甲醇-丁酮共沸物萃取精馏的模拟与优化
2021-11-13安永胜谢小强张鑫海孙雪飞李群生
安永胜 谢小强 胡 南 张鑫海 孙雪飞 冯 凯 刘 亮 李群生*
(1.中国石油天然气管道工程有限公司, 廊坊 065099; 2.北京化工大学 化学工程学院, 北京 100029)
引 言
甲醇(MeOH)是一种重要的工业原料,常用于合成甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、硫酸二甲酯、甲醛等化合物,还可以作为燃料和溶剂使用[1]。而丁酮(MEK)是一种重要的有机合成原料[2-3],常用于制取醋酸纤维素、醇酸树脂、油墨等化工产品。在木醋液生产加工过程中,会形成MeOH和MEK混合物。常压下,MeOH与MEK会形成二元最低共沸物,MeOH的共沸摩尔分数为0.84,因此采用普通精馏工艺无法得到高纯度的MeOH和MEK产品。对共沸物系的分离有变压精馏、萃取精馏及膜分离等工艺技术[4-6],工业上一般采用萃取精馏工艺进行分离回收,因而萃取剂的选择非常重要。针对MeOH-MEK共沸物系萃取剂的选择问题,有很多学者进行过研究。张亲亲等[7]合成了3种离子液体(IONIC)用于分离MeOH-MEK体系,实验结果表明,[EPy][Br]可以提高甲醇和丁酮的相对挥发度,增大溶剂比能够显著提高离子液体的选择性;孙雪婷[8]选用[EMIM]BF4、[BMIM]BF4、[OMIM]PF6及[MMIM]DMP这4种离子液体作为萃取剂,测定了MeOH-MEK-IONIC三元物系的等压气液平衡数据,实验结果表明,[MMIM]DMP 的分离效果最好。李卓[9]选择[HMIM][NTF2]、[BMIM][NTF2]及[EMIM][NTF2]这3种离子液体作为萃取剂测定了MeOH-MEK-IONIC三元体系的等压气液平衡数据,结果表明[HMIM][NTF2]的分离效果最优。姜占坤等[10]选用苯甲醚(MPE)、甲苯(MP)及氯苯(CB)为萃取剂,采用间歇精馏的方式对MeOH-MEK体系进行了实验研究,结果表明3种物质都可以破坏MeOH-MEK共沸体系,分离出高纯度的产品,且操作灵活、设备费用低。……