甲醇和乙醇分別易與四氫呋喃形成最低共沸物，因此通過普通精餾難以實現(xiàn)分離。鑒于萃取精餾在工業(yè)上分離共沸物有較強的應用性，本文以先進的化工模擬軟件Aspen Plus作為工具，對甲醇-四氫呋喃和乙醇-四氫呋喃共沸物系的萃取精餾工藝進行了模擬優(yōu)化與工藝改進。借助Flash2模塊獲取汽液平衡數(shù)據(jù)。通過定性判斷選取了二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇四種萃取劑。通過比較不同萃取劑對甲/乙醇-四氫呋喃體系的相對揮發(fā)度的影響，確定了二甲基亞砜、乙二醇分別作為萃取精餾分離甲醇-四氫呋喃體系和乙醇-四氫呋喃體系的萃取劑。并研究了所選萃取劑在不同溶劑比的情況下對甲/乙醇-四氫呋喃體系的相對揮發(fā)度的影響。采用UNIQUAC模型對甲醇-四氫呋喃及乙醇-四氫呋喃二元體系分別進行了萃取精餾的模擬與優(yōu)化。考察不同回流比、不同溶劑/進料比以及不同溶劑進料溫度下塔頂產(chǎn)品濃度及兩塔再沸器的熱負荷變化，確定回流比、溶劑流率是影響萃取精餾分離的最主要因素�；谫M用模型，通過分析年度總投資成本（TAC，即total annual cost）中設備投資和能耗成本，確定回流比、溶劑/進料比、塔板數(shù)是影響TAC最主要... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

萃取精餾分離甲醇-四氫呋喃物系的流程圖

第 2.3.2 節(jié)確定選擇 EG 作為萃取精餾分離乙醇-四氫呋喃的萃取劑，模擬的工藝流程圖如圖 3-18 所示：圖3-18 萃取精餾分離乙醇-四氫呋喃物系的流程圖Fig.3-18 Flowsheet of extractive distillation separating ethanol-THF system流程圖中，新鮮進料物流流率假設為 100kmol/h，含 50mol%乙醇和 50mol%THF。Knight 和 Doherty[63]推薦進料溫度應比 T1 塔頂溫度低 5 K-15 K。因此暫設定初始進料溫度為 320 K。兩塔的操作壓力均暫設定為 1atm。采用 UNIQUAC活度模型來描述液體的非理想性。表 3-3 出了由 Aspen Plus 獲得的乙醇-四氫呋喃-EG 物系的 UNIQUAC 模型參數(shù)。

荷較第一塔的小很多。模擬的工藝流程圖如圖 4-9 所示，圖中 T1，T2，T3 分別為普通精餾塔、萃取精餾塔、溶劑回收塔。圖4-9 三塔萃取精餾分離乙醇-四氫呋喃物系的流程圖Fig.4-9 Flowsheet of extractive distillation with three columns separating ethanol-THF system由于甲醇-四氫呋喃的共沸點與純組分的沸點十分接近，即使被分離混合物的組成偏離共沸物組成（50.65mol%）很大，低理論板數(shù)的精餾塔也難以通過普通精餾實現(xiàn)塔底甲醇或四氫呋喃純產(chǎn)品的分離。因此三塔的萃取精餾方案對減少分離甲醇-四氫呋喃體系的工藝 TAC 無效。首先針對含 10mol%THF 的乙醇-四氫呋喃混合物的分離進行三塔萃取精餾工藝的設計改進。首先對普通精餾塔 T1 進行優(yōu)化設計。4.2.2 普通精餾塔 T1 的優(yōu)化暫定塔板數(shù)，設計規(guī)定塔底乙醇的純度為 99.5mol%，進行物料衡算，調(diào)節(jié)


本文編號：2923588