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水-乙醇-环己醇三元体系精馏分离工艺模拟及优化

2021-10-14司美玉陈艳丽芦亚宁倪怀兰

精细石油化工 2021年5期

司美玉,陈艳丽,芦亚宁,倪怀兰,林 枫

(菏泽学院化学化工学院,山东 菏泽 274000)

废水醪液是一种高浓度有机废水,对废水醪液中有机物的分离和回收是国内外环保的重要课题之一[1]。环己醇是一种无色透明、高热可燃的有机化合物,用于表面活性剂和工业溶剂,是重要的化工原料;燃料乙醇是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇,它是汽油最环保的增氧剂和辛烷值促进剂[2]。从醪液中回收环己醇和乙醇不仅具有重大的环保意义,而且具有很高的经济效益。

本文以某燃料乙醇生产企业的醪液(w(水)=85%,w(乙醇)=10%,w(环己醇)=5%)为例,通过使用ASPEN PLUS化工模拟软件对回收工艺流程进行合理的设计和优化,实现了乙醇和环己醇的有效分离。

1 物性分析

通过查阅物性手册,利用ASPEN PLUS[3]对醪液中的组分进行物性分析及共沸组成分析,得到体系的各组分物性如表1所示。

表1 水-乙醇-环己醇体系共沸物组成表

由表1可知,在水-乙醇-环己醇三元体系中,水和乙醇会形成二元恒沸物,共沸温度为78.15 ℃;水和环己醇也会形成二元恒沸物,共沸温度为98.32 ℃。该体系中乙醇和水、环己醇和水体系形成两种二元共沸物,采用一般的精馏方法难以实现三组分的分离。因此设计了萃取精馏和减压精馏的方式来进行分离[4-5]。

2 工艺流程设计

以某燃料乙醇生产企业的醪液为例,通过对现有工艺条件及分离要求的综合考虑,采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为萃取剂,设计了1个普通精馏塔,1个萃取精馏塔和2个减压精馏塔,实现废水醪液中水、乙醇和环己醇的分离。……

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