萃取精馏分离异丙醇_水共沸体系的模拟与优化.pdf

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1、化学工程师Sum169No.10ChemicalEngineer2009年第10期文章编号：1002-1124（2009）10-0013-05继续萃取精馏分离异丙醇-水教育共沸体系的模拟与优化朱登磊，任根宽，谭超（宜宾学院化学与化工系，四川宜宾644007）摘要：对异丙醇-水共沸体系的萃取精馏过程进行模拟与优化。以乙二醇为萃取剂，基于UNIFAC模型，使用AspenPlus化工模拟软件中的RadFrac模块进行萃取精馏模拟，并利用灵敏度分析模块对各工艺参数进行灵敏度分析与优化。结果表明，以乙二醇做萃取剂分离异丙醇-水共沸体系是可

2、行的。对于处理流量5000kg·h-1的异丙醇-水共沸溶液，精馏塔具有22块塔板时，原料进料位置在第16块塔板，萃取液进料位置在第3块塔板，摩尔回流比为1.4，萃取剂与原料的进料比为2∶1，塔顶异丙醇质量分数可达0.9981，萃取精馏塔的分离效果和热负荷达到最优。模拟和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义。关键词：萃取精馏；异丙醇；乙二醇；模拟；优化中图分类号：TQ028.3文献标识码：ASimulationandoptimizationofextractivedistillationforisopropanol-water

3、azeotropicmixtureZHUDeng-lei,RENGen-kuan,TANChao(DepartmentofChemistryandChemicalEngineering，YibinUniversity，Yibin644007，China)Abstract:Extractivedistillationforisopropanol-waterazeotropicmixturewassimulatedandoptimized.Simu－lationofextractivedistillationwasexecutedb

4、yRadFracmoduleofAspenPlussimulationsoftwareusingUNIFACmodelandglycolasextractant．Sensitivityanalysiswasalsoperformedtooptimizetheoperationparameters.Thesimulationresultsshowthatit'spossibletoseparateopropanol-waterazeotropicmixtureuseglycolasextractantbyextractivedis

5、tillation.Whenflowrateofopropanol-waterazeotropicmixturewas5000kg·h-1andstagenumbersofextractivedistillationcolumnwas22,theoptimumoperationparameterswereasfollows:numberoffeedstage16,numberofextractantstage3,molerefluxratio1.4andratioofextractanttofeed2∶1.Undertheopt

6、imizedparameters,massfractionofisopropanolatcolumntopcanreach0.9981andbothseparationeffectandheatdutyreachtheoptimization.Theresultsofsimulationandoptimizationwillprovidefundamentalguidefortheindustrial－izationdesignandproduction.Keywords:extractivedistillation；isopr

7、opanol；glycol；simulation；optimization异丙醇(IPA)是一种重要的有机化工原料和有相对传统的共沸精馏而言，由于萃取精馏所采用溶机溶剂，主要用在制药、化妆品、塑料、香料、涂料及剂沸点较高，不易挥发，溶剂从塔釜排放，因而具有[1]电子工业上。异丙醇一般通过丙烯水合法得到，再能耗低、污染少、溶剂易于回收等优点，但萃取精馏用蒸馏法蒸出异丙醇，但常压下异丙醇与水在80.3存在溶剂用量大、回收成本高的不足。选择优良的℃时形成共沸物，共沸物中异丙醇质量分数为87.萃取剂，优化萃取精馏效果，是萃取精馏的重要研

8、[2][13]4%。因此，采用普通蒸馏方法难以得到高纯度的究课题。异丙醇。传统的异丙醇-水共沸物分离采用共沸精本文采用AspenPlus化工流程模拟软件，根据馏法，通常用苯做为共沸剂，此种工艺的能耗较大，萃取精馏分离共沸物的适宜溶剂的要求和文献报[14]且共沸剂