Correlation and Prediction of Salt Effect on Vapor Liquid Equilibrium for the System of 2-Propanol/Water

Binary vapor liquid equilibrium （VLE） data were measured for the systems of 2-propanol/ ethanediol and ethanediol/potassium acetate （KAc）. VLE data for the system of propanol/ethanediol was tested using thermodynamic consistency test. The average values of Ayj and A P were 0.0776 and 0.1542 kPa, respectively. The above two sets of VLE data were correlated with the NRTL model. Ternary VLE data for the system of 2-propanol/water/KAc was used to obtain the more suitable parameters of NRTL model for binary systems of 2-propanol/KAc and water/KAc （called TDCM）. For multicomponent systems, ternary and quaternary, the VLE values predicted by the NRTL model agreed well with the literature data. Influence of KAc, ethanediol, and the mixture of KAc and ethanediol on volatility between 2- propanol and water was investigated respectively. The results showed that the above-mentioned materials and mixture had different influence on volatility between 2-propanol and water. The method for correlation and prediction of salt-containing VLE is simple and effective for the said system.     

Salt-Containing Extractive Distillation of 1-Propanol/Water System 1.Prediction of Salt Effect on Vapor Liquid Equilibrium

This paper has studied the vapor-liquid equilibrium (VLE) for the salt-containing extractive distillation of the 1-propanol/water system. Binary VLE data were measured for the systems of 1-propanol (1)/KAc (4), ethanediol (3)/KAc (4), and 1-propanol (1)/ethanediol (3), with the VLE data correlated with the NRTL model in order to obtain the model parameters of these binary systems. The binary VLE data cited in technical literature were correlated to obtain the model parameters for other binary systems. VLE data of ternary and quaternary systems predicted by the NRTL model agreed well with the literature data. The influence of KAc, ethanediol, and the KAc/ethanediol mixture on volatility between 1-propanol and water was investigated respectively. Test results showed that the above-mentioned materials (KAc, ethanediol) and their mixture (KAc and ethanediol) have different influence on the volatility. When x3=0.5, and x4=0.05, the azeotropic point can be eliminated. The NRTL model method of salt-containing VLE is simple and effective for the prediction of the system’s VLE data.     

加盐萃取精馏技术的研究进展

对加盐萃取精馏技术的研究进展进行了综述。讨论了盐效应理论及用于汽液平衡数据预测和关联的盐效应模型,如拟二组分模型、含盐局部组成模型等,介绍了近些年加盐萃取精馏技术在分离醇-水、酯-水等极性物系以及碳四馏分等非极性物系中的应用研究进展,并提出了加盐萃取精馏技术存在的问题及展望。     

乙二胺与N-乙基乙二胺萃取精馏溶剂的选择

常压下,测定了乙二胺-N-乙基乙二胺、乙二胺-乙二醇、N-乙基乙二胺-乙二醇二组分物系的汽液平衡数据,由实验数据关联了Wilson模型参数。选取β-苯乙醇和乙二醇作为萃取剂,在萃取剂存在条件下进行了物系的汽液平衡计算和实验验证。实验和计算结果表明,乙二醇是乙二胺和N-乙基乙二胺萃取精馏的有效萃取剂,β-苯乙醇不是有效的萃取剂。采用乙二醇作为萃取剂时,N-乙基乙二胺与乙二胺的相对挥发度增大,原难挥发的组分N-乙基乙二胺转变为易挥发组分。     

加盐萃取精馏制取无水乙醇过程的模拟

利用PROⅡ流程模拟软件,在101.3kPa下,对以乙二醇-醋酸钾为复合萃取剂(醋酸钾的质量浓度为0.2g/mL)的质量分数95%的乙醇水溶液加盐萃取精馏制取无水乙醇的过程进行模拟计算,并进行了实验验证。考察了萃取剂进料位置、原料进料位置、溶剂比(萃取剂与进料的质量比)、回流比等对塔顶乙醇含量的影响。模拟结果表明,随回流比、溶剂比的增大,塔顶乙醇含量增加;随萃取剂进料位置降低或原料进料位置的升高,塔顶乙醇的含量降低;萃取段所需理论板数不少于9块。最佳的回流比为1.0、溶剂比为1.0,在此条件下,塔顶乙醇的质量分数可达99.9%。模拟值与实验值吻合良好。     

伴有简单蒸馏的间歇萃取精馏过程

提出一种伴有简单蒸馏的间歇萃取精馏的操作方式。新操作方式是在普通间歇精馏塔的基础上,在精馏塔底部连接一个间歇精馏塔釜和一个简单蒸馏釜。在精馏过程中,混有溶剂的塔内液相不流回塔釜,而是流入塔底简单蒸馏釜,经简单蒸馏的汽相返回塔釜,而富含溶剂的液相留在简单蒸馏釜中。以乙二醇为溶剂分离乙醇水物系的分析操作结果表明,与普通间歇萃取精馏操作相比较,新操作方式克服了普通间歇精馏操作中塔釜容积过大的问题,同时具有在操作过程中塔釜温度上升幅度很小、操作时间短、溶剂回收简便等优点。     

双回流动态累积间歇精馏分离正丙醇-异丙醇物系过渡馏分的研究

在双回流动态累积间歇精馏实验装置中,以正丙醇-异丙醇为物系进行了间歇精馏实验,考察了操作时间对过渡馏分采出段塔顶馏出液中正丙醇和异丙醇的含量及塔顶温度、塔釜液正丙醇含量及塔釜温度的影响。实验结果表明,原料中异丙醇质量分数别为30%,50%,70%时,对应的过渡馏分采出段操作时间分别为38,46,57min;原料中异丙醇的含量越低,正丙醇回收率越高。在原料加入量为1L、加热功率为150W、原料中异丙醇质量分数为30%的条件下,回收得到的正丙醇质量分数可达到86.66%,此时正丙醇的回收率为67.57%,过渡馏分的量最少,操作时间最短。     

萃取精馏分离甲基环己烷和甲苯工艺过程的模拟

利用Aspen Plus流程模拟软件,采用双塔流程,以苯酚为萃取剂,对萃取精馏分离甲基环己烷(MC)和甲苯(MB)的过程进行模拟计算,并用实验验证。考察了萃取精馏塔的萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)和回流比等因素对分离效果的影响。在满足MC产品的纯度和收率均达到99%的条件下,模拟优化的结果为:理论塔板数为24块,原料在第17块板进料,萃取剂在第5块板进料,溶剂比3.08,回流比5。模拟结果与实验数据吻合较好,说明采用的模拟方法适用于MC和MB混合物萃取精馏过程的模拟。     

萃取精馏法分离醋酸/水的工艺模拟

利用PRO/II软件,选择Hayden O Connell热力学模型,对萃取精馏法分离醋酸/水的工艺进行了模拟。结果显示,与普通精馏相比,萃取精馏工艺的再沸器热负荷降低了51 8%,生产每吨醋酸耗费蒸汽量由8 9t降至4 6t,说明在同样的分离指标下,萃取精馏法分离醋酸/水要优于普通精馏法。     

萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯过程的模拟

选用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂,采用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,利用化工流程模拟软件,对萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯的过程进行模拟。考察了溶剂和原料的进料位置、萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、回流比和理论塔板数对苯乙烯回收率和萃取精馏塔塔釜热负荷的影响,并通过正交实验设计得到较优的精馏操作参数。在满足产品中苯乙烯含量为99%(w)的条件下,正交优化的结果为:溶剂进料位置第6块塔板、原料进料位置第72块塔板、溶剂比9、回流比8、理论塔板数140。在该条件下,苯乙烯回收率为95.46%,热负荷为4.611 7 GJ/h,综合评价最好。     

基于先进萃取精馏工艺的乙腈-水共沸物分离过程模拟

以甘油与乙二醇的混合溶剂(摩尔比为6∶1)为萃取剂,分别采用常规萃取精馏(CED)、减压萃取精馏(LPED)、隔壁塔萃取精馏(EDWC)和结合预浓缩段和溶剂回收段的萃取精馏(CPRED)等方法对乙腈 水体系进行精馏分离;并利用Aspen Plus软件对4种工艺流程进行稳态模拟,以年总费用(TAC)最小为目标,采用序贯模块法对各流程的工艺参数进行优化以获得最优结构参数。结果表明：与常规萃取精馏流程的TAC相比,减压萃取精馏的TAC下降了392%,结合预浓缩段和溶剂回收段的萃取精馏的TAC下降了10.57%,而隔壁塔萃取精馏的TAC增加了1003%;从环保角度分析,结合预浓缩段和溶剂回收段合成的萃取精馏流程CO2排放量最少,而隔壁塔萃取精馏流程CO2排放量最多。     

异丙醚-异丙醇-水三元共沸物的Aspen Plus分离模拟

以乙二醇为溶剂,使用Aspen Plus化工模拟软件中的BatchFrac模块,基于UNIFAC模型,对异丙醚-异丙醇-水三元共沸物的间歇萃取精馏过程进行间歇萃取精馏模拟,研究了不同操作参数（如溶剂比、回流比、溶剂进料位置、溶剂进料温度等）对整个精馏过程的影响,对各工艺参数进行了分析与优化。结果表明,对于处理量为100kmol的异丙醚-异丙醇-水溶液,精馏塔具有16块塔板时,溶剂进料位置在第3块塔板,溶剂进料温度为60℃,异丙醚收集阶段回流比为5,溶剂比为1.72∶1,异丙醇收集阶段回流比为5,溶剂比为0.63∶1,塔顶异丙醚质量分数可达0.996,异丙醇质量分数可达0.978。     

混合溶剂萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯的流程模拟与参数分析

通过汽液相平衡实验,确定了萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯物系的单一萃取剂-环丁砜和混合溶剂-环丁砜、N-甲基吡咯烷酮及其适宜的质量配比。在此基础上,用Aspenplus流程模拟软件,对萃取精馏过程进行模拟分析,考察了溶剂比、回流比、理论板数对分离效果的影响,得到了萃取精馏塔的适宜的操作工艺条件,为工艺设计开发提供基础数据。     

萃取精馏分离醋酸/水溶液溶剂研究进展及机理分析

介绍了萃取精馏法分离醋酸水溶液萃取剂的研究进展,在此基础上初步分析了萃取剂与原溶剂组分间的相互作用,醋酸提供质子给萃取剂,与萃取剂分子之间产生松弛的化学作用,从而改变了醋酸在液相中的活度系数,即改变了水对醋酸的相对挥发度。针对几种分离效果较优的萃取剂,探讨了该萃取剂与醋酸发生质子化的可能位置。本文分析结果表明,对于醋酸水溶液的分离,酰胺和砜类是可能合适的萃取精馏溶剂。     

反应萃取精馏合成醋酸甲酯的研究

提出了将反应、萃取、精馏合为一体的反应萃取精馏工艺,以H2SO4作催化剂,且与醋酸混合连续进料考察了配料比、催化剂浓度及原料进料流率等工艺条件对反应的影响。结果表明,在反应萃取精馏合成醋酸甲酯的工艺中,采用半连续操作,充分利用醋酸的萃取功能,产品含量最高可达到97 8%。当催化剂浓度为1 6%(mass),醋酸和甲醇的配料比为1 1,混酸进料流率为1 78mol/h,塔顶产品馏出流率为60ml/h时,馏出物中醋酸甲酯的纯度达到95 0%(mass),甲醇转化率达到91 5%,产品收率为74 5%。     

加盐萃取精馏分离乙腈-水物系

在0.101MPa、氯化钙乙二醇溶液的氯化钙含量和用量不同的条件下,测定了乙腈-水物系的汽液平衡数据。实验结果表明,氯化钙乙二醇溶液作为萃取剂可以消除乙腈-水物系的共沸点,提高乙腈-水物系的相对挥发度。采用NRTL模型对汽液平衡实验数据进行了关联,计算结果和实验结果的最大偏差为0.030。进行了乙腈-水物系的间歇加盐萃取精馏实验,以氯化钙质量分数为10%的乙二醇溶液为萃取剂分离乙腈-水物系,回流比为2:1,萃取剂流量和回流量之比为1:1,塔顶馏出物中乙腈的摩尔分数可达到99%,回收率为85%。     

离子液体在萃取精馏领域应用的基础性研究进展

综述了近年来离子液体在萃取精馏领域应用的基础性研究进展。主要介绍了在离子液体中的无限稀释活度系数的测定、汽液平衡的测定、含离子液体物系相平衡与活度系数模型研究以及离子液体萃取精馏的应用。目前离子液体用于萃取精馏存在基础性研究不足、生产成本高和工程应用等方面的问题。     

差压热耦合萃取精馏工艺分离甲基环己烷和甲苯的模拟研究

以苯酚为萃取剂,采用萃取精馏对甲基环己烷(MCH)-甲苯(MB)物系进行分离,比较了常规萃取精馏工艺流程和差压热耦合萃取精馏工艺流程;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对萃取精馏工艺分离MCH-MB物系进行了模拟计算,考察了差压热耦合萃取精馏工艺中萃取剂进料位置、原料进料位置、萃取剂与原料的摩尔比(溶剂比)、回流比和压缩比等参数对MCH产品纯度及工艺能耗的影响。模拟得到差压热耦合萃取精馏塔优化的操作参数:萃取剂进料位置为第6块理论板,原料进料位置为第4块理论板,溶剂比为2.95,回流比为6,压缩比为12。模拟结果表明,差压热耦合萃取精馏工艺节能效果显著,比常规萃取精馏工艺可节能74.97%,得到MCH产品的含量可达99.54%(x)。     

萃取精馏与变压精馏分离甲醇-乙腈共沸物的研究

In the present work, a comparative study of the extractive distillation and pressure swing distillation for methanol-acetonitrile azeotropic separation is performed for the first time. Different separation alternatives, including the conventional extractive distillation, the extractive distillation with vapor or liquid side-stream, the pressure-swing distillation with or without full heat integration, and the heat-pump assisted pressure-swing distillation are rigorously simulated and optimized based on the minimum total annual cost (TAC) via the sequential iterative strategy. The results show that TAC and CO2 emission of the new extractive distillation with vapor side-stream (Vapor-SED) are similar to that of the extractive distillation with liquid side-stream (Liquid-SED). Furthermore, the Vapor-SED and Liquid-SED gives 30.01% and 30.56% reduction in TAC and 23.32% and 23.49% reduction in CO2 emission, respectively, over the most competitive fully heat-integrated PSD configuration. Hence, extractive distillation with vapor or liquid side-stream appears to be better option economically and environmentally for separation of methanol and acetonitrile.     

离子液体萃取精馏分离苯-环己烷物系

在0.101 MPa 下,测定了不同离子液体对苯-环己烷物系相对挥发度的影响,研究了萃取剂比(萃取剂与原料液的体积比)对物系相对挥发度的影响以及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。实验结果表明,离子液体作为萃取剂可以消除苯-环己烷物系的共沸点,提高苯-环己烷物系的相对挥发度。采用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为萃取剂,在萃取剂比为0.6、离子液体加入速率为6 mL/min、回流比为2.5的条件下,可得到纯度大于98.0%的环己烷。采用闪蒸的方法分离塔釜液,可回收苯和离子液体。