离子液体分离乙酸异丙酯—异丙醇共沸物系的研究

发布时间：2022-01-09 11:34

　　乙酸异丙酯与异丙醇是化工行业里最为常见的原料,在以异丙醇、乙酸为原料生产乙酸异丙酯的工艺中。异丙醇与乙酸异丙酯会在常压下形成最低共沸物,由于二者间存在较强的相互作用,无法使用蒸馏方法实现分离。萃取精馏因具有工艺流程操作简便,具有较好的分离表现成为分离共沸物的常用工艺精馏方法。由于国家提倡绿色化工工艺,因此以二甲基亚砜等为萃取剂的工艺方法逐渐淘汰。相较之前使用的萃取剂,如有机溶剂等,离子液体因具有无污染、可设计性等优势性能逐渐成为主流的萃取剂,并具有巨大的研究价值。然而,由于离子液体中阴阳离子的庞大数据库,急需一种高效准确的筛选方法得到高分离效率的离子液体,并能够应用于萃取精馏工艺流程中,基于此目的,本文的主要研究内容如下:（1）通过Guassian 03软件设计18种阳离子与22种阴离子自由搭配成396种离子液体。并结合基于COSMO-RS模型的COSMOtherm X软件,以离子液体兼具高分离选择性与低粘度为指标筛选目标离子液体。结果显示,阴离子较阳离子对选择性影响较大,[Ac]-类离子液体表现出显著的优异分离性能,咪唑类离子液体兼具高选择性与低粘度的特征,最终结合离子液体与共沸组分... 

【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

乙酸异丙酯(a)和异丙醇(b)的球棍模型

沈阳化工大学硕士学位论文第一章文献综述31.3分离乙酸异丙酯-异丙醇共沸物系的研究现状1.3.1变压精馏韩祯[20]等采用AspenPlus流程模拟软件，探究压力变化对分离乙酸异丙酯-异丙醇物系共沸物系的影响。结果表明压力区域在[0.01,0.20]Mpa对乙酸异丙酯-异丙醇共沸组成的影响最为显著，低压有利于乙酸异丙酯的分离，而高压则有利于异丙醇的分离。在减压操作条件下，乙酸异丙酯沸点比共沸温度与异丙醇的沸点高约20℃；低压条件下，异丙醇的沸点较乙酸异丙酯沸点与共沸温度高约3至4℃。异丙醇减压塔是变压精馏分离乙酸异丙酯-异丙醇共沸物系的关键分离塔。在相同产品浓度、全塔理论板数、进料位置与回流比操作条件下，最优的高压塔-减压塔操作压力为0.6至0.02MPa。在此操作压力下，变压精馏最优操作工艺条件见表1-2所示，工艺流程如图1-3所示，通过高压塔顶端物料为减压塔再沸器加热的热集成方法，此操作工艺可节能28.5%。表1-20.6-0.02MPa操作压力下高压塔与减压塔最优工艺操作条件Table1-2Theoptimalprocessconditionsforhighpressurecolumnandvacuumcolumnunderoperatingpressureof0.6-0.02MPa工艺操作条件高压塔减压塔全塔理论板数2638进料位置1510回流比12图1-3乙酸异丙酯-异丙醇物系的热集成变压精馏工艺Figure1-3Pressureswingdistillationprocesswithheartintegrationfortheseparationofisopropylacetateandisopropanolazetropemixture

沈阳化工大学硕士学位论文第一章文献综述41.3.2萃取精馏马春蕾[21]等利用AspenPlus流程模拟软件，模拟了乙酸异丙酯-异丙醇-DMSO(二甲基亚砜)分壁式萃取精馏工艺流程。最优工艺操作条件见表1-3所示。在此工艺条件下，得到均大于99.5%的产品质量分数，工艺流程如图1-4所示，在工艺设计上相比于传统的双塔连续萃取精馏工艺节省了一个再沸器。表1-3分壁式萃取精馏最佳工艺参数Table1-3Theoptimalprocessconditionsofspitwallextractivedistilltion工艺参数主塔T1副塔T2全塔理论板数4010萃取剂进料位置4-待分离组分进料位置1510回流比1.250.23萃取剂进料量/kgh-125000-隔板位置35-再沸器热负荷/kW3812.94-冷凝器热负荷/kW481.60604.40图1-4分壁式萃取精馏塔工艺流程Figure1-4Theprocessofspitwallextractivedistillation李嘉琪[22]等测量了常压下乙酸异丙酯+异丙醇+DMSO的等压气液相平衡数据，使用NRTL、Wilson、UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联拟合，Wilson模型表现出对实验数据较优的预测准确性，含DMSO的二元相图如图1-5所示。并通过AspenPlus模拟软件对连续双塔萃取精馏工艺模拟优化。最优工艺操作条件如表1-4所示。


本文编号：3578640