乙醇/丙醇-水-复合溶剂体系汽液平衡研究

为研究复合萃取溶剂体系下醇-水的汽液平衡,分别选用盐质量浓度为0.2 g/mL的乙二醇+氯化锂、乙二醇+醋酸钾2种复合萃取溶剂,测定了101.3 kPa下不同溶剂体积比(0.5∶1,1∶1,2∶1)时乙醇-水和丙醇-水的汽液平衡数据。分别用W ilson和NRTL热力学模型对所测汽液平衡数据按拟三元体系进行了关联。利用工业规模的实验装置,对测定结果进行了验证。结果表明,复合萃取溶剂能使乙醇-水和丙醇-水体系的共沸点消失,大大改变了体系中醇与水的相对挥发度。关联结果表明,W ilson热力学模型较NRTL热力学模型更适于乙醇/丙醇-水复合萃取溶剂体系。工业规模生产数据验证了所测定数据的可靠性,乙醇产品纯度可达到99.85%。     

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.     

UNIFAC基团贡献法预测合成硝基麝香固液平衡

UNIFAC基团贡献法是目前流行的一种重要的推算相平衡的方法.应用UNIFAC基团贡献法研究了合成硝基麝香物系在乙酸乙酯、乙睛、环已烷等溶剂中的溶解度.通过麝香物系在多种溶剂中的二元相平衡的实验数据对UNIFAC交互作用参数进行了回归修正,并利用这些交互作用参数预测了大量麝香的二元、三元的固液平衡.与实验值比较,证明参数修正的结果是理想的,误差在允许的范围之内,能满足合成硝基麝香体系固液平衡计算的需要.     

合成硝基麝香在溶剂中固液平衡研究

采用综合法测定了合成硝基麝香在乙腈等溶剂中的固液平衡数据,采用UNIFAC方程对麝香在单一溶剂中的固液平衡数据进行了关联,结果表明UNIFAC方程能够较好地关联实验数据并具有一定的预测功能,为麝香混合物的溶液结晶分离提供了理论依据。     

含麝香体系多元溶液固液平衡研究

测定了酮麝香、二甲苯麝香在单一溶剂和混合溶剂中的溶解度以及酮麝香的中间体 2 ,6 二甲基 4 叔丁基苯乙酮在不同溶剂中的溶解度 ,并且测定了多溶质多溶剂体系的固液平衡 ,采用UNIFAC活度系数法进行以上体系的固液平衡计算 ,计算结果与实验测定结果吻合良好。采用文中提出的方法不仅可以预测多溶质体系在溶液中共同达到饱和时的溶解度 ,而且可以预测部分溶质达到饱和时的溶解度 ,这对于溶液结晶具有重要的指导意义     

UNIFAC基团贡献法对合成硝基麝香固液平衡的研究

应用UNIFAC基团贡献法研究了合成硝基麝香物系在乙酸乙酯、乙腈、环己烷等溶剂中的溶解度。通过麝香物系在多种溶剂中的二元相平衡的实验数据对UNIFAC交互作用参数进行了回归修正,并利用这些交互作用参数预测了大量麝香的二元、三元的固液平衡,与实验值比较,证明参数修正的结果是理想的,误差在允许范围之内,能满足合成硝基麝香体系固液平衡计算的需要。     

偏三甲苯-正辛烷-(环丁砜+N-甲酰吗啉)液-液相平衡研究

在70℃下采用浊点法分别测定了不同质量比的环丁砜和N-甲酰吗啉溶剂与偏三甲苯-正辛烷四元体系液-液相平衡数据,得到体系的液-液分层曲线和结点数据,并用液-液分层曲线和体系物性(折光率、相对密度)相结合的方法对平衡数据进行了分析。结果表明:4种溶剂均具有较高溶解能力,其次序为:1#溶剂>2#溶剂>3#溶剂>4#溶剂,3#溶剂同时还具有较高的选择性,适合萃取偏三甲苯-正辛烷混合溶液。研究结果可以为溶剂抽提过程相平衡数据库提供基础数据,并为重芳烃抽提的溶剂选择提供参考。     

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。     

甲基丙烯酸甲酯-甲醇体系的双溶剂萃取

针对甲基丙烯酸甲酯(MMA)-甲醇共沸体系,常规精馏难以分离。提出采用己烷-水双溶剂体系萃取分离MMA的新工艺。测定了不同温度下MMA(1)+甲醇(2)+正己烷(3)+水(4)、MMA(1)+甲醇(2)+环己烷(3)+水(4)两个体系的相平衡数据,考察了不同温度下溶剂正己烷/环己烷、水的用量对萃取分配系数和选择性系数的影响。在实验数据的基础上,进一步采用UNIQUAC模型对该体系的相平衡进行了拟合,获得了模型参数。     

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。     

酮麝香-二甲苯麝香双液相萃取结晶

To evaluate the effect of two liquid phase on the separation of musks mixture, the phase equilibria of musk ketone musk xylene dimethyl sulfoxide heptane system were studied for the first time. The whole and every part of the phase equilibrium for the quaternary system were shown by three-dimensional phase diagrams, the liquid-liquid equilibria, solid-liquid equilibria and solid-liquid-liquid equilibria of the quaternary system were also shown. As a result, the compositions of musks in the equilibrium liquid phases were different from those in the feed, that is, musk ketone was enriched in dimethyl sulfoxide phase while musk xylene was enriched in heptane phase. So these equilibrium liquid phases were useful in separating musk ketone and musk xylene. On the basis of these results, a new process “two liquid phase extractive crystallization” was proposed to separate the eutectics of musk ketone and musk xylene.     

合成硝基麝香溶液结晶分离研究

为了开发低共熔组成酮麝香、二甲苯麝香混合物溶液结晶新过程,计算得到酮麝香、二甲苯麝香、溶剂三元相图。在此基础上研究了麝香混合物溶液结晶分离方法,提出了轮流加入乙腈和庚烷从低共熔组成麝香混合物中,分级冷却结晶分离得到2种产品的过程。由三元相图得到理论产量并进行试验验证,结果表明加入乙腈一级结晶可得到纯度为97.5%的二甲苯麝香,加入庚烷二级结晶后酮麝香的纯度为98.1%。     

Mechanism analysis of solvent selectivity and energy-saving optimization in vapor recompression-assisted extractive distillation for separation of binary azeotrope

Octane and p-xylene are common components in crude gasoline, so their separation process is very important in petroleum industry. The azeotrope and near azeotrope are often separated by extractive distillation in industry, which can realize the recovery and utilization of resources. In this work, the vapor–liquid equilibrium experiment was used to obtain the vapor–liquid equilibrium properties of the difficult separation system, and on this basis, the solvent extraction mechanism was studied. The mechanism of solvent separation plays a guiding role in selecting suitable solvents for industrial separation. The interaction energy, bond length and charge density distribution of p-xylene with solvent are calculated by quantum chemistry method. The quantum chemistry calculation results and experiment results showed that N-formylmorpholine is the best solvent among the alternative solvents in the work. This work provides an effective and complete solvent screening process from phase equilibrium experiments to quantum chemical calculation. An extractive distillation simulation process with N-formylmorpholine as solvent is designed to separate octane and p-xylene. In addition, the feasibility and effectiveness of the intensified vapor recompression assisted extraction distillation are also discussed. In the extractive distillation process, the vapor recompression-assisted extraction distillation process is globally optimal. Compared with basic process, the total annual cost can be reduced by 43.2%. This study provides theoretical guidance for extractive distillation separation technology and solvent selection.     

应用于离子液体体系汽液平衡测定的液相配制、气相分析方法

面向离子液体应用于萃取精馏，讨论了离子液体体系汽液平衡测定的液相配制、气相分析方法，提出了改进的气相回流器和沸腾器结构。基本思路来源于韩世钧先生研究团队发展的汽液平衡测定的拟静态法和置换法，以及能够主动提供气化中心的沸腾器结构。提出了液相组成计算方法和误差估计，适用于含多个挥发性组分和多个非挥发性组分体系的任意组分。上述方法能够实测获得挥发性组分的活度系数，并避免较为繁琐的含离子液体液相的分析。通过连续配制测定，能够获得活度系数随组成的变化规律，并应用于萃取精馏溶剂性能的评价及筛选。     

两种天然甜味剂甜菊苷和瑞鲍迪苷A在不同溶剂中的溶解度测定

用高效液相色谱（HPLC）法测定了两种天然甜味剂甜菊苷和瑞鲍迪苷A在不同纯溶剂中的固液平衡数据,温度范围为288.15~328.15 K。从实验数据知,所有研究的体系的溶解度均随温度的升高而增大。实验数据用三参数方程和NRTL模型拟合,拟合结果显示,两种模型均有好的拟合结果。由得到的溶解度数据,可指导甜菊苷与瑞鲍迪苷A的分离及结晶纯化溶剂的选择。     

酮麝香、二甲苯麝香和双溶剂四元体系液液相平衡研究

本文计算并测定了酮麝香、二甲苯麝香、二甲基亚砜(或乙腈)和庚烷(或环己烷)四元体系的液液相平衡,试验结果与计算值基本吻合。平衡双液相中两种麝香的比例不同于原料,两液相中两种麝香分别得到了富集,其中二甲基亚砜(或乙腈)相中富含酮麝香、庚烷(或环己烷)相中富含二甲苯麝香,这种液相分相可用于分离麝香混合物。本文的研究为麝香混合物的分离提供了理论指导。此外,采用本文的方法还可以预测较难测定的多元固、液混合物的相平衡关系。     

动态法辅助筛选萃取精馏分离环己烷-苯混合物的溶剂

采用基于UNIFAC模型(改进UNIFAC模型)的较严谨的"动态法"替代传统的"静态法",以FORTRAN语言开发了萃取精馏法分离沸点接近液体混合物(含共沸物)的萃取剂筛选和多元气液平衡预测程序. 经文献中的乙醇-水体系气液平衡实验数据验证,UNIFAC模型和改进UNIFAC模型的平衡气相组成预测结果平均相对误差分别为3.26%和1.74%,表明所开发的程序具有良好的可靠性和适用性. 采用基于改进UNIFAC模型的"动态法"对萃取精馏法分离环己烷-苯混合物的萃取剂进行了计算机高通量筛选,根据适宜萃取剂选取原则和计算结果,经综合考虑选出较好的萃取剂为二氯甲烷和1,2,3-三氯丙烷. 选取二氯甲烷做实验验证,测定了环己烷-苯-二氯甲烷分离体系的部分气液平衡实验数据,结果表明实验值与计算值吻合良好. 以二氯甲烷作为萃取剂具有能耗低、待分离体系热稳定性好和有效能损失小的优点.