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基于Aspen Plus异丙醇异丙醚水三元体系模拟分离李成帅【摘要】采用乙二醇做萃取剂,在选用UNIFAC物性分析方法的基础上,用Aspen Plus中的Radfrac模型,研究了不同操作参数(如回流比、塔板数、流出率、进料位置以及萃取精馏塔萃取剂的用量等)对精馏过程的影响,并对各参数进行了优化。
同时进行了灵敏度分析。
结果表明：对于处理量为1 t/h,含异丙醚为7wt%,异丙醇13wt%,水为80wt%的物料,采用多级精馏的方式可以实现水中异丙醇的含量小于20 mg/L,异丙醚含量小于100 mg/L的要求,且乙二醇质量分数99．9%以上,可以循环使用。
%Glycol was used as the extracting agent. The Aspen Plus was used to simulate the rectification parameters, including reflux ratio, plate number and feed stage. The Radfrac and sensitivity were chosen for simulation. The results indicated that when the volume was 1 t/h which contained 7wt% isopropyl ether, 13wt% isopropanol and 80wt% water, multiple rectification realized that the content of isopropanol was lower than 20 ppm and the content of isopropyl ether was lower than 100 ppm. The other result showed that glycol can be recycled.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)023【总页数】3页(P135-137)【关键词】乙二醇;Aspen Plus;异丙醇;异丙醚;共沸物【作者】李成帅【作者单位】中国石油大学胜利学院，山东东营 257061【正文语种】中文【中图分类】TQ009异丙醇是一种重要的有机化工原料和性能优良的有机溶剂[1]。
萃取-恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水分离的节能研究
黄涛;汤志刚;段占庭
【期刊名称】《精细化工》
【年(卷),期】2003(20)5
【摘要】针对现有的恒沸精馏法生产工艺能耗较大的缺点,将萃取—恒沸精馏联合流程用于异丙醇-水的分离工艺并提出了改造方案。
对新工艺进行实验研究表明,原料进入提浓塔并保持回流比0 6以上,其塔顶产物进入V(原料)∶V(萃取剂)∶V(分离剂)=1∶2 5∶1的萃取塔进行萃取,萃取相通过脱水塔可以从塔底得到合格异丙醇产品,塔顶恒沸物冷凝分相后,有机层大部分作为萃取剂重新使用,萃余相通过浓缩器回收得到分离剂溶液。
根据实验研究结果进行的模拟计算表明,新工艺比原工艺节约能耗40%。
【总页数】7页(P273-278)
【关键词】异丙醇;萃取;恒沸精馏;节能
【作者】黄涛;汤志刚;段占庭
【作者单位】清华大学化学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028
【相关文献】
1.间歇恒沸精馏分离异丙醇水溶液的节能研究 [J], 李小保;叶菊娣
2.萃取精馏分离二异丙醚-异丙醇共沸物的流程模拟 [J], 杨磊;张志刚;黄动昊;贾鹏;
李文秀
3.萃取精馏分离二异丙醚-异丙醇共沸物的流程模拟 [J], 杨磊;张志刚;黄动昊;贾鹏;李文秀;
4.连续萃取精馏分离异丙醇/水共沸体系的流程模拟 [J], 刘永威;吕帮怀;黄禹;游金文;王克良;连明磊;杜廷召
5.萃取精馏分离异丙醇-水共沸物的模拟及节能 [J], 韩东敏; 陈艳红
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收稿日期:2002-10-26基金项目:国家自然科学基金资助(20136010)作者简介:赵 鹏(1975-),男,1975年出生,山西临汾人,在学硕士研究生,主要从事吸附蒸馏研究。
研究论文吸附蒸馏分离异丙醇-水的试验研究赵 鹏1,许春建1,周 明1,李宏伟1,盛兆顺2,商剑峰2,王冬梅2(11天津大学化工学院,天津300072;21中原油气高新股份有限公司天然气处理厂,河南璞阳457061)摘要:本文利用吸附蒸馏这一复合分离技术[1]对异丙醇-水混合物的分离进行了试验研究。
试验采用乙二醇为载液,4A 分子筛原粉为吸附剂。
对加和不加吸附剂对分离过程的影响进行了对比试验,提出了适宜的工艺条件:浆料循环比为2∶1,回流比为1∶1,浆料固含率为15kg Πm 3产品异丙醇的含量可以达到9917%,收率为9513%。
关键词:吸附蒸馏;分离;异丙醇;分子筛;乙二醇中图分类号:T Q02811+5; 文献标识码:A 文章编号:1004-9533(2003)06-0342-05T Q02813+1Experimental Study on the Separation of Isopropanol andW ater by Adsorptive DistillationZH AO Peng 1,X U Chun -jian 1,ZH OU Ming 1,LI H ong -wei 1,SHE NG Zhao -shun2SH ANGJian -feng 2,W ANG D ong -mei2(1.School of Chem ical Engineering ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ;2.Natural gas treatment plant ,Zhongyuan y ouqi gaoxin C orporation Ltd.,Henan Puyang 457061,China )Abstract :The separation of is opropanol -water mixture was experimentally studied by the hy 2brid separation process ———ads orptive distillation.The fine powder of 4A m olecular sieve was selectd as abs orbent and glycol as liquid carrier of the powder.Under the following experiment 2ed conditions ,feed com position is 85%;recycling ratio is 2∶1;reflux ratio is 1∶1and s olid con 2tent is 15kg Πm 3,the purity and yield of is opropanol (IPA )is up to 9917%and 9513%respec 2tively.K ey w ords :ads orptive distillation ;separation ;is opropanol ;m olecular sieve ;glycol2003年12月Dec.2003 化 学 工 业 与 工 程CHE MIC A L I NDUSTRY AND E NGI NEERI NG 第20卷 第6期V ol.20 N o.6 异丙醇(IPA)是重要的基本有机化工原料。
异丙醇工艺流程
《异丙醇工艺流程》
异丙醇是一种重要的有机化合物，常用于溶剂和清洁剂的生产。
其工艺流程主要包括合成反应、分离纯化和后续加工等环节。
首先，异丙醇的工艺流程开始于合成反应。
一般采用丙烯和水的加氢制备异丙醇。
在反应过程中，需要控制反应温度、压力和催化剂的选择，以确保反应可以高效进行。
反应结束后，通过分离纯化的步骤，将异丙醇从反应混合物中提取出来。
分离纯化包括蒸馏、结晶、萃取等操作，目的是分离出高纯度的异丙醇，同时去除杂质。
在这一环节中，需要严格控制操作条件，以确保产品的质量和纯度。
最后，经过分离纯化的异丙醇进入后续加工环节。
根据不同的用途，可以对异丙醇进行进一步的合成反应，或者进行精细化工处理，以得到符合要求的产品。
总的来说，异丙醇工艺流程经历了合成反应、分离纯化和后续加工等环节，需要严格操作和控制，以确保产品的质量和产量。
随着工业化生产的发展，异丙醇的生产技术也在不断改进和创新，以满足不同领域的需求。
水乙醇异丙醇混合液分离方法引言水乙醇异丙醇混合液是工业生产和实验室中常用的溶剂体系之一。
对于很多应用场景而言，需要将其中的成分进行分离，以达到特定的纯度要求。
本文将讨论水乙醇异丙醇混合液分离的方法。
理论背景水乙醇异丙醇混合液的分离过程是基于其成分之间的物理性质的差异实现的。
以下将介绍几种常用的分离方法。
1. 蒸馏法蒸馏法是常用的水乙醇异丙醇混合液分离方法之一。
该方法利用不同组分的沸点差异，通过加热混合液使其部分汽化，再将蒸汽冷凝回液相，从而实现分离。
蒸馏法分为常压蒸馏和高真空蒸馏两种。
常压蒸馏适用于成分间的沸点差异较大，但又不需高纯度的情况。
高真空蒸馏则适用于追求较高纯度的产品，通过降低操作压力，降低沸点对应温度，减小成分间的沸点差异。
2. 萃取法萃取法利用不同组分在两个不同的溶剂相中的差异，通过提取溶质实现分离。
在水乙醇异丙醇混合液的分离中，常见的溶剂相包括水相、有机相和超临界流体相。
要进行萃取分离，首先需要选择合适的萃取剂，其具有对目标组分有选择性的能力。
当混合液与萃取剂接触后，根据各组分在两相中的溶解度差异，将目标组分从混合液中分配到萃取剂中，从而实现分离。
3. 结晶法结晶法是一种通过溶解度差异实现分离的方法。
在分离水乙醇异丙醇混合液时，可以通过调节温度和浓度来控制溶剂中各组分的溶解度，从而引发结晶过程。
通过控制结晶条件，如温度梯度、结晶速率等，可以得到较高纯度的单一组分晶体。
实验方法以下是一种常见的水乙醇异丙醇混合液的分离实验方法：1.准备一个装有水乙醇异丙醇混合液的圆底烧瓶，并连接上冷凝管和接收瓶。
2.加热烧瓶中的混合液，控制加热温度在混合液中沸点范围内。
根据所需分离纯度，可以选择适当的蒸馏压力。
3.冷凝管中的冷却水冷却蒸汽，使其冷凝成液体，流入接收瓶中。
4.根据目标组分的沸点，在接收瓶中可以收集到不同纯度的产物。
除了蒸馏法，也可以尝试使用其他方法进行水乙醇异丙醇混合液的分离，如萃取法或结晶法。
正丙醇-异丙醇-水共沸体系分离工艺模拟王桂英;刘艳杰;陈丽;王树东【摘要】利用Aspen Plus软件,分析正丙醇-异丙醇-水三元物系的剩余曲线,确定了分离序列和以二甲基亚砜为萃取剂的萃取精馏流程;优化了各精馏塔的工艺参数,模拟结果可为正丙醇-异丙醇-水共沸体系的分离提供理论依据,并有效地指导了实际生产.%By means of the Aspen software,the residue curve for NPA-IPA-H2O ternary system at atmospheric pressure was examined,and the separation sequences and extractive distillation with DMSO as extraction agent were determined.The process and conditions were optimized,the results provided the theoretical basis for separation of NPA-IPA-H2O azeotropic system,and effectively guided the operation of the plant.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】5页(P1-5)【关键词】正丙醇;异丙醇;萃取精馏;二甲基亚砜【作者】王桂英;刘艳杰;陈丽;王树东【作者单位】吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林 132022;吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林 132022;吉林化工学院石油化工学院,吉林吉林 132022;德惠市东华化工有限责任公司,吉林德惠 130326【正文语种】中文【中图分类】TQ028异丙醇(IPA)和正丙醇(NPA)均是重要的化学产品和化工原料，被广泛地应用于制药、有机原料、香料、化妆品、塑料和涂料等领域[1].东华公司采用气相丙烯直接水合法生产IPA，同时副产NPA，水合液主要为NPA-IPA-H2O的混合物.由于IPA与H2O、NPA与H2O均形成共沸物[2-6]，采用普通精馏难以得到高纯度的醇产品.目前，对于共沸物的分离常采用萃取精馏[7-9]、加盐萃取精馏[10]、共沸精馏[11-12]、超临界萃取[13]等方法.而萃取精馏相比于其他特殊精馏具有明显的优势，应用更为广泛.结合东华公司现有的生产条件，拟采取萃取精馏对NPA-IPA-H2O物系进行分离.本文采用Aspen Plus软件，对丙醇混合液进行定性判断及剩余曲线分析，确定适宜的萃取剂和萃取精馏流程.从能耗和分离要求等角度综合考虑，优化各塔的工艺条件，为NPA-IPA-H2O共沸体系的分离提供理论依据，以指导实际装置的开发和生产.1.1 NPA-IPA-H2O三元物系剩余曲线分析利用 Aspen Plus软件，采用NRTL-RK模型，绘制常压下NPA-IPA-H2O三元物系的剩余曲线，见图1.由图1可见，常压下NPA-IPA-H2O形成两个二元最低共沸物，即A1(IPA-H2O)和A2(NPA-H2O)，共沸温度分别为80.14 ℃和87.63 ℃.图1体现该三元体系在常压下，存在I和II两个蒸馏区域，拟研究三元混合液组成位于蒸馏区域I内，在该区域内，NPA为稳定节点，根据蒸馏原理，塔釜可得到NPA(B1)，塔顶馏出IPA-H2O混合物(D1).由于IPA-H2O 形成最低共沸物，可采用萃取精馏提纯IPA.1.2 萃取剂的筛选选择适宜的萃取剂是萃取精馏成功与否的关键，工业生产中萃取剂选择主要满足选择性高、溶解能力大、与被分离物不发生化学反应、易于回收并可循环使用、价格低廉且易得等条件[14].根据萃取剂选择原则，拟选用乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)和二甲基亚砜(DMSO)作为IPA-H2O共沸体系萃取精馏分离的萃取剂.采用Aspen Plus软件，在60kPa考察DMSO、EG和DEG三种萃取剂，IPA(1)-H2O(2) 汽液平衡曲线的影响，模拟计算结果见图2.由图2可见，由于DMSO、EG和DGG的作用，使得IPA(1)-H2O(2)的y-x曲线均有明显的改变，即打破了IPA-H2O的共沸现象、增大了IPA-H2O之间的相对挥发度.但从图2明显发现，DMSO作用效果最好，因此，确定DMSO为萃取精馏分离IPA-H2O的适宜萃取剂.通过上述分析，NPA-IPA-H2O混合液的分离流程，见图3.NPA-IPA-H2O混合物F1进入T1，塔底为产品NPA(B1)，IPA-H2O混合液(D1)从T1顶采出，进入T2中下部，萃取剂S1从T2上部进入，塔顶得到IPA产品(D2)，萃取剂-水混合液(B2)从T2塔底采出，进入T3进行精馏，萃取剂(B3)从塔底采出经泵和换热器冷却后循环使用，水(D3)从T3顶采出.2.1 操作条件丙醇水合液摩尔分数为IPA：0.45、NPA：0.35、H2O：0.2；分离要求(质量分数)为NPA≥0.998、IPA≥0.998、水中有机醇≤0.002、处理量50 kmol/h.操作压力：结合东华公司实际生产状况，T1常压操作，T2在70 kPa下操作，T3在20 kPa下操作.2.2 热力学模型利用Aspen Analysis Binary 物性分析功能，分别采用Wilson、NRTL和UNIQUAC方程计算NPA-H2O、IPA-H2O、NPA-IPA、IPA -DMSO等物系的共沸点和汽液平衡数据，并与相关的文献值对比[4,6,15,16]，确定采用相对误差较小的NRTL-RK模型进行模拟计算，结果见表1.2.3 模拟内容运用Aspen中的灵敏度分析作工况研究，考察各塔原料进料位置、回流比、溶剂比等对分离效果及塔热负荷的影响，进而寻找最佳工艺条件.由于T1和T3均为普通精馏，参数优化较易，因此，本文重点对萃取精馏塔T2进行参数模拟优化与讨论，即分别以回流比R、溶剂比SF、进料位置(Nf和Ns)为操纵变量，IPA在塔顶XD2，IPA和塔底XB2，IPA质量分率、再沸器热负荷QR和冷凝器热负荷QC(绝对值)为采集变量，对萃取精馏塔T2进行灵敏度分析.将由T1塔顶馏出物D1(异丙醇-水混合液)和萃取剂作为一股物流，利用ASPEN的DSTWU模块初步确定理论板数和回流比的关系，再利用RadFrac模块进行严格计算，确定T2萃取精馏塔理论板数为22，在此条件下对T2塔的其它工艺参数进行了优化.3.1 回流比的影响回流比在精馏过程中是一个非常重要的工艺参数，回流比的变化对塔顶、塔釜各组分含量均有影响，同时也会改变塔的热负荷情况.图 4和图5分别是回流比对T2塔顶XD2，IPA和塔底XB2，IPA的质量分数和对热负荷QC和QR的影响.由图4可见，当R>0.9后，IPA的质量分数>99.8%，即可得到合格产品；当R=1.1，分离效果最好(即塔顶xD,IPA最大，塔底xW,IPA最低)；当R>1.1后，随着回流比的增加塔顶IPA含量反而降低，这是因为回流比过大，液相中萃取剂减少，减小了IPA-H2O的相对挥发度，影响了分离效果；另外，回流比增加导致回流流速增大进而对两相的接触也产生不利的影响，从而使塔顶IPA的含量降低.但由图5可见，随回流比的增加，热负荷QC和QR均直线上升，因此，在保证分离要求的前提下，应尽量减少回流比，以降低能耗.综合考虑分离要求和能耗，选取回流比为1.1.3.2 萃取剂进料位置的影响图6和图7是萃取剂进料位置Ns对分离效果和热负荷的影响.由图6可见，萃取剂在第5板进料时，T2的分离效果最好，且此时热负荷也趋于稳定，达到最小值，因此，萃取剂的最佳进料位置为5.3.3 原料进料位置的影响图8和图9是IPA-H2O进料位置Nf对分离效果和热负荷的影响.由图8可见，原料在第18板进料时，T2的分离效果最好，由图9可见，18块进料时，再沸器的热负荷最小，冷凝器的热负荷随进料位置的增加逐渐减小，当Nf>13后达到稳定，综合考虑分离效果和热负荷，应先以满足分离要求为要，所以最佳进料位置为18.3.4 溶剂比的影响图10和图11分别是萃取剂的用量溶剂比对分离效果和热负荷的影响.由图10可见，随萃取剂用量的增加，塔顶xD,IPA逐渐增加，而塔底xW,IPA逐渐减小，表明分离效果随之提高；当SF>1后，塔顶、塔底IPA浓度趋于稳定，均可满足分离要求.由图11可见，再沸器QR的热负荷随溶剂比的增加而增大，而冷凝器热负荷QC先迅速减少，随后当SF>1后，冷凝器热负荷趋于平缓.因此，综合考虑分离效果、热负荷和生产成本多方面的因素，选取溶剂比摩尔比为1.0. 3.5 全流程模拟优化结果采用3.1-3.4的方法对T1和T3进行模拟与优化，优化结果见表2.由表2可见，IPA-NPA-H2O混合液采用研究开发的流程，在优化条件下操作，能够得到有效分离.利用Aspen Plus模拟软件，针对东华公司实际生产状况，开发了正丙醇-异丙醇-水分离工艺，并对全流程进行了模拟与优化计算，确定了T1、T2和T3塔的理论板、进料位置、回流比、溶剂比等最佳工艺条件，并指导了实际装置的改造和运行，生产出合格产品正丙醇和异丙醇.。
