三正丁胺络合萃取精馏分离醋酸和水

A new separation method, reactive extractive distillation, was put forward for separating water and acetic acid. The separation mechanism was analyzed through infrared spectra technique. Isobaric vapor-liquid equilibrium (VLE) data at 101.33 kPa for the binary or ternary systems consisting of water, acetic acid and tributylamine were measured. The activity coefficients were correlated by using Wilson, NRTL, and UNIQUAC Equations.The VLE experiment showed that tributylamine could enhance the relative volatility of water to acetic acid. An extractive distillation experiment was carried out and proved that tributylamine was a good extractive solvent.     

NMP萃取精馏分离醋酸和水的过程模拟

利用化工模拟软件Aspen Plus采用萃取精馏法,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对生产中醋酸和水分离进行了模拟计算,并与普通精馏法进行比较。结果表明,NMP是一种良好的萃取剂,能够很好的实现醋酸和水的分离;与普通精馏法相比,同样分离指标下萃取精馏法的能耗降低了69.8%,每吨醋酸蒸汽消耗量由10.5 t降低至3.2 t,表明萃取精馏分离醋酸和水,节能显著,优于普通精馏,为醋酸和水分离的优化操作和设计提供依据。     

萃取精馏中离子液体萃取剂的研究进展

离子液体的低熔点和不挥发等特点使其较传统的萃取精馏萃取剂具有先天的优势,具有广泛的应用前景。本文介绍了离子液体作为萃取精馏萃取剂的研究进展,综述了汽液平衡法、无限稀释活度系数法等筛选离子液体萃取剂方法的研究成果以及目前用于计算含离子液体体系的相平衡模型研究进展,分析了离子液体萃取剂用于实用仍存在的问题,并展望了今后的研究方向。     

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。     

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。     

离子液体萃取精馏分离乙醇-环己烷共沸物

在0.101 MPa压力下,测定了不同离子液体对乙醇-环己烷共沸物相对挥发度的影响,研究了溶剂比(萃取剂与原料液体积比)对体系相对挥发度、离子液体加入速率和回流比对萃取精馏的影响,按实验确定的最佳工艺条件进行了重复实验. 结果表明,离子液体作为萃取剂可以消除乙醇-环己烷物系的共沸点,提高该物系的相对挥发度. 采用[bmim]PF6作为萃取剂,溶剂比为0.5,离子液体加入速率为6 mL/min,回流比为3,可得到纯度大于99.8%的环己烷. 釜液采用闪蒸分离回收乙醇和离子液体,乙醇的回收率达99.9%以上. 离子液体的循环使用不影响分离性能.     

醋酸-水萃取精馏溶剂的筛选

采用平衡组分分析法对醋酸-水萃取精馏的溶剂进行了筛选.首先,对醋酸-水体系的常压气液平衡(VLE)数据进行了测定,并与文献值比较,同时采用Herington面积法对数据进行热力学一致性的检验,从而考察了气液平衡数据测定装置的稳定性及可靠性.然后,测定加入不同溶剂后体系的VLE数据,比较不同溶剂对体系的选择度,初步筛选出选择度最大的N-甲基乙酰胺(NMA)为醋酸-水萃取精馏的较优溶剂.     

萃取精馏分离醋酸-水体系的模拟计算及实验研究

对于醋酸-水体系,其中汽相考虑醋酸分子之间的二聚缔合,液相采用NRTL方程修正其非理性,通过计算得到的计算值与文献值基本一致。选择N-甲基吡咯烷酮作为最佳萃取剂,采用三对角矩阵法对萃取精馏分离醋酸-水体系进行了模拟计算及实验验证。分别考察了萃取精馏塔和溶剂回收塔各操作参数对分离效果的影响。在最佳条件下,一次可以得到质量分数为99.63%的醋酸。通过实验对该模拟结果进行验证,实验值与模拟值基本吻合。     

COSMO-RS筛选桉叶油萃取精馏的离子液体

采用COSMO-RS方法预测1,8-桉叶油素、柠檬烯、对聚散花素和γ-松油烯在离子液体中的选择性和溶解能力。结果表明:对选择性和溶解能力影响最好的阴离子为[NTf_2]~-。阳离子对1,8-桉叶油素、柠檬烯、对聚散花素和γ-松油烯的选择性和溶解能力一般遵从如下规律:溶解能力的强弱和选择性大小呈现相反的趋势;离子液体中烷基取代基的碳链长度越长、数目越多,与桉叶油的溶解能力越强,选择性反而越弱。含有羧基、羟基、胺基及不完全取代的铵盐类离子液体在分离1,8-桉叶油素的实际应用中前景较好。     

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。     

功能化离子液体萃取分离甘氨酸

以结构和功能可设计的离子液体为萃取剂,通过液–液萃取分离甘氨酸,考察了不同结构的咪唑和季铵离子液体萃取分离甘氨酸的效果,研究了pH值、萃取温度、萃取时间、甘氨酸初始浓度和二环己基-18-冠醚-6(DCH18C6)浓度等工艺参数对甘氨酸分配系数和萃取率的影响,考察了胆碱双三氟甲磺酰亚胺盐([N1112(OH)][NTf2])的循环利用性,通过FT-IR和量子化学计算探究了[N1112(OH)][NTf2]和DCH18C6萃取甘氨酸的机理。结果表明,[N1112(OH)][NTf2]的萃取率高于其它离子液体,加入DCH18C6可提高萃取率,[N1112(OH)][NTf2]–DCH18C6复配体系中,甘氨酸萃取率可达85.4%。在最优条件下,分配系数和萃取率分别为10.9和94.4%。离子液体循环利用5次,甘氨酸萃取率仍保持90%。[N1112(OH)][NTf2], DCH18C6和甘氨酸之间存在的强氢键作用为萃取分离的关键。因此,[N1112(OH)][NTF2]?DCH18C6可有效萃取分离甘氨酸,为甘氨酸的绿色分离新工艺奠定基础。     

离子液体萃取分离有机物研究进展

离子液体是一种结构可调的绿色溶剂,在催化、分离和电化学等领域具有广泛应用,特别是在有机物萃取分离方面,由于其低挥发性及功能可调,避免了传统有机溶剂可能导致的VOCs二次污染,有望成为绿色高效的新型萃取剂。本文系统地综述了离子液体在萃取分离烃类化合物、有机酸、醇类、酚类以及天然产物中的应用研究进展,详细论述了离子液体萃取分离有机物的萃取机理和影响因素,离子液体与溶质分子之间强的氢键、π-π、范德华力以及静电作用使其具有良好的萃取分离能力,表明离子液体是一类可替代有机溶剂实现高效萃取分离有机化合物的潜在溶剂。针对实际工作应用,还需解决其高黏度、高成本等问题,此外萃取后离子液体的回收仍是其大规模应用而需要亟待解决的难题。     

醋酸-水萃取精馏萃取剂的选择及过程模拟和优化

基于Aspen Plus软件模拟,对醋酸-水体系进行萃取精馏的萃取剂N-甲基吡咯烷酮、N-甲基乙酰胺、己二腈、ε-己内酰胺4种萃取进行模拟比较,确定己二腈为最佳萃取剂并与文献一直采用N-甲基乙酰胺作为萃取剂相比,产品质量分数更高,塔的再沸器总热负荷为4 436.5 k W,再沸器总热负荷减少了32.1%。同时对己二腈萃取精馏醋酸-水体系模拟优化,参数结果为,萃取精馏塔塔板数为28,原料进料板为第13块,萃取剂的进料板为第3块,回流比为2,溶剂回收塔进料板为第3块,回流比为0.5。此参数下全流程模拟,产品冰醋酸的质量分数达到99.97%,水的出口质量分数达到99.9%。     

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...     

分子模拟评价离子液体作为萃取精馏中萃取剂

探索性地使用分子模拟软件Material Studio计算二元物系中溶剂分子(离子液体)与溶质分子间的混合能,并以两者的混合能差值评价萃取剂的优劣。计算了离子液体与溶质的二元物系的混合能差,并用文献中的无限稀释活度系数,得到选择性Ss以验证模拟计算结果。结果表明选择性与混合能差值之间有一定规律可循,为进一步深入研究打下基础。     

变压精馏和萃取精馏分离四氢呋喃-水模拟及节能

基于四氢呋喃/水共沸体系的特性,研究了变压精馏和萃取精馏2种工艺分离四氢呋喃和水的方法,进一步考察了2种工艺的可行性及节能情况。物性计算方法采用NRTL活度系数方程,其二元相互作用参数通过汽液相平衡实验数据回归获得,采用Aspen Plus对上述2种工艺进行模拟及优化,获得了2种工艺较优的工艺参数,并对比能耗。结果表明:采用双塔热集成变压精馏工艺或双塔萃取精馏工艺均可有效地分离四氢呋喃-水二元共沸体系,四氢呋喃产品符合《GB/T 24772—2009工业用四氢呋喃》优等品规格,但热集成变压精馏工艺更为节能,节省循环水11. 0%、节省蒸汽20. 3%,且不引入第三组分,更适合四氢呋喃-水体系的分离,为该共沸体系分离的设计与节能提供依据。     

离子液体萃取精馏叔丁醇-水二元共沸体系流程模拟

采用Aspen Plus流程模拟软件对叔丁醇-水体系的萃取精馏过程进行流程模拟,采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][AC])和传统溶剂乙二醇分别作为萃取剂,并对二者分别作为萃取剂的流程进行对比.通过灵敏度分析工具(Sensitivity)考查了溶剂比、理论塔板数、回流比、原料进料位置和溶剂进料位置对分离效果的影响.结果显示,采用[EMIM][AC]萃取分离叔丁醇-水二元共沸体系的最佳工艺优化条件为:全塔理论塔板数为25,回流比为0.9,溶剂比为0.7,原料和萃取剂进料位置分别为第15块理论板和第2块理论板,塔顶关键轻组分叔丁醇质量分数为0.999,收率为99.9％,同时,[EMIM][AC]的回收率达到100％.与乙二醇相比,[EMIM][AC]作为萃取剂的萃取精馏塔塔顶和塔底能耗分别减少了32.72％和45.19％.     

以磷酸酯盐离子液体作为萃取剂萃取精馏分离甲酸乙酯和乙醇共沸物

以甲酸和乙醇为原料生产甲酸乙酯的过程中,未反应的乙醇与甲酸乙酯会形成共沸物,难以分离,本工作通过萃取精馏的方法,以离子液体作为萃取剂分离甲酸乙酯-乙醇共沸体系。通过COSMO-RS模型筛选离子液体,确定离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM][DEP])和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([BMIM][DEP]),测定了甲酸乙酯+乙醇二元体系以及甲酸乙酯+乙醇+离子液体三元体系的气液相平衡(VLE)数据,并将实验数据与非随机双液体(NRTL)模型方程关联。最后,通过过量焓分析和σ-profile分析(表面电荷密度为σ的概率分布)探究了分离机理。结果表明,两种离子液体(ILs)摩尔分数越大,甲酸乙酯相对挥发度逐渐增强;在离子液体浓度为0.030时,甲酸乙酯对乙醇的相对挥发度大于1,同时可以看出[EMIM][DEP]的分离效果优于[BMIM][DEP]离子液体。通过过量焓分析得出离子液体与乙醇分子之间更易形成氢键与范德华力,其分子间相互作用强于离子液体与甲酸乙酯,从而促进甲酸乙酯与乙醇的分离;随着离子液体浓度的增加,分子间相互作用随之增强。最后,通过σ-profile分析得出离子液体更倾向于和乙醇相互作用,从而将甲酸乙酯分离出来,同时可以得出离子液体的阳离子碳链越短,分离效果越好。     

离子液体应用于乙酸乙酯-乙醇体系萃取精馏

在101.32 kPa下,利用改进的othmer平衡釜测定了乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]~+[BF_4)~-体系的等压汽液相平衡数据.实验结果表明:离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-具有明显的盐析效应,能够增大体系的相对挥发度,当离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-在体系中的摩尔分数大约为10%时,体系的共沸点消失,而且随着[OMIM]~+[BF_4)~-含量的增加,体系的相对挥发度逐渐提高,这说明离子液体[OMIM]~+[BF_4)~-有潜力作为萃取剂应用在乙酸乙酯.乙醇的萃取精馏中;采用NRTL方程对实验数据进行了关联和预测,关联结果的平均相对偏差为3.12%,汽液平衡的预测结果和实验结果吻合程度良好,利用剩余曲线进一步分析了[OMIM]~+[BF_4)~-应用于乙酸乙酯-乙醇体系的萃取精馏的可行性.     

用于分离醋酸和水的方法

本发明涉及一种用于分离醋酸和水的方法,主要解决现有技术中醋酸脱水过程能耗高,操作费用高的问题。本发明通过采用醋酸脱水塔采用加压的方式进行精馏脱水,热泵循环中采用水作为换热介质,醋酸脱水塔塔顶出料冷凝释放的热量通过闭式热泵流程中的换热介质吸收,换热介质吸收塔顶出料的能量后经过压缩机压缩后温度升高,用于塔釜再沸器与塔底出料换热,在塔釜换热后的蒸汽减压后进入气液分离罐,分离后的液相进入塔顶冷凝器换热,分离后的气相与塔顶冷凝器出口的气体混合后一起进入压缩机,用于再次与塔釜换热的技术方案较好地解决了该问题,可应用于分离醋酸和水的工业生产中。