萃取精馏分离甲/乙醇—四氢呋喃的模拟与优化
发布时间：2020-12-18 07:09
甲醇和乙醇分别易与四氢呋喃形成最低共沸物，因此通过普通精馏难以实现分离。鉴于萃取精馏在工业上分离共沸物有较强的应用性，本文以先进的化工模拟软件Aspen Plus作为工具，对甲醇-四氢呋喃和乙醇-四氢呋喃共沸物系的萃取精馏工艺进行了模拟优化与工艺改进。借助Flash2模块获取汽液平衡数据。通过定性判断选取了二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇四种萃取剂。通过比较不同萃取剂对甲/乙醇-四氢呋喃体系的相对挥发度的影响，确定了二甲基亚砜、乙二醇分别作为萃取精馏分离甲醇-四氢呋喃体系和乙醇-四氢呋喃体系的萃取剂。并研究了所选萃取剂在不同溶剂比的情况下对甲/乙醇-四氢呋喃体系的相对挥发度的影响。采用UNIQUAC模型对甲醇-四氢呋喃及乙醇-四氢呋喃二元体系分别进行了萃取精馏的模拟与优化。考察不同回流比、不同溶剂/进料比以及不同溶剂进料温度下塔顶产品浓度及两塔再沸器的热负荷变化，确定回流比、溶剂流率是影响萃取精馏分离的最主要因素。基于费用模型，通过分析年度总投资成本（TAC，即total annual cost）中设备投资和能耗成本，确定回流比、溶剂/进料比、塔板数是影响TAC最主要...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
萃取精馏分离甲醇-四氢呋喃物系的流程图
第 2.3.2 节确定选择 EG 作为萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃的萃取剂，模拟的工艺流程图如图 3-18 所示：图3-18 萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃物系的流程图Fig.3-18 Flowsheet of extractive distillation separating ethanol-THF system流程图中，新鲜进料物流流率假设为 100kmol/h，含 50mol%乙醇和 50mol%THF。Knight 和 Doherty[63]推荐进料温度应比 T1 塔顶温度低 5 K-15 K。因此暂设定初始进料温度为 320 K。两塔的操作压力均暂设定为 1atm。采用 UNIQUAC活度模型来描述液体的非理想性。表 3-3 出了由 Aspen Plus 获得的乙醇-四氢呋喃-EG 物系的 UNIQUAC 模型参数。
荷较第一塔的小很多。模拟的工艺流程图如图 4-9 所示，图中 T1，T2，T3 分别为普通精馏塔、萃取精馏塔、溶剂回收塔。图4-9 三塔萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃物系的流程图Fig.4-9 Flowsheet of extractive distillation with three columns separating ethanol-THF system由于甲醇-四氢呋喃的共沸点与纯组分的沸点十分接近，即使被分离混合物的组成偏离共沸物组成（50.65mol%）很大，低理论板数的精馏塔也难以通过普通精馏实现塔底甲醇或四氢呋喃纯产品的分离。因此三塔的萃取精馏方案对减少分离甲醇-四氢呋喃体系的工艺 TAC 无效。首先针对含 10mol%THF 的乙醇-四氢呋喃混合物的分离进行三塔萃取精馏工艺的设计改进。首先对普通精馏塔 T1 进行优化设计。4.2.2 普通精馏塔 T1 的优化暂定塔板数，设计规定塔底乙醇的纯度为 99.5mol%，进行物料衡算，调节
本文编号：2923588
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
萃取精馏分离甲醇-四氢呋喃物系的流程图
第 2.3.2 节确定选择 EG 作为萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃的萃取剂，模拟的工艺流程图如图 3-18 所示：图3-18 萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃物系的流程图Fig.3-18 Flowsheet of extractive distillation separating ethanol-THF system流程图中，新鲜进料物流流率假设为 100kmol/h，含 50mol%乙醇和 50mol%THF。Knight 和 Doherty[63]推荐进料温度应比 T1 塔顶温度低 5 K-15 K。因此暂设定初始进料温度为 320 K。两塔的操作压力均暂设定为 1atm。采用 UNIQUAC活度模型来描述液体的非理想性。表 3-3 出了由 Aspen Plus 获得的乙醇-四氢呋喃-EG 物系的 UNIQUAC 模型参数。
荷较第一塔的小很多。模拟的工艺流程图如图 4-9 所示，图中 T1，T2，T3 分别为普通精馏塔、萃取精馏塔、溶剂回收塔。图4-9 三塔萃取精馏分离乙醇-四氢呋喃物系的流程图Fig.4-9 Flowsheet of extractive distillation with three columns separating ethanol-THF system由于甲醇-四氢呋喃的共沸点与纯组分的沸点十分接近，即使被分离混合物的组成偏离共沸物组成（50.65mol%）很大，低理论板数的精馏塔也难以通过普通精馏实现塔底甲醇或四氢呋喃纯产品的分离。因此三塔的萃取精馏方案对减少分离甲醇-四氢呋喃体系的工艺 TAC 无效。首先针对含 10mol%THF 的乙醇-四氢呋喃混合物的分离进行三塔萃取精馏工艺的设计改进。首先对普通精馏塔 T1 进行优化设计。4.2.2 普通精馏塔 T1 的优化暂定塔板数，设计规定塔底乙醇的纯度为 99.5mol%，进行物料衡算，调节
本文编号：2923588
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/wuliuguanlilunwen/2923588.html
