萃取精馏复合溶剂的复配选择

提出按溶剂之间复配形成氢键的情况和修正的UNIFAC模型相结合的方法选择分离共沸体系的萃取精馏复合溶剂。准确测量了共沸体系与萃取精馏单溶剂和复合溶剂的汽液平衡数据,结果表明采用的萃取精馏单溶剂和复合溶剂的选择方法具有较好的准确度,模拟值与实验值比较,相对偏差均小于9%。通过综合比较得到分离乙酸乙酯-乙醇、乙醇-水和环己烷-苯3个共沸体系的最佳复合溶剂及配比。在最佳复合溶剂组成下,原共沸体系的相对挥发度达到最大值,该值优于组成复合溶剂的单溶剂所达到的分离效果。在最佳复合溶剂组成下,改变原料体系组成,复合溶剂组成对原料体系相对挥发度的影响趋势基本相同,这表明复合溶剂在萃取精馏塔内不同原料组成下均能较好地增加体系的相对挥发度,为工业上在萃取精馏过程中使用复合溶剂提供了理论依据。     

N-乙基乙二胺与乙二胺体系萃取精馏溶剂选择

基于改进的UNIFAC模型,以MATLAB语言开发了萃取精馏过程相对挥发度的计算程序。依据萃取精馏溶剂选择的基本原则、溶解性能评价、相对挥发度比较和溶剂再生性能等,对乙二胺和N-乙基乙二胺共沸体系萃取精馏溶剂进行筛选。研究结果表明:较为合适的萃取精馏溶剂为丙三醇和乙二醇,其中丙三醇更好,此时N-乙基乙二胺成为易挥发组分;溶剂比是重要的影响因素之一,溶剂比越大,被分离体系的相对挥发度越大,且溶剂比的影响主要集中在溶剂比15以下;原料组成对相对挥发度的影响较弱。     

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.     

乙醇-乙腈共沸物系分离方法的研究

本文应用化工过程模拟软件Aspen Plus对乙醇-乙腈共沸物系的物性方法和分离方法的选择进行了研究。根据误差分析筛选出最优的热力学模型。通过相对挥发度数据和不同压力下共沸组成的分析,论证萃取精馏和变压精馏的可行性。     

含少量水与低碳醇的异丁醇物系精馏工艺设计

共沸精馏通常加入溶剂以改变组分间相对挥发度实现分离。利用工程软件Aspen Plus模拟异丁醇-水、正丙醇-水、异丙醇-水、乙醇-水、异丁醛-水等组分常压共沸组成,模拟计算结果和文献值相符,并在三角相图上利用剩余曲线和进料点进行精馏方案设计。在给定进料条件下,对于异丁醇-水及低碳醇-水共沸物系精馏方案,不加入共沸剂亦可得到合格的塔顶、塔釜产品。     

异丙醚-异丙醇共沸物系分离方法的研究

运用Aspen Plus软件对异丙醚-异丙醇共沸物系的物性方法和分离方法的选择进行了研究。根据误差分析筛选出最优的物性方法。通过相对挥发度数据和不同压力下共沸组成的分析,论证萃取精馏和变压精馏的可行性。     

离子液体萃取精馏分离乙醇和2-丁酮共沸体系的过程模拟

以离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([DMIM]DMP)为萃取剂,分离乙醇和2-丁酮共沸体系。采用Aspen Plus流程模拟软件,对乙醇和2-丁酮体系的萃取精馏过程进行了模拟。考察了溶剂比、全塔理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置和回流比等因素对分离效果的影响,获得了萃取精馏分离乙醇和2-丁酮体系的最佳工艺优化条件为:萃取精馏塔的全塔理论板数为22,原料和萃取剂进料位置分别为第11块和第3块理论板,回流比为0.5,溶剂比为0.5。在此条件下,产品2-丁酮的摩尔分数达到99.98%,乙醇的摩尔分数达到99.99%,再生的萃取剂[DMIM]DMP的摩尔分数达到100%。说明以[DMIM]DMP为萃取剂萃取分离乙醇和2-丁酮共沸物具有很好的效果。     

萃取精馏分离碳酸二甲酯-乙醇二元共沸物

测定了101.3 kPa下乙醇-碳酸二甲酯（DMC）和DMC-糠醛二元体系的汽液平衡数据,以及乙醇-DMC-糠醛体系在溶剂比为1∶1时的三元汽液平衡数据。结果表明,糠醛的加入可以改变乙醇和DMC的相对挥发度,并且当糠醛的摩尔分数大于0.25时,乙醇-DMC二元物系的共沸点消失。因此,可以采用萃取精馏的方法以糠醛为溶剂分离乙醇和DMC的混合物。采用Aspen Plus软件对连续萃取精馏分离乙醇-DMC共沸物的过程进行了模拟。结果表明,单塔带侧线采出的操作方式比双塔操作方式更有优势。     

乙醇-乙酸乙酯体系的间歇萃取精馏研究

在常规的间歇萃取精馏实验装置中,研究了以N,N-二甲基酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSO)作萃取剂;在间歇萃取精馏塔中分离乙醇-乙酸乙酯体系的过程。对全回流时间、不同萃取剂、恒沸物组成、溶剂和混合物的体积比、加盐及加碱等因素考察,分析萃取精馏分离乙醇-乙酸乙酯共沸体系的影响,从而得出最佳的萃取条件。     

萃取精馏过程中萃取剂选择及萃取条件研究

采用改进的UNIFAC模型,借助于MATLAB计算软件,编制了相应的计算程序,用于萃取精馏过程中萃取剂的选择、萃取性能的考察以及萃取条件的影响研究。通过对甲醇-乙酸甲酯共沸体系在不同萃取剂和不同萃取条件下相对挥发度的计算,选择出适宜的萃取剂,并讨论了温度和溶剂比对相对挥发度的影响。     

改进的UNIFAC模型在萃取精馏溶剂选择的应用

针对基团贡献法在萃取精馏溶剂选择的运用，首先测定了乙醇一水等七个共沸体系在相应的萃取剂体系中的汽液平衡数据，然后对溶剂的选择性进行了分析并考察了溶剂比(质量比)对轻重组分之间相对挥发度的影响；利用修正的UNFIAC模型对实验数据进行了关联和比较，计算值和实验值的相对误差均在5．0％以内；与萃取精馏溶剂选择的其它方法相比，利用改进的UNIFAC模型预测和实验相结合的方法在实际运用中更具有高效性。     

间歇萃取精馏分离环戊烷–四氢呋喃–环己烷

根据环戊烷–四氢呋喃–环己烷的汽液平衡关系,通过选择适当的溶剂(N,N–二甲基甲酰胺),提出了采用同一溶剂分离三元混合物的间歇萃取精馏方法.考察了溶剂比对该三元物系间相对挥发度的影响,进行了实验室小试研究.实验结果表明,所选溶剂N,N–二甲基甲酰胺可以增大环戊烷-四氢呋喃的相对挥发度,同时也可使四氢呋喃–环己烷共沸物的共沸现象消失,实验室萃取精馏小试可以得到纯度高于99%的环戊烷和环己烷产品.     

复合溶剂间歇萃取精馏乙醇-水的研究

采用N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜及其组成的复合溶剂为萃取剂,在间歇萃取精馏实验装置上研究了乙醇-水共沸体系的分离过程。实验考察了溶剂种类、溶剂流率、回流比等因素对分离效果的影响。实验结果表明:复合溶剂的最佳配比为7∶3(二甲基亚砜与N,N-二甲基甲酰胺质量比);随着溶剂流率与回流比的增大,复合溶剂分离效果增强;在最佳配比下,当回流比为2,溶剂流率为15 mL/min时,乙醇的质量分数可达99.14%,比单一溶剂N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜分别提高了3.29%和1.71%,且单位产品溶剂消耗最低为1.58 mL/mL,此时复合溶剂间歇萃取精馏乙醇-水的综合效果最好。     

甲醇-丙酮体系的间歇萃取精馏研究

在常规的间歇萃取精馏实验装置中,研究了以蒸馏水为萃取剂间歇萃取精馏分离甲醇-丙酮共沸物的过程。考察了萃取剂、全回流时间、共沸物组成、溶剂与混合物的体积比、加盐、加碱等因素对萃取精馏分离甲醇-丙酮共沸体系的影响,从而得出最佳的萃取条件。     

萃取精馏分离丙醇-水-乙酸丙酯混合物

为挑选萃取精馏分离丙醇-水-乙酸丙酯混合物较好的溶剂,采用基于UNIFAC模型的动态法对待选溶剂进行了计算机高通量筛选。根据加入溶剂后体系互溶性和相对挥发度大小的预测结果,经综合考虑选出较好的萃取剂为丁醇和甲醇。选取丁醇为溶剂做实验验证,测定了丙醇-水-乙酸丙酯-丁醇体系的部分汽液平衡实验数据;泡点温度tb、加入溶剂后的相对挥发度α和平衡气相组成yi的计算值与实验值吻合良好,这表明采用基于UNIFAC模型的动态法筛选萃取精馏的溶剂具有良好的可靠性和适用性。     

萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物

通过气液平衡实验和Aspen Plus模拟软件对萃取精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸体系的可行性进行了研究。实验和模拟结果表明:乙二醇作为溶剂能有效地改变体系的相对挥发度,UNIFAC模型能够对萃取精馏混合物系相平衡行为进行较准确的描述;通过改变原料进料位置、溶剂比、回流比和溶剂进料位置等操作参数对该体系的分离进行了模拟,得到了可行的分离条件:理论塔板数为30,原料进料位置为第20块塔板,溶剂进料位置为第3块塔板,溶剂比为1.5,回流比为2。实验值与模拟值吻合良好,说明了模拟的可靠性。     

离子液体萃取精馏苯和乙醇共沸体系的模拟

采用COSMO-RS中的COSMOtherm软件,选定三丁基甲基醋酸铵([N_(1,4,4,4)][OAc])作为萃取精馏分离苯和乙醇共沸体系的萃取剂。采用Aspen Plus流程模拟软件,对苯和乙醇体系的萃取精馏过程进行了模拟。考察了溶剂比、全塔理论板数、回流比、原料进料位置等因素对分离效果的影响,通过灵敏度分析,得到了萃取精馏分离乙醇和苯体系的最佳工艺优化条件。在此条件下,产品苯的摩尔分数为99. 99%,乙醇的摩尔分数为99. 98%。说明以[N_(1,4,4,4)][OAc]为萃取剂萃取分离乙醇和苯的共沸物具有很好的效果。     

正丙醇-水-复合溶剂体系等压汽液平衡研究

采用新型双循环沸点仪,测定了100 kPa下正丙醇-水-复合溶剂体系的等压汽液平衡数据。实验结果表明:乙二醇与醋酸钾组成的复合溶剂可消除正丙醇-水的共沸点,并显著提高正丙醇-水的相对挥发度;随着复合溶剂质量分数的增加,正丙醇对水的相对挥发度增大;此复合溶剂可作为萃取精馏正丙醇-水体系的溶剂,适宜的质量分数约为60%。用有序双液(NRTL)方程对实验数据进行了关联,关联结果良好,温度标准偏差为0.45 K,气相组成标准偏差为0.008 7。     

武汉乙烯碳五原料组成对碳五产品质量的影响

碳五馏分可以利用各种烃类沸点的不同或在溶剂中相对挥发度相异,而进行精馏、萃取精馏、共沸精馏,生产异戊二烯(聚合级)、间戊二烯和双环戊二烯、抽余碳五等产品。在实际生产过程中,武汉乙烯C5原料组成与设计指标偏差较大,导致间戊二烯产品质量与设计指标存在偏差。比较了碳五分离工艺与裂解汽油加氢工艺优化方案,根据市场需求,选择不同的方案可获得更好的经济效益。     

单乙醇胺(MEA)间歇萃取精馏甲醇-丙酮研究

用常规的间歇萃取精馏实验装置,研究了以单乙醇胺(MEA)为萃取剂间歇萃取精馏分离甲醇—丙酮恒沸物的过程。考察了萃取剂、全回流时间、共沸物组成、溶剂与混合物的体积比、回流比等因素对萃取精馏分离甲醇—丙酮共沸体系的影响,从而得出最优的萃取条件。