高沸点溶剂对乙醇和水萃取精馏分离计算的影响

工艺·试验(Technology＆Testing} 2001年第6期___l 高沸点溶剂对乙醇和水萃取精馏分离计算的影响 顾正桂 林 军 (南京师范大学化学与环境科学学院，南京 210097) 摘要 文中对己醇和水分离的方法较为系统的介绍 ，重点研究高沸点溶剂对乙醇和水萃取精馏分离的髟_宣；模拟乙 醇和水萃取精馏结果为小塔及试验提供依据。 美羹谰 离沸点溶剂 萃取精馏 乙醇 水 由于常规蒸馏法和共沸蒸馏法分离乙醇和乙醇 能耗大．而且乙醇浓度受到醇水共沸组成的限制，因 此，寻找一种新的有效分离方法，从发酵液 中回收乙 醇是必要的。蒸馏所耗用的热能相当于全部生产过 程的50％一70％，一般认为，生产 1L乙醇所需的能量 大于燃烧 lkg乙醇所获得的能量⋯。鉴于蒸馏法分 离乙醇和水能耗大这一弊端，国外正致力于水和乙醇 分离的研究，美国研究人员_2 建议用其它几种方法从 水溶液中分离乙醇，如纤维状物质，干燥剂及分子筛 吸附；用具有渗透的膜分离乙醇和水；用有机溶剂或 者临界 流体 (如 二 氧化碳 等)进行萃 取。德 国 Hocch~st公司开发了乙醇蒸馏新技术[ ，可把蒸馏乙 醇所需的能量降低到原来的 1／3左右．但这一技术需 对蒸馏塔进行新的排列及复杂的操作控制技术；日 本 J最近发明一种分离膜，使用这种膜分离乙醇和 水，能耗可以降低 1／2—2／3，分离后醇的纯度高，但 装置小型化，生产规模受到限制；1987年 Ruiz等[ 对 高沸点溶剂进行研究，认为用萃取精馏法分离乙醇和 水可节省能耗 20％一40％，1988年 Ruiz等[ 又对低 沸点溶剂进行研究，认为低沸点溶剂萃取精馏过程所 需能耗非常大．在经济上无效益可言。 目前，用高沸点溶剂萃取精馏，分离乙醇和水中 溶解过程来讲．又有两种不同类型，一类是易溶于乙 醇，较难溶于水；另一类是既能溶于乙醇，又能与水互 溶。本文通过收集国内、外大量资料，在对高沸点溶 剂萃取精馏分离口 的基础上，采用三对角矩阵法对第 二类型进一步模拟研究，为小塔设计及进一步小塔试 验提供必要的依据。 萃取精馏工艺和及模拟程序 萃取精馏塔 R一溶剂再生塔 E一换热器 图 乙醇和水萃取精馏工艺流程 A Study on Synthesize Process of Photosensitixers DNSC Yang Bo Shah Zhilin Zhao Jia Wang Chaojun Li tie (The Development Research Institute of DHBI；Daqing Science and Teeknology Committee) Abstract Th e synthesize process of photesensitizes DNSC w8s studied ，and the innuc玎ce hctoIs 0f kev r嘲 tI咖 wBs discussed detailedly． Keywm'ds Photosensitizer，Nitrosotio，Chl0ID—Bulfonati0n — — 47 —— 维普资讯 http://www.cqvip.com 工艺·试验{Technology＆Testing) 采用上图所示的萃取精馏工艺流程，模拟程序框 图见文献L8 J，程序中汽液平衡模型采用 Wilson模型， 模型中双参数根据蒸发内能 计算，原料(1)流量 5 mol／s，组成 设为发 酵液组成(约含乙醇 20％，水 80％，均为物质的量)，萃取溶剂与原料物质的量流量 之比4：l。其它所设条件见文献。 0 模拟计算结果【 3 试剂物性数据见表 l，采用表 2所示的模拟工艺 参数，可得表3所示的模拟结果，表 3结果表明，采用 高沸点溶剂中既溶于乙醇，又能与水互溶的萃取溶 剂，不仅可以简化 Ruiz等所设计的工艺流程。而且可 在保证乙醇提纯浓度情况下，降低萃取精馏分离所需 的能耗。从表 3结果比较得知，在条件相近的情况下 采用三甘醇作乙醇和水萃取精馏分离的溶剂，除具备 简化工艺流程和能耗以外，还可以减少塔板数+减少 萃取剂因挥发而造成的消耗。从简化生产流程、提高 乙醇纯度、减少塔板数、溶荆来源、消耗及价格等方面 考虑，三甘醇是萃取精馏 分离乙醇和水 的较有效 溶剂。 衰 1 试剂糟性数据 溶剂 沸点 A“ ne常数 汽化潜热 ／℃ A B C ／kJ·Ⅲ 1’’ 注：An 方程： p=^ ．一瓦 Bi：( 。=l，2 7) 衰 2 乙醇和水分离工艺设计参数 一 48 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 关予翻订热固性粉末涂料产品■瘩标灌的一j宙c 冯啸涛 (杭州市质量技术监督局余杭分局，311t00) 捕重 对用于电冰箱、洗衣机、电风扇等家电的环氧树脂、聚酵树脂等热固性粉末涂料，提出制定国家技术标准的建 议 关■词 环氧树脂 聚酯树脂 粉末涂料 以环氧树脂、聚酯树脂、环氧／聚酯树脂为漆基的三太 系列热同性粉末涂料具有低公害、少污染、省能源的 ■ 堕 监 本文模拟结果为乙醇和水萃取精馏分离塔的设 计和试验提供可行性依据 ；结果表明三甘醇不仅可减 少塔板数，还是高沸点溶剂中较为有效的萃取剂。 参考文献 1 魏文德主编．有机化工原料大全 ．化学工业出 版社 ，1988，31 2 F．F．Hartline，Science，1979．206：41 3 European(]hem．Newf1．，1981，36(97O)：19 4 化学工业日报(日)，1989，2：16510 5 Ind．E1 ．Chem．1qes，1987，26：696 6 Ind．Eng．Chem．1qes，1988，27：648 7 顾正桂等．化学工程，1995，5：66 8 顾正桂等．化学工程，1992，1：25 9 D．Tassion．AICHE．J，1971，13：1367 1O 卢焕章等．石油化工基础数据手册．北京：化 学工业出版社 ，1982 (收稿 日期 2001—04—28) Effect of High Boiling——point solvent on separation of ethanol and water Gu Zheng gui Lin Jun (College of Chemistry and Environment Science Nanjlng Nonual University，21OO97) Abstract Method of separation of ethanol and warer waS systemly introducted ． Effect of high boiling—point solvents on separation of ethanol and water were studied．Modelling results of extractive separation of ethanol and water were pnn,ided for designing andtesting oflower Keywords High boiling—point sols~n，Extractive Distillation，Ethanol warer 维普资讯 http://www.cqvip.com