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离子液体萃取精馏叔丁醇

来源:时间:2025-04-21 21:44:20

2.2溶劑回收塔的离液馏叔參數優化

通過考查溶劑回收塔的總塔板數、回流比、体萃原料進料位置對乙二醇純度的取精影響,可確定最佳操作條件,丁醇結果如圖7~9所示。离液馏叔

由圖7可知,体萃塔底乙二醇質量分數隨理論塔板數的取精增加而增大,在塔板數為14之後基本維持不變。丁醇由於增加塔板數會使得造價升高,离液馏叔因此理論塔板數選14。体萃由圖8可知,取精乙二醇的丁醇質量分數隨回流比的增加而增大,由於乙二醇和水的离液馏叔沸點相差比較大,當回流比為0.6時,体萃即有顯著的取精分離效果。當回流比再增大時,乙二醇的質量分數基本維持不變,因此,回流比選定為0.6。由圖9可知,塔底乙二醇質量分數隨塔板數的增加急劇升高,在第4塊板時達到最大值,繼續增大進料位置,乙二醇質量分數基本維持不變,在超過第10塊板後乙二醇質量分數逐漸下降。因此,原料進料位置選定為第4塊板。綜上所述,溶劑回收塔的最佳操作條件為:理論塔板數為14,回流比為0.6,原料進料位置選定為第4塊塔板。

3.[EMIM][AC]和乙二醇分別作為萃取劑的流程模擬對比采用乙二醇和[EMIM][AC]作為萃取劑分離叔丁醇-水二元共沸體係的流程模擬的最優操作參數列於表1。由表1可知,在操作參數優化後,兩種萃取劑都能使叔丁醇質量分數達到0.999,但離子液體進料量(700kg·h-1)為乙二醇的一半。以[EMIM][AC]為萃取劑的萃取精餾塔的能耗大大降低,塔頂冷凝器能耗減少了32.72%,塔底再沸器能耗減少了45.19%。由於離子液體無明顯蒸氣壓,因此隻需閃蒸罐即可分離且回收率高達100%,回收後的離子液體通過旋蒸除去殘餘水分便可重複利用。

4.結論

本文采用AspenPlus軟件對以[EMIM][AC]和乙二醇作為萃取劑萃取精餾分離叔丁醇-水的二元共沸體係進行了流程模擬,物性方法選擇UNIFAC。采用靈敏度分析優化分離效果,得到離子液體作為萃取劑的最優工藝參數組合為:精餾塔理論塔板數為25塊,質量回流比為0.9,萃取劑和原料分別從第2塊板和第15塊板進料,[EMIM][AC]的進料量為700kg·h-1。

相對於普通溶劑乙二醇,采用[EMIM][AC]作為萃取劑的萃取精餾塔塔頂和塔底能耗分別減少了32.72%和45.19%,萃取劑用量減少一半,回收的離子液體幾乎無損耗,可重複利用,符合綠色化學的理念。

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