萃取精馏分离丙炔醇-水共沸体系的研究

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丙炔醇是一种被广泛用于医药和农药行业中的重要中间体,丙炔醇-水常压下是共沸体系,用普通精馏方法无法将其分离,工业上制备丙炔醇的过程中,需要通过特殊精馏来进行丙炔醇-水的分离。本文拟采用萃取精馏的方式对丙炔醇-水进行分离,为此,通过以下三方面基础研究,为丙炔醇-水体系的分离设计提供基础数据,优化最佳分离方法,为实际生产提供理论依据。首先利用高溶解性、高选择性、沸点适宜等萃取剂基本筛选原则初步甄选出五种物质作为萃取精馏分离丙炔醇-水共沸体系的备选溶剂,再根据等挥发度曲线法和相对挥发度法对备选溶剂进行了进一步的优化,筛选出了性能较优的1,4丁二醇作为本次流程模拟最终使用萃取剂。为了确定精馏塔的操作条件,设计精馏塔的尺寸,对模拟过程缺少的基础数据进行了实验测定。本研究测定了丙炔醇—1,4-丁二醇在压力为60.0k Pa和80.0k Pa下的等压相平衡数据,并采用Van Ness点法检验了实验数据的热力学一致性;利用NRTL、UNIQUAC模型对相应相平衡数据进行了回归,得到该体系的二元交互参数,用于后续精馏塔的模拟计算过程。最后制定出了丙炔醇-水共沸体系的分离方案,并对以1,4-丁二醇为萃取剂的双塔萃取精馏分离丙炔醇-水体系的流程进行稳态设计,以年度总费用(TAC)为目标,进行全过程经济优化,确定出了萃取精馏分离丙炔醇-水共沸体系的较佳工艺操作条件。结果表明以1,4-丁二醇为萃取剂的丙炔醇-水双塔萃取精馏分离工艺,技术上可行,经济上合理,论文的研究成果可为该体系的工业分离提供了切实可行的方案。
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