环己烷—异丙醇共沸物分离的模拟与实验研究

• 作 者: 宋亚
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 环己烷 异丙醇 过程模拟 变压精馏 精馏节能

在化工和制药工业中,常产生大量的环己烷和异丙醇的混合溶液。环己烷和异丙醇都是优良的溶剂和生产原料,若直接排放,不仅会造成环境污染,也会产生浪费,因此将二者进行分离回收具有很大的意义。由于在一般条件下,环己烷和异丙醇形成共沸物,无法使用普通的精馏方法将其分离,本课题研究了采用特殊精馏方法分离环己烷-异丙醇共沸物的工艺。本课题主要利用化工过程模拟软件Aspen Plus 2006对环己烷—异丙醇共沸物系的已有分离方法和变压精馏分离方法稳态过程进行了模拟,对总理论板数、回流比、进料位置、进料温度等操作参数进行了优化。对于已有分离方法的普通精馏、萃取精馏过程进行模拟,萃取精馏稳态过程选取乙二醇作为萃取剂,对塔的工艺操作参数进行了优化,环己烷和异丙醇产品浓度均达到99.9wt%以上;对于变压精馏稳态过程,主要研究了减压塔进料(包括常压塔回减压塔的循环物流进料和原料进料)位置,温度对分离过程的影响,最终对工艺操作参数进行优化,产品浓度均能够达到99.9wt%。实验过程研究了环己烷-异丙醇共沸物的变压精馏分离过程。分别利用间歇精馏研究了减压塔和常压塔部分实验过程,实验结果与模拟结果较为吻合。加盐变压精馏在减压塔的循环物料进料中LiCl试剂浓度达到0.08 g/ml时,塔顶馏出液中异丙醇含量差值可以增大到11.47 wt%,总能耗仅为原来的48.2%。模拟以及实验研究结果表明,变压精馏分离共沸物具有工艺过程简单,不引入额外杂质的优点,同时也有能耗高的不足。在本文的最后对变压精馏节能方面进行了研究,通过热集成过程和盐效应改变共沸组成,达到了节约能耗的目的。