特殊精馏分离甲乙酮-水共沸物系的工艺模拟与优化

由于共沸物的存在,甲乙酮-水混合物的分离在工业生产上一直是一个具有挑战性的问题。采用萃取精馏和变压精馏对分离工艺进行流程模拟与优化,得到摩尔分数为99.9%的甲乙酮产品,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,采用序贯迭代法对其进行优化,得到最小TAC为6.569×10⁵美元。通过分析比较3种常用萃取剂无限稀释相对挥发度的大小,筛选出乙二醇作为萃取剂,得到最佳萃取剂用量、理论板数及进料位置;针对常规变压精馏工艺提出热集成方案,与采用方案前相比,年度总费用降低了27.1%。最后,对萃取精馏、变压精馏和热集成变压精馏3种分离工艺年度总费用进行对比,萃取精馏工艺比热集成变压精馏工艺年度总费用降低了21.5%。结果表明,在经济性方面,萃取精馏相比于热集成变压精馏更适合甲乙酮-水共沸物系的分离。     

萃取剂性质对煤液化油渣萃取性能的影响

针对煤液化油渣如何高效萃取的问题，选择脂肪烃、芳烃、含氧化合物和模拟焦化苯等不同性质的萃取剂对煤液化油渣进行萃取，考察了萃取剂的溶解度参数和极性参数对煤液化油渣萃取物收率和萃取物组成的影响。结果表明：随着萃取剂溶解度和极性参数的增加，萃取物收率呈先增大后减小的趋势，萃取剂溶解度参数对煤液化油渣萃取效果的影响主要体现在其与可萃取组分溶解度参数的匹配上，萃取剂极性参数对萃取效果的影响主要体现在其对煤液化油渣缔合结构的破坏作用。当萃取剂和萃取物的溶解度参数相近时，具有较好的萃取效果，并且它们的萃取物以多环芳烃为主。而极性参数较大的萃取剂更易破坏煤液化油渣的缔合结构，进而导致丙酮、乙醇和甲醇萃取物的N和S元素含量较高。模拟焦化苯是一种萃取煤液化油渣的良好溶剂，对煤液化油渣的萃取物收率可达50%以上。     

溶剂萃取法提取富马酸

通过对萃取剂的筛选，确定了一个以三烷基氧化磷（ＴＲＰＯ）为萃取剂，提取富马酸（ＦＡ）的萃取体系。采肜双对数法，红外图谱和水分分析对萃合物的研究表明：ＴＲＰＯ萃取ＦＡ的可能萃合物结构式为ＦＡ．２ＴＲＰＯ．Ｈ２Ｏ。对萃取过程中的各影响因素进行了考察，从而得到了最佳操作条件，并提出了一条采用溶剂以法从水溶液中提取ＦＡ的流程。     

正、反向萃取精馏分离丙酮-甲醇体系的模拟研究

选择水、氯苯作为正、反向萃取剂来分离丙酮-甲醇共沸物系，规定原料液进料流率为540 kmol/h，进料温度为320 K，各塔的操作压力均为101.325 kPa，通过Aspen Plus进行流程模拟，得到摩尔分数为99.5%的产品。以最小全年总费用（TAC）为目标、序贯迭代搜索法为优化方法对不同萃取剂下的各塔进行灵敏度分析，规定塔顶轻组分摩尔分数为99.5%、摩尔回收率为99.99%，得到的优化结果显示：正向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为76块、64块和45块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、14块；反向萃取中萃取精馏塔的理论塔板数、原料进料位置和萃取剂进料位置分别为52块、40块和24块，萃取剂回收塔的理论塔板数、进料位置分别为25块、7块。通过TAC计算表算出两种萃取剂下工艺流程所需的经济费用，结果为正向萃取流程费用26 658 942.69元/a，反向萃取流程费用25 466 172.02元/a。     

有机溶剂萃取法提取乳酸

通过对萃取剂和稀释剂的筛选，确定了一个萃取相组成为５０％三烷基氧化膦（ＴＲＰＯ）／５０％磺化煤油的乳酸萃取体系．对萃合机理的研究表明，ＴＲＰＯ萃取乳酸的可能萃合物结构式为ＬＡ·ＴＲＰＯ．对乳酸萃取过程的各种影响因素进行了考察，从而得到了最佳操作条件．     

萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇的计算机模拟及工业应用

利用化工模拟软件Aspen Plus 7.3对萃取精馏分离醋酸乙烯-甲醇共沸物流程进行模拟和优化,对塔板数、回流比、进料位置、萃取剂流率和温度等操作参数进行灵敏度分析。模拟优化得到萃取精馏塔的设计参数为：塔板数31,回流比0.27,萃取剂进料位置第2块塔板,萃取剂流率21932kg/h,混合物进料位置第22块塔板,塔顶采出量18477kg/h。溶剂回收塔的设计参数为：塔板数24,回流比1.80,进料位置第19块塔板,塔顶采出量12626kg/h。在此基础上,对优化前后能耗进行对比,节省循环水、蒸汽和萃取剂用量分别为285。9万t/a、3.2万t/a和4.4万t/a,每年共带来经济效     

萃取精馏分离异丁醇与环己烷的模拟研究

异丁醇与环己烷是二元共沸物系，经过萃取剂的筛选，采用以苯胺为萃取剂的萃取精馏工艺分离异丁醇与环己烷，基于全年总费用（TAC）最小的原则，利用Aspen plus对工艺流程进行模拟与优化，得到优化后的工艺参数：萃取精馏塔理论板数38块，进料位置第31块板，萃取剂用量39 kmol/h，萃取剂进料位置第9块板，回流比0.517；溶剂回收塔理论板数20块，进料位置第13块板，回流比0.246。结果表明，全年总费用比变压精馏更经济，TAC降低了31.15%。本方法可为异丁醇与环己烷的工业分离提供理论依据。     

百合中秋水仙碱超临界流体萃取工艺的研究

采用超临界二氧化碳流体萃取技术，提取了百合中的秋水仙碱，并用高效液相色谱法测定了萃取物中秋水仙碱含量；通过正交实验对萃取条件进行了优化筛选，确定了适宜的工艺参数．结果表明：百合粉经氨水碱化后，在40℃，18MPa，以乙醇作提携剂时萃取效果最佳．萃取物中秋水仙碱含量可由植物中的0．049％提高到6．40％．     

柠檬桉树脂中多酚的提取纯化及抗氧化活性

为提高柠檬桉树的综合利用率,采用乙醇作为提取剂对柠檬桉树脂中的多酚进行初步提取,分别用乙酸乙酯萃取提纯法、醇提水沉—正丁醇萃取提纯法对粗提物进一步纯化,得到质量分数分别为28.31%和39.65%的多酚纯化物;定性实验表明,柠檬桉树脂的提取物中含有多酚物质;抗氧化活性实验表明抗坏血酸(VC)的总抗氧化能力最强,其次为粗提物,再次为醇提水沉—正丁醇提纯物,最后为乙酸乙酯纯化物。各提纯物的活性表现为多酚纯化物的质量分数越大,其抗氧化能力越大;多酚粗提物的抗氧化能力较提纯物更强,表明多酚粗提物中可能含有其他更强抗氧化能力的化学成分。     

萃取精馏分离甲醇—碳酸二甲酯二元恒沸物

采用萃取精馏法对甲醇－碳酸二酯二元恒沸物进行了分离，得到了适宜的萃取剂，研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响，并考究了萃取剂的回收和循环使用对分离的影响。     

二异丙醚-异丙醇-水三元恒沸体系的分离

异丙醇-二异丙醚-水三元体系可以形成恒沸物,常规的分离方法难以得到高纯度的产品．本研究采用乙二醇为萃取刑,以两个萃取精馏塔和一个普通精馏塔实现了将异丙醇、二异丙醚和水彻底分离．设计了工艺流程,确定了各塔的设备条件及操作条件．实验结果表明,采用该工艺,可以同时得到纯度大于99．5％的异丙醇、二异丙醚产品;萃取剂乙二醇可以循环使用;工艺分离出来的废水中仅含有微量的萃取剂,容易处理、     

甲醇-丁酮共沸物萃取精馏的模拟与优化

针对甲醇-丁酮二元共沸物难以分离的问题,以氯苯为溶剂,采用萃取精馏技术进行了流程设计和模拟计算。分别计算比较了苯甲醚、甲苯、氯苯3种萃取剂存在下甲醇-丁酮的无限稀释相对挥发度,结果表明氯苯的分离效果最优,并从剩余曲线角度分析了萃取精馏工艺的可行性。以全年总费用（TAC）为目标函数,对萃取剂用量、原料进料位置、萃取剂进料位置、总理论板数等参数进行了优化,模拟结果表明,氯苯的加入可以实现甲醇-丁酮体系的有效分离,产品纯度可达99.9%以上。从节能角度对萃取精馏工艺进行了优化,与节能前的工艺相比,设备费用增加3.28万元,能耗降低43.86万元,TAC降低42.77万元。     

萃取精馏分离甲醇和碳酸二甲酯二元共沸物

在对三塔萃取精馏分析的基础上,提出了以邻二甲苯为萃取剂,两塔分离甲醇和碳酸二甲酯共沸物的萃取精馏新流程.考察了进料配比、回流比等操作参数对萃取精馏性能的影响,并采用共沸和非共沸两种进料方式,考察了三塔体系和两塔体系在操作条件和分离性能上的差异.利用ASPEN软件对两种流程进行了优化分析和模拟放大研究.实验和模拟结果表明:两种分离流程均可实现甲醇与碳酸二甲酯的有效分离.两塔体系省去了一个塔,降低了设备费用,简化了操作,能量的消耗略有增加.考虑到低品位的能量容易取得以及萃取剂可以回收利用等因素,两塔体系具有较高的工业利用价值.     

定标粒子理论在加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-水物系中的应用

用定标粒子理论分析加盐萃取精馏过程的原理;通过醋酸甲酯-水物系的分离实验结果进行验证,结果表明,醋酸甲酯可以达到99％以上的高纯度,定标粒子理论对此物系的汽液平衡实验和精馏实验具有指导意义。     

乙醇─水间歇萃取精馏中溶剂流率的选择及溶剂回收的研究

研究了以乙二醇为溶剂间歇萃取精馏乙醇—水共沸混合物的溶剂流率选择及回收过程.实验得出,乙醇—水体系的相对挥发度随溶剂比的增加而显著增大,水—乙二醇过渡馏分段持续时间很短,在该段时间会出现塔顶温度急剧跃升的现象;当回流比为2:1时,溶剂回收的收率可达到99.33%.     

FCC汽油萃取蒸馏脱硫效果

开展了萃取蒸馏法脱除催化裂化（FCC）汽油含硫化合物的研究。在改进的Eliss气液两相双循环型蒸馏器上测定汽油在不同溶剂中的萃取蒸馏分离系数,筛选出N-甲酰基吗啉为最佳脱硫萃取蒸馏溶剂。在连续萃取蒸馏小试装置上,通过单因素试验考察了N-甲酰基吗啉的FCC汽油脱硫效果。优化的工艺条件：回流比1,剂油体积比0.7,塔釜温度160℃,塔顶精制油体积收率达64.18%,硫质量浓度26.03 mg/L,总脱硫率达86.30%。PONA分析结果表明,萃取蒸馏过程还能有效地将大部分高辛烷值的烯烃组分转移到低硫精制油中,可作为优良的欧IV标准高辛烷值汽油调和组分。     

动态间歇萃取精馏异丙醇-水体系工艺的研究

采用间歇加盐的萃取方式，散堆玻璃填料塔，优化选取了回流比，溶剂比等相关工艺参数。考察了萃取剂为乙二醇时，盐为硫酸钾，醋酸钾，氯化锌对异丙醇-水混合液的精馏分离效果，从小型工艺试验结果看，异丙醇萃取质量分数可达98.9％左右，较为理想，能够满足工厂生产要求.     

萃取精馏分离DMC-ME共沸物的研究

对以 PC作萃取剂萃取精馏分离碳酸二甲酯 -甲醇的共沸物的实验进行了一个比较完整的研究 ,调节了不同的操作条件 :进料配比、回流比、塔釜加热量等 ,得出了最佳进料配比、最佳回流比、最佳塔釜加热量     

异丁醇-水-1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([BMIM]BF4)的异丁醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,当[BMIM]BF4的摩尔分数为10%时异丁醇-水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,[BMIM]BF4摩尔分数为20%,30%时,偏离程度越大;[BMIM]BF4表现出盐效应,使异丁醇对水的相对挥发度发生改变,消除了异丁醇-水物系的共沸点;[BMIM]BF4含量越大,盐效应越明显,随着[BMIM]BF4含量的增加,异丁醇对水的相对挥发度也随着增加。[BMIM]BF4可以做为异丁醇-水物系萃取精馏分离的有机盐,适宜的[BMIM]BF4摩尔分数为20%。