面,介绍了国内外关于间歇萃取精馏新兴分离技术的最新研究动态,最后指出了萃取精馏技术目前存在的问题和今后发展的方向。     

拟稳态模型用于间歇萃取精馏的数值模拟

Batch extractive distillation (BED) is a special method used in the distillation process by adding a solvent into the batch distillation column to alter the relative volatility of the components and improve the separation. A comprehensive design and simulation method is required due to the complexity of BED. In this study, a quasi-steady-state model for BED is proposed, the derivation and solution of the model are presented. This shortcut model can be used to simulate the composition and temperature of the reboiler, the top and other plates of the column in a batch extractive distillation operation. The calculated values are in good agreement with the experi-mental data. The results show that the quasi-steady-state model is a practical method because of some advantages such as high precision and fast calculation.     

双溶剂进口的双釜间歇萃取精馏

提出了带有塔底回收釜及双溶剂进口的间歇萃取精馏操作方式。在新操作方式中,塔内回流液不流回塔釜,而是流入塔底回收釜,再经简单蒸馏气相返回塔釜,回收后的溶剂返回精馏塔中。以乙二醇作溶剂分离乙醇-水物系的实验结果表明,当间歇操作次数为2时,产品采出率最大,单位产品消耗的新鲜溶剂量最少。新操作方式具有塔釜温度变化平稳,新鲜溶剂用量相对较少等优点。     

间歇萃取精馏分离环己烷-正丙醇的研究

首次研究了间歇萃取精馏方法分离环己烷-正丙醇二元共沸物。通过溶剂选择原理选出DMF作为分离此共沸物系的溶剂,采用UNIFAC模型对常压下环己烷-正丙醇物系和加入溶剂DMF后的物系进行气液平衡模拟,并进行了实验验证,其中模拟结果与实验数据吻合较好。通过间歇萃取精馏分离此共沸物的实验研究来进一步考察所选萃取剂的效果。结果表明,DMF能够消除环己烷-正丙醇共沸物系的共沸点,采用有30块理论板的填料塔,萃取剂进料位置为第4块板,溶剂质量比为1∶1,回流比为3∶1时,塔顶环己烷产品质量分数为96.2%,回收率为72.2%。     

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程的模拟

由于混合溶剂存在"混合溶剂效应",能够解决简单溶剂选择性与互溶性相互矛盾的问题,因此混合溶剂间歇萃取精馏技术可以大大拓宽传统单一溶剂间歇萃取精馏分离技术的应用空间。文章建立了反映常规混合溶剂间歇萃取精馏过程的恒摩尔持液数学模型,并运用2点隐含法对其求解,结果表明,模拟计算结果与实验结果吻合较好。随后运用该模型探讨了塔身持液量、混合溶剂进料位置等因素对混合溶剂常规间歇萃取精馏的影响。得出以下结论,产品馏出速率随塔身持液量的增大而减小,塔顶馏分产量与塔身持液量的关系不大。另外,混合溶剂进料位置的选定对分离效果也有较大的影响,需要正确选择。     

带有中间贮罐间歇萃取精馏实验研究

使用一个带有中间贮罐的间歇萃取精馏实验装置,以能形成最低共沸物的乙酸乙酯-乙醇体系为分离对象,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为萃取剂,实验研究了中间贮罐持液量、中间贮罐持液温度、萃取剂加入速率等操作参数对分离过程的影响。实验结果表明:随着萃取剂流率的增加,中间贮罐持液量也相应增加,组分更易于分离;随着中间贮罐持液量的增加,中间贮罐持液温度也相应升高,且存在最佳分离持液温度;萃取剂流率对分离结果的影响最大,中间贮罐持液温度对分离结果的影响次之,中间贮罐持液量对分离结果的影响最小。     

减压间歇萃取精馏分离乙酸乙酯和乙醇

通过减压间歇萃取精馏实验装置,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为萃取剂,对乙酸乙酯和乙醇二元共沸物系的分离进行了实验研究。考察了操作参数中操作压强、回流比(体积比)、溶剂比(体积比)对分离过程的影响。实验结果表明:减小压强、提高回流比和溶剂比都能不同程度地增强分离效果,实验得出减压操作情况下的间歇萃取精馏的较佳分离条件:操作压力为10 kPa,回流比为3,溶剂比为1,产品中乙酸乙酯的质量分数为97%以上。     

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%。     

常规间歇萃取精馏分离苯-环己烷的研究

通过一个常规间歇萃取精馏实验装置,考察了不同萃取剂在不同回流比及萃取溶剂加入速率情况下对分离苯-环己烷共沸体系的影响。结果表明,二元混合溶剂能够解决单一溶剂的选择性与溶解性相矛盾的问题;且在同等条件下,综合性能优于单一溶剂;随着溶剂加入速率和操作回流比的增加,产品的产量逐渐提高,尤其重要的是混合溶剂间歇萃取精馏技术与简单溶剂间歇萃取精馏技术相比并不复杂。