隔壁共沸精馏塔分离异丙醇水溶液的模拟_李军
萃取精馏隔壁塔三种等价模型分离乙腈-水体系流程模拟与优化
(Shengli College, China University of Petroleum, Dongying 257061, Shandong, China)
Abstract: Three equivalent models of the dividing wall columns were used to simulate the separation of acetonitrile-water with
Aspen Plus. Through the analysis of sensitivity, TA C and energy consumption, the applicability of different equivalent models in
separating azeotropic systems was studied. The results show that for the extractive distillation, the three equivalent models of the dividing wall columns can be used to simulate the separation of acetonitrile-water system. Each model reflects the energy-saving effect, compared with the traditional extractive distillation column, the two-tower model saves 12.62% , the three-tower model saves 22.28% , and the four-tower model saves 14.10% . In terms of total cost, the three-tower model is 11.73% less than the two-tower model, and 15.26% less than the four-tower model.
异丙醇—水体系的分离
萃取精馏的工艺流程图
1-萃取精馏塔：2-溶剂回收塔
A、B两组分混合物进入塔1，同时向塔内加入溶剂S 降低组分B的挥发度而使组分A变得易挥发。
溶剂的沸点比被分离组分的高，为了使塔内维持较 高的溶剂浓度，溶剂入口一定要位于加料版之上， 但需要与塔顶保持有若干块塔板，起回收溶剂作用， 这一段称为回收溶剂段。
异丙醇—水体系的分离工艺
第七小组：李永睿 徐辉 谢荣凯 刘若泰 王昊
目录
共沸精馏 吸附蒸馏 萃取精馏
加盐萃取共沸精馏
几种分离工艺的综合比较 结论
共沸精馏的原理
共沸精馏是指在两组分恒沸液或 挥发度相近的物系中加入第三组 分，以改善待分离组分间的汽、 液平衡关系，该组分能与原料液 中的一个或者几个组分形成一种 最低共沸物，使精馏分离成为 “共沸物－纯组分”的分离，且 因为具有较大的相对挥发度，从 而使分离所需的塔板数和Βιβλιοθήκη 流比 降低，能耗也相应较普通精馏低。
无毒性，无腐蚀性，热稳定性好；
来源方便，价格低廉。
适宜做异丙醇一水萃取精馏萃取剂的化合物
化合物 苯甲酸甲 酯 3—甲基— 1—丁醇 乙二醇甲 醚 丁酸丙脂 相对挥发 度 1.5 1. 54 1.60 1.72 化合物 正丁基醚 相对挥发 度 1.49 化合物 异丁酸异 丁脂 二甘醇 囊乙二醇 300 苯甲醚 相对挥发 度 1.61 1.80 1.56 1.54
乙烯基-正 1.83 丁基醚 乙烯基·异 1.57 丁基醚 已酸乙酯 1.56
加盐萃取共沸精馏
工业生产中产生的异丙醇浓度为10％~15％的水溶液，经精馏粗提后于塔顶得到初浓 缩浓度为72~82％的异丙醇，塔顶温度为75—85℃，回流比R=0.5—2.0，塔釜温度 105℃～115℃。 用C6脂肪烃(主要成分是己烷)作为萃取剂，无机钠盐或钾盐水溶液作为盐析分离剂对 (1)中得到的初浓缩异丙醇水溶液进行加盐萃取，体积比为：萃取荆：盐析剂：醇水 溶液=2～3：0.8：1.5：1，萃取后萃取相中异丙醇含量大于90％(脱萃取剂计)，萃余 相中异丙醇含量小于0．1％。 将萃取后有机相通人恒沸蒸馏脱水塔进行精制，塔顶温度60—65℃，回流比R=1.5。 2.5。塔釜温度98.0～98.5℃，塔釜中采出的即为该发盼的精制异丙醇，异丙醇含量 大于99.5％，水含量小于0.15％。塔顶采出经冷凝、分相后有机相中C6脂肪烃、异丙 醇和水含量分别为75％~85%、12％~20％和1%一4％，以此有机相作为萃取剂循环使 用；盐析剂经浓缩后在步骤(2)中循环套用，盐析效果无明显下降，蒸发所得二次蒸 汽可综合利用。
隔壁共沸精馏塔分离异丙醇水溶液的模拟_李军
Simulation of Dividing-Wall Azeotropic Distillation Column for Separation of Isopropyl Alcohol and Water
LI Jun , CHANG Xing-wu , SUN Lan-yi , LI Qing-song
似 , 其结果如图 5 和图 6 所示 。
23 7
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 3 常规流程中脱水塔内液 相组成分布
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 5 常规流程中提浓塔液相组成分布
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 4 隔壁共沸精馏塔主塔内液相组成分布
图 9 和图 10 分别为常规共沸精馏流程脱水塔 、 隔壁共沸精馏塔主塔内的汽液相流量分布曲线 。
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 10 隔壁共沸精馏塔主塔内的流量分布
沸精馏塔侧线精馏段中的汽液相流量分布曲线 。
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 11 常规流程提浓塔内的流量分布
2.1 模拟条件 为了对隔壁共沸精馏塔的节能降耗性能有定量
的认识 , 采用 Aspen Plus 软件对常规共 沸精馏流程 及隔壁共沸精馏塔进行了模拟研究 。由于环己烷异丙醇-水存在汽-液-液平衡 , 两液相热力学模型采 用 NRTL 方程 , 汽相采用理想方程进行计算 。 两流 程中各塔理论板数分别为 :常规共沸精馏流程中脱 水塔 19 、提浓塔 12 ;隔壁共沸精馏塔主塔 19 , 其中脱 水段 11 、公共精馏段 8 , 侧线精馏段 12 。 常规流程由 脱水塔第 3 块理论板进料(从上往下数 , 下同), 隔壁 共沸精馏塔由公共精馏段第 6 块理论板进料 。进料 为异丙醇质量分数 77 %的异丙醇水溶液 , 进料量为 3 906 kg h , 补 充 的 环 己 烷 量 为 0.036 kg h , 泡 点
隔壁塔萃取精馏制取无水异丙醇的模拟研究
中 图分 类 号 Ｔ ０ ８３ Ｑ ２．
文 献标 识 码 Ａ
文章 编 号 １０ — ８９２ ０）６ ０ ０ — ４ ０ ６ ６ ２ （ ９０ —０ ９ ０ ０
异 丙 醇 （Ｐ 主 要用 在农 药 、 ＩＡ） 医药 、 妆 品 、 化 塑
摘 要 提 出一 种 隔壁 塔 萃取 精 馏 制取 无 水 异 丙 醇的 新 工 艺 利 用 Ａ ｐ ｎＰＩ 模 拟 软件 ， ｓ ｅ １Ｓ Ｉ 对
隔 壁塔 和 常规 萃 取精 馏 工 艺进 行 了模 拟 。 定 了隔壁 塔 的 主要 参 数 ： 确 主塔 为 ３ Ｏ块 理论 板 ，
回 流 比 为 ３ 侧 线 精馏 段 为 ｌ ． Ｏ块 理 论 板 ． 回流 比为 ２ 垂 直 隔壁 位 于塔 内 ｌ ， ８块 板 到 ２ ８块
本 文讨 论将 Ｄ ＷＣ用 于萃取 精馏 过程来 制取 无 水 ＩＡ。 １ Ｄ Ｐ 用 个 ＷＣ替代 常规流程 中的萃取精馏 塔 及萃取 剂 回收塔 ． １ 在 个塔 内同时 完成 ＩＡ和水 的 Ｐ
是在 精馏塔 内部设一垂直 隔壁 。将精 馏塔 主体 分成
上段 、下段及 由隔壁分开 的精 馏进料 段和 中间采
工原料 和有 机溶 剂… Ｐ 。ＩＡ与水 在 ８ ＿ Ｏ３℃时形 成质 量分数 分别 为 ８ ＿ ７４ ％和 １ ． ２ ％的共沸 物 。采用 普通 ６ 精 馏方法难 以得到无水 ＩＡ 传统制取 无水 ＩＡ的 Ｐ ［ １ 。 Ｐ
出现 ．但 由于 ２个精馏塔 的控制 条件被并 到了 １ 个 Ｄ ＷＣ 中 ， 的控 制条件 增 加 了 ， 塔 因此控 制 和调 节 比
料 、 料 、 料 及 电 子 工 业 上 。 一 种 重 要 的 有 机 化 香 涂 是
苯-异丙醇-水共沸体系的模拟分离
第４期 收稿日期：２０２０－１１－２９作者简介：袁庭辉（１９８９—），研究生，江苏盐城人，２０１９年毕业于上海电力大学，主要从事化学工程与道路工程研究櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄殮殮殮殮。
化工设计苯－异丙醇－水共沸体系的模拟分离袁庭辉（上海浦兴路桥建设工程有限公司，上海 ２０００００）摘要：基于ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ概念设计，提出了一种普通精馏－液液萃取－萃取精馏相结合的分离工艺，得到了苯和异丙醇的质量分数分别为９９．９％和９９．２％，并利用灵敏度分析，确定各塔的关键模拟参数：初分塔的理论板数为５，进料位置为第２块理论板，塔顶采出量为３００．０ｋｇ／ｈ；脱水塔的理论板数为１２，进料位置为第６块理论板，塔顶采出量为１１７．０ｋｇ／ｈ；萃取精馏塔的理论板数为３６，进料位置为第３０块和第３块理论板，塔顶采出量为１００．８ｋｇ／ｈ；萃取剂回收塔的理论板数为１０，进料位置为第４块理论板，塔顶采出量为１６．２ｋｇ／ｈ；液液多级萃取塔的理论板数为９。
关键词：萃取精馏，苯，异丙醇，乙二醇中图分类号：ＴＱ０２８．１＋３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０４－０１８５－０４ＰｒｏｃｅｓｓＳｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＢｅｎｚｅｎｅ－Ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ－ＷａｔｅｒＡｚｅｏｔｒｏｐｉｃＳｙｓｔｅｍＹｕｎＴｉｎｇｈｕｉ（ＳｈａｎｇｈａｉＰｕｘｉｎｇＲｏａｄａｎｄＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｄｅｓｉｇｎｏｆＡｓｐｅｎＰｌｕｓ，ａｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｃｏｍｂｉｎｉｎｇｏｒｄｉｎａｒｙｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎａｎｄｌｉｑｕｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｂｅｎｚｅｎｅａｎｄｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌｐｒｏｄｕｃｔｓｗｉｔｈａｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆ９９．９％ａｎｄ９９．２％ａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｅａｃｈｔｏｗｅｒａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｓｕｂ－ｔｏｗｅｒｉｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：５ｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｎｕｍｂｅｒ，２ｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｏｆｆｅｅｄｓｔａｇｅ，ａｎｄ３００．０ｋｇ／ｈｏｆｍａｓｓｄｉｓｔｉｌｌａｔｅｒａｔｅ．Ｆｏｒｔｈｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｔｏｗｅｒ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｎｕｍｂｅｒｉｓ１２，ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｏｆｆｅｅｄｓｔａｇｅｉｓ６，ａｎｄｔｈｅｍａｓｓｄｉｓｔｉｌｌａｔｅｒａｔｅｉｓ１１７．０ｋｇ／ｈ．Ｆｏｒｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｔｏｗｅｒ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｓｉｓ３６，ｔｈｅｆｅｅｄｓｔａｇｅｉｓ３ｔｈａｎｄ３０ｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｓ，ａｎｄｔｈｅｍａｓｓｄｉｓｔｉｌｌａｔｅｒａｔｅｉｓ１００．８ｋｇ／ｈ．Ｆｏｒｔｈｅｅｘｔｒａｃｔａｎｔｒｅｃｏｖｅｒｙｔｏｗｅｒ，ｔｈｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｓｉｓ１０，ｔｈｅｆｅｅｄｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓ４ｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｍａｓｓｄｉｓｔｉｌｌａｔｅｒａｔｅｉｓ１６．２ｋｇ／ｈ．Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｓｏｆｔｈｅｌｉｑｕｉｄ－ｌｉｑｕｉｄｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒｉｓ９．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｂｅｎｚｅｎｅ；ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ；ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ 在道路沥青的性能评价过程中，往往需要使用一定量的有机溶剂，比如苯类、醇类等，其组分复杂，并且存在大量的共沸物，如不进行回收和利用，不仅造成了资源的浪费，而且会造成环境的污染。
隔壁塔技术进展
隔壁塔技术进展孙兰义,李 军,李青松(中国石油大学化学化工学院,山东青岛266555)摘要:在简要介绍隔壁塔结构特点、节能原理、形式以及适用范围的基础上,着重阐述了隔壁塔的工业应用状况,并分析了国内外反应精馏隔壁塔、萃取精馏隔壁塔及共沸精馏隔壁塔研究的若干最新进展。
关键词:隔壁塔;精馏;节能;应用;进展中图分类号:T Q028.3 文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2008)09-0038-04Progress in technology of dividing w all columnSUN Lan 2yi ,LI Jun ,LI Qing 2song(School of Chemistry &Chemical Engineering ,China University of Petroleum ,Qingdao 266555,China )Abstract :On the basis of the structure ,princilple of energy saving ,types and application fields of dividing wall column (DWC )introduced ,its application in industries is reviewed especially.And ,the new advances in DWCs used in reactive distillation ,extractive distillation and azeotropic distillation are analyzed.K ey w ords :dividing wall column ;distillation ;energy saving ;application ;progress 收稿日期:2008-06-20 基金项目:教育部博士点基金新教师项目资助课题(20070425530) 作者简介:孙兰义(1972-),男,博士,副教授,从事传质和分离工程研究,lanyi_sun @ 。
异丙醇—水体系的分离
蒸p汽pt课件可综合利用。
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该发明的优点是
降低提浓塔的回流比，提高提浓塔塔顶出口水含量，塔顶得到约80％ 的异丙醇，大幅降低提浓塔的能耗;
萃取过程中加入钠盐和钾盐等无机盐分离剂，在分离剂的“盐析”作 用下，异丙醇一水分离系数提高，萃取剂用量减少，能耗大幅降低:
萃取后有机相中异丙醇浓度提高至95％左右(脱萃取剂计)。以此有机 相为进料在脱水塔中对异丙醇进行共沸蒸馏精制，使塔釜采出中异丙 醇含量达99.5％以上，含水量降至0.15％以下;
ppt课件
7
吸附蒸馏流程图
ppt课件
8
采用乙二醇为吸附剂载液。
吸附剂浆料(c+s)由吸附蒸馏塔填料下方的第1块筛板上加入。
待分离的液体混合物料由第9板或第11板上加入。
该塔的塔顶得到异丙醇产品，塔底出料为载液乙二醇、吸附剂和水， 其中部分水被吸附剂吸附。
吸附蒸馏塔的塔底出料由蠕动泵送入蒸馏脱附塔填料段下第1块塔板， 脱附蒸馏塔的塔顶得到水，而经脱附蒸馏塔后的吸附剂随载液乙二 醇由蠕动泵再送回吸附蒸馏塔，循环使用。
2.5。塔釜温度98.0～98.5℃，塔釜中采出的即为该发盼的精制异丙醇，异丙醇含量
大于99.5％，水含量小于0.15％。塔顶采出经冷凝、分相后有机相中C6脂肪烃、异丙
醇和水含量分别为75％~85%、12％~20％和1%一4％，以此有机相作为萃取剂循环
使用；盐析剂经浓缩后在步骤(2)中循环套用，盐析效果无明显下降，蒸发所得二次
囊乙二醇 1.56 300
丁酸丙脂 ppt课件 1.72
已酸乙酯 1.56
苯甲醚14 1.54
加盐萃取共沸精馏
ppt课件
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工业生产中产生的异丙醇浓度为10％~15％的水溶液，经精馏粗提后于塔顶得到初浓 缩浓度为72~82％的异丙醇，塔顶温度为75—85℃，回流比R=0.5—2.0，塔釜温度 105℃～115℃。
分隔壁萃取精馏塔分离乙酸乙酯_异丙醇
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Abstract :A novel process of single-column azeotropic distillation process was proposed for the production of anhydrous isopropyl alcohol , where the dividing-wall column was used instead of the conventional dehydration column and concentrator .The proposed and the conventional processes were simulated with Aspen Plus , respectively .The profiles of liquid composition , temperature , flow rate and energy consumption of the two processes were compared .The results show that the energy consumption of the proposed process can be reduced by 14.6 %, and the cost of equipment and operation can be decreased compared to the conventional process .
图 9 和图 10 分别为常规共沸精馏流程脱水塔 、 隔壁共沸精馏塔主塔内的汽液相流量分布曲线 。
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 10 隔壁共沸精馏塔主塔内的流量分布
沸精馏塔侧线精馏段中的汽液相流量分布曲线 。
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 11 常规流程提浓塔内的流量分布
2.1 模拟条件 为了对隔壁共沸精馏塔的节能降耗性能有定量
的认识 , 采用 Aspen Plus 软件对常规共 沸精馏流程 及隔壁共沸精馏塔进行了模拟研究 。由于环己烷异丙醇-水存在汽-液-液平衡 , 两液相热力学模型采 用 NRTL 方程 , 汽相采用理想方程进行计算 。 两流 程中各塔理论板数分别为 :常规共沸精馏流程中脱 水塔 19 、提浓塔 12 ;隔壁共沸精馏塔主塔 19 , 其中脱 水段 11 、公共精馏段 8 , 侧线精馏段 12 。 常规流程由 脱水塔第 3 块理论板进料(从上往下数 , 下同), 隔壁 共沸精馏塔由公共精馏段第 6 块理论板进料 。进料 为异丙醇质量分数 77 %的异丙醇水溶液 , 进料量为 3 906 kg h , 补 充 的 环 己 烷 量 为 0.036 kg h , 泡 点
似 , 其结果如图 5 和图 6 所示 。
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□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 3 常规流程中脱水塔内液 相组成分布
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 5 常规流程中提浓塔液相组成分布
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 4 隔壁共沸精馏塔主塔内液相组成分布
Simulation of Dividing-Wall Azeotropic Distillation Column for Separation of Isopropyl Alcohol and Water
LI Jun , CHANG Xing-wu , SUN Lan-yi , LI Qing-song
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化 学 工 业 与 工 程
2009 年 5 月
□ — 主塔 ;○ — 侧线精馏段
图 8 隔壁共沸精馏塔内的 温度分布
由图 7 和图 8 可见 , 脱水塔 、提浓塔与隔壁共沸
精馏塔主塔 、侧线精馏段温度分布的趋势基本相同 。 由于有共沸物的存在 , 都有一段温度缓慢上升的曲 线 。 但隔壁共沸精馏塔侧线精馏段第 1 块板相对于 常规流程提馏塔第 1 块板其温度略高 , 这是由于与 常规流程不同 , 隔壁共沸精馏塔侧线精馏段(3)由主 塔直接提供液相回流 , 减少了返混效应 , 第一块板处 的异丙醇和水含量较高 , 所形成的液相泡点温度也 较高 。 2.4 常规流程与隔壁共沸精馏塔内流量分布比较
□ — 液相流量 ;○ — 汽相流量 图 9 常规流程脱水塔内的 流量分布
由图 9 和图 10 可见 , 两塔的汽液分布曲线在第
8 块板之后基本类似 。由于隔壁共沸精馏塔主塔不 仅要提供自身的液相回流而且还要在第 8 块板处提 供侧线精馏段的液相回流 , 故在第 8 块板附近隔壁 沸精馏塔的汽液相流量有一突变 。
2009 年 5 月 May 2009
化 学 工 业 与 工 程 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING
计算与模拟 文章编号 :1004 -9533(2009)03 -0235 -05
第 26 卷 第 3 期 Vol.26 No .3
隔壁共沸精馏塔分离异丙醇水溶液的模拟
□ — 异丙醇 ;○ — 水 ;△ — 环己烷 图 6 隔壁共沸精馏塔侧线精馏段液相组成分布
2.3 常规流程与隔壁共沸精馏塔内温度分布比较
图 7 和图 8 分别为常规共沸精馏流程脱水塔 、 提浓塔与隔壁共沸精馏塔主塔 、侧线精馏段温度分 布图 。
□ — 脱水塔 ;○ — 提浓塔 图 7 常规流程中脱水塔与提浓塔内的温度分布
Key words:dividing-wall column ;isopropyl alcohol ;dehydration ;azeotropic distillation ;energy saving
异丙醇(IPA)是一种用途广泛的有机化工原料 , 也是性能优良的溶剂 , 在医药行业有着广泛的应用 。 目前 , 随着全球环境保护意识的增强 , 利用高纯度异
图 3 和图 4 表明两流程中液相组成的分布趋势
有较大差别 。在常规流程脱水塔中 , 自下而上 , 水的 质量分数先变大后逐渐减小 , 而后与异丙醇 、环己烷 形成共沸物进入分相器 , 在分相器内分为轻重两相 液体后 , 水相在进入提浓塔内以回收环己烷 , 从而产 生返混现象 , 而返混效应是精馏过程热力学效率低 下的重要原因 。 在隔壁共沸精馏塔中 , 由于将脱水 塔和提浓塔并为一个塔 , 在公共精馏段(1)中当水的 液相质量分数较大时 , 即进入侧线精馏段分离其中 的水 , 降低了塔内的返混效应 。在相同的分离要求 下 , 隔壁共沸精馏塔比常规流程更节能 。 但常规流 程提浓塔与侧线精馏段塔内其组成分布趋势基本类
第 26 卷第 3 期
李 军等 :隔壁共沸精馏 塔分离异丙醇水溶液的模拟
(80.4 ℃)进料 , 塔在常压下进行操作 。在相同的操 作条件下 , 分别得到了 2 种流程塔内组成分布 、温度 分布及汽液相流量分布 。 2.2 常规流程与隔壁共沸精馏塔内组成分布比较
常规流程脱水塔与隔壁共沸精馏塔主塔的液相 组成分布图如图 3 Fra bibliotek图 4 所示 。
2 隔壁共沸精馏塔的模拟研究
1— 脱水塔 ;2 — 提浓塔 ;3— 分相器 图 1 共沸精馏生产无水异丙醇的常规流程
在隔壁共沸精馏塔中 , 隔板将塔分成三个区域 : 区域(2)是脱水段 , 在其底部得到高纯度异丙醇 ;区 域(3)是侧线精馏段 , 在其底部得到含有少量异丙醇 的废水 ;区域(1)是以上 2 个区域的公共精馏段 , 为 其提供足够的液相回流 。其中 , 隔壁共沸精馏塔主 塔包括区域(1)及(2), 相当于常规流程中的脱水塔 , 侧线精馏段(3)相当于常规流程中的提浓塔 。 操作中 , 三元共沸物异 丙醇-水-环己烷从塔顶
李 军 , 昌兴武 , 孙兰义 , 李青松
(中国石油大学化学化工学院 , 山东 青岛 266555)
摘要 :提出一种单塔共沸精馏生产无水异丙醇的新工艺流程 , 即采用隔壁塔替代常规共沸精馏流 程中的脱水塔及提浓塔 。 应用 Aspen Plus 模拟软件 , 对隔壁共沸精馏塔流程及常规共沸精馏流程 进行了模拟 , 比较了两种流程的液相组成 、温度 、汽液相流量及能耗 , 结果显示新工艺流程可以节 省能耗 14.6 %, 并能降低设备投资费用和操作费用 。其模拟结果还需试验进一步验证 。 关键词 :隔壁塔 ;异丙醇 ;脱水 ;共沸精馏 ;节能 中图分类号 :TQ028.31 文献标识码 :A
收稿日期 :2008 -09 -01
基金项目 :教育部博士点基金新教师项目 资助课题(20070425530)。 作者简介 :李 军(1980-), 男 , 安 徽庐江人 , 讲师 , 从事化学工程研究 。 联系人 :孙兰义 , E-mail:lanyi -sun @ 。
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常规共沸流程和隔壁塔共沸流程如图 1 和图 2 所示 。
1— 公共精馏段 ;2 — 脱水段 ;3— 侧线精馏 段 ;4— 分相器 图 2 隔壁共沸精馏塔生产无水异丙醇流程
馏出 , 进入冷凝器冷凝后 , 在分相器内分为轻重两相 液体 。轻相(环己烷)返回公共精馏段(1)作为回流 , 重相(水 、少量异丙醇和环己烷)送入侧线精馏段(3) 的中下部 , 作为侧线精馏段(3)的进料 。 公共精馏段 (1)的底部设有一液相分配器 , 使公共精馏段(1)底 部液相按一定比例分别进入隔壁两侧 , 为侧线精馏 段(3)提供液相回流 , 在脱水段(2)底部得到近于纯 态的异丙醇产品 , 在侧线精馏段(3)底部得到了含有 少量异丙醇的水 。 操作中环己烷循环使用 , 损耗的 环己烷可通过每间隔一段时间补充一定量的环己烷 来实现 。 该隔壁共沸精馏塔需两个再沸器 , 但只需 一个塔顶冷凝器 。
图 11 和图 12 分别为常规流程提浓塔与隔壁共