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乙二醇(EG)、丙二醇(PG)、丁二醇(BD)是重要的原料化合物。生物发酵法因原料可再生而可持续,是生产这些二元醇的重要途径。生物法所得的产物多为混合二元醇,难以被高效利用,需要分离处理。但是,它们互为同系物,结构的相似和性质的相近使得分离难度较大。这也是制约生物基二元醇大规模工业化生产的瓶颈技术之一。本课题组前期已做大量相关研究,并通过常规多塔序列精馏工艺获得了纯度为80%～90%的二元醇产品,但需要的塔板数和能耗较大。基于此,本文以三元体系(1,2-EG+ 1,3-BD+ 1,3-PG)、(1,2-PG+1,3-BD + 1,4-BD)为研究对象,在通过进一步常规精馏优化工艺研究的基础上,用隔壁塔来分离二元醇混合物,以期提高产品纯度、降低过程能耗和设备投资,为最终实现生物基二元醇的大规模工业生产奠定基础。本文测定了二元体系(1,2-EG+1,3-BD)、(1,2-EG+1,3-PG)、(1,2-PG+1,3-BD)、(1,2-PG+1,4-BD)、(1,3-BD + 1,4-BD)和三元体系(1,2-EG+1,3-BD+ 1,3-PG)、(1,2-PG+ 1,3-BD + 1,4-BD)常压条件下的汽-液相平衡数据,并分别用UNIQUAC、Wilson和NRTL模型对其进行回归,获得二元交互作用参数。经研究发现:UNIQUAC、Wilson和NRTL模型均可用来描述本文所研究的二元醇体系,而UNIFAC模型不适合;在体系(1,2-EG +1,3-BD+1,3-PG)和体系(1,2-PG+1,3-BD+1,4-BD)中不存在精馏边界。基于热力学研究,本文用Aspen Plus模拟设计常压两塔序列精馏工艺分离三元体系(1,2-EG+1,3-BD+1,3-PG)、(1,2-PG+1,3-BD+1,4-BD),并用灵敏度分析对塔板数、进料位置等参数进行优化。基于此,本文设计出隔壁塔(DWC)工艺来分离上述体系以期提高产品质量、降低过程能耗和设备投资:在DSTWU模块中进行DWC的简捷计算并获得参数初值;在Multifrac模块中完成其严格计算和优化。优化时,本文在采用单因素优化法分别考察了塔板数、隔板长度、隔板位置、进料位置、侧线采出位置、中间产品采出流率、内连流股/、v以及回流比对产品纯度的影响并获得各参数的优化初值的基础上:利用基于箱线图设计(BBD)的响应面优化法(RSM)对回流比、内连流股进行进一步优化,考察了它们的交互作用对中间产品1,3-BD的纯度和再沸器能耗的影响,并获得了它们的优化值和响应变量的模型方程。研究结果表明:分离体系(1,2-EG+1,3-BD+1,3-PG)时,在产品纯度基本相同的情况下,DWC比常规精馏工艺节省6块塔板,以及节约近35%的热量和近32%的冷量;分离体系(1,2-PG + 1,3-BD + 1,4-BD)时,同样能节省5块塔板,以及节约近50%的热量和近57%的冷量,隔壁塔精馏可获得更高纯度的产品。