甲醇和甲醛合成聚甲氧基二甲醚产物萃取分离研究

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聚甲氧基二甲醚(简称PODEn)是一种新型柴油调和组分,甲醇甲醛合成聚甲氧基二甲醚的工艺路线具有良好的发展前景,但是该工艺路线反应产物体系复杂不适合直接精馏分离,因此提出萃取分离工艺。  考察了苯、正己烷、环己烷和乙酸乙酯四种萃取剂对甲醛、水、PODE1-4的萃取率,实验结果表明正己烷萃取性能最佳。以正己烷作为萃取剂,在混合澄清槽中,考察了萃取工艺条件搅拌停留时间、萃取温度、萃取体积相比(正己烷/原料液)、搅拌速度等对萃取效果的影响。结果表明最佳萃取工艺条件为:搅拌停留时间30 min,温度20℃,萃取相比2/1,搅拌速度为200 r·min-1。  在温度20℃下考察了(PODE1+H2O+n-Hexane)、(PODE2+H2O+n-Hexane)、(PODE3+H2O+n-Hexane)和(PODE4+H2O+n-Hexane)四组三元体系的液液相平衡,计算了PODE1-4萃取选择性系数,结果表明正己烷作为萃取剂从水溶液中萃取PODE1-4是可行的;采用Hand结线对相平衡数据的一致性进行了检验,结果表明(n-Hexane+PODE1-4+H2O)三元体系的液液相平衡数据具有较高的一致性;采用NRTL和UNIQUAC热力学模型对相平衡数据进行关联,均方根差计算(RMSD)结果和三元相图分析结果表明NRTL比UNIQUAC能更好地描述该三元体系的液液相平衡。  采用Aspen Plus软件对萃取剂和原料液体系多级逆流萃取过程进行模拟和优化。将NRTL活度系数方程嵌入Decanter模块,对方程中二元交互作用参数进行校验,模拟结果与实验结果能达到较好的吻合效果。通过Extract模块对多级逆流萃取过程进行模拟和优化,当温度为20℃,萃取相比为1/1,理论板数为3块,塔板效率为1,PODE1-2的萃取率为92.65%,PODE3-4的萃取率为80.13%,萃取达到较好分离要求。
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