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本文针对四氢呋喃(THF)、乙醇和水三元共沸体系,利用Aspen Plus和Aspen Plus Dynamics分析了单一溶剂和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏工艺经济性,探究了不同萃取剂作用下三元萃取精馏的动态控制特性,并考察了不同萃取剂下不同热耦合三元萃取精馏工艺的经济性、热力学效率和环境影响。基于极性原则定性筛选了二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)四种溶剂,通过分析不同溶剂对THF-乙醇-水体系相对挥发度的影响,确定了DMSO和EG两种单一萃取剂,从而确定了混合萃取剂为DMSO和EG的混合溶剂。以最小年度总费用(TAC)为目标函数,采用序贯迭代优化程序对DMSO、EG和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏工艺进行优化,得到了最优工艺操作参数和TAC。与单一溶剂DMSO和EG作为萃取剂的三元萃取精馏工艺相比,混合溶剂(60 mol%DMSO+40 mol%EG)的TAC可分别降低6.55%和31.88%。通过分析单一溶剂和不同组成的混合溶剂对三元萃取精馏工艺中两个萃取精馏塔再沸器热负荷的影响,证明了两个萃取精馏塔之间萃取剂性能的优化是降低整个工艺能耗和TAC的关键。混合萃取剂仅通过改变混合溶剂组成就可实现三元萃取精馏的权衡优化,增强了优化的灵活性。基于单一溶剂DMSO和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏最优工艺,探究了不同萃取剂作用下三元萃取精馏动态控制结构。±20%进料流率和进料组成扰动分析表明带有Q_R/F的组成控制结构对单一溶剂DMSO和混合溶剂作为萃取剂的三元萃取精馏均表现出良好的抗扰动能力。通过对比不同萃取剂作用下的三元萃取精馏动态特性,发现混合萃取剂的三元萃取精馏工艺在控制性能上更具优势。基于传统的三元萃取精馏工艺,进一步开发了两萃取精馏塔耦合(C1/C2)、萃取精馏塔和萃取剂回收塔耦合(C2/C3)两种不同的热耦合三元萃取精馏工艺,通过对比不同萃取剂下不同热耦合三元萃取精馏工艺的热力学效率、二氧化碳排放量和TAC,发现混合萃取剂的C1/C2热耦合三元萃取精馏工艺在能量经济性、环境影响和经济性三个方面均具有优势。