连续侧线精馏提纯正丁醇-异丁醇混合物的模拟及实验研究.pdf

化学世界
2015年
连续侧线精馏提纯正丁醇-异丁醇混合物的模拟及实验研究
陈琦“,顾正桂
(1.南京科技职业学院,江苏南京210048;2.南京师范大学南京市萃取分离工程技术研究中心,江苏南京210097)
摘要:采用 Aspen Plus模拟软件对逹续侧线出料精馏提取纯正丁醇和异丁醇的エ艺进行模拟计
算,考察塔板数、回流比、原料进料位置及侧线出料位置等对分离效果的影响,经优化得到连续侧线
精馏塔最佳操作参数。建立逹续侧线出料精馏实验装置,考察了精馏过程中各操作参数対分离效
果的影响。将实验値与模拟值进行分析比较,结果表明模拟値和实验值之间的相对误差较小,在最
佳操作条件下,正丁醇和异丁醇的质量分数提高到99.70%,收率为98.34%。提供了进一步分离正
丁醇和异丁醇的依据。
关键词:连续侧线出籵精馏;正丁醇-异丁醇;操作条件; Aspen Plus模拟;实验研究
中图分类号:TQ641.3
文献标志码:A
文章编号:0367-6358(2015)08-0456-05
Simulation and Experimental Study of Continuous Side-distillation for
Butanol-isobutanol Mixture
CHEN Q
-U Zheng-gui
(1. Nanjing College of Scientific Technology, iangsu Nanjing 210048, China;
2. Nanjing Extraction Engineering Research Center, Nanjing Normal University, Jiangsu Nanjing 210097, China
Abstract: The continuous side-distillation technology was simulated by Aspen Plus process simulating soft
ware. The influence of process parameters such as position of input plate and output plate, number of the-
oretical plate and reflux ratio was studied, and the optimized process parameters were obtained. The ex
pcrimental apparatus of continuous side-distillation was set up, and the effects of various parameters on
separation were observed. The experimental data were compared with the simulation data, showing good
accordance with each other. Under optimum conditions, the mass fraction and yield of butanol and isobuta
nol reached 99. 70% and 98.34%. The continuous side-distillation method provided prospect for further
research
Key words continuous side-distillation; butanol-isobutanol; operating conditions; Aspen Plus simulation;
experimental study
正丁醇是重要的精细化工原料,工业上采用醇的回收,造成资源浪费和环境污染。随着下游市
羰基合成法生产正丁醇2,同时生成大量联产物异场的不断拓展,市场对异丁醇的需求量越来越大
丁醇。传统企业通常采用多次精馏法切除釜底液中有效分离提纯高纯度正丁醇和异丁醇成为迫在眉睫
的轻组分和重尾馏分,提取正丁醇,却不注重对异丁的事。本课题组提出连续側线出料精馏和萃取精馏
收稿日期:2014-07-24;修回日期:2015-04-14
作者简介:陈琦(1985),女,江苏南京人,硕上生,讲师,主要研究方向为化エエ艺, E-mail:08020315④163.Cm。米联系人Tel
第8期
化学世界
结合分离正丁醇-异丁醇的方法。木文对连续侧线
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精馏法的操作工艺进行了详细研究,即采用连续侧
线出料精馏法对正丁醇生产釜底液进行处理,采用
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Aspen Plus模拟软件对精馏工艺进行模拟计算,并
建立连续側线出料精馏实验裝置,考察了精馏过程
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中各操作参数对分离效果的影响。通过对比模拟值
与实验值,优化出连续側线精馏塔最佳操作参数,得
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到高纯度的正丁醇和异丁醇混合液,为进一步萃取
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精馏分离提纯正丁醇和异丁醇提供依据。
原料进料位置
原料及分析条件
图1原料进料位置(NF)变化对分离效果的影响
原料选自南京化学工业园区一家正丁醇生产厂
1一质量分数;2一收率
家的塔釜液,塔釜液中含有正丁醛、异丁醛、正∫醇、
塔板,进料速度为10kg/h,塔顶出料速度为1.8kg/
异丁醇和重尾馏分PTC物质く高锰酸盐即时消耗
h,侧线出料速度为8kg/h,回流比为6~7的条件
体),其中PTC物质为含烯、醛、酮、醇的重尾馏分混
下,侧线出料位置变化对分离效果的影响(见图2)
合物叫,经过气相色谱分析,原料组成见表1。产品
随着侧线出料位置还渐远离进料口,侧线出料馏分
分析采用山东鲁南化工仪器厂SP-6800气相色谱仪
以及浙江大学N-2000型色谱工作站进行数据分
中正丁醇和异丁醇的质量含量和收率逐渐增加,当
侧线出料口位于34~37块塔板时,侧线出料馏分中
析,色谱柱为 Silicone OV-101206型填充柱,TCD
正丁醇和异丁醇的质量含量和收率增加到最高。随
检测器。色谱条件:柱温90℃,汽化室温度130C
检测器温度150℃,桥电流120mA,载气为氢气,流
着侧线出料位置继续下移,侧线出料处馏分中正丁
醇和异丁醇的质量含量和收率逐渐降低。故选择适
速50~80mL/min。进样量2pL
宜的側线出料位置为第37块塔板。
表1原料中各组分的质量分数/%
正丁醛异丁醛正丁醇
异丁醇
PT(
64.8
16.31
1.93
2连续侧线出料精塔操作参数模拟硏究
采用 Aspen Plus流程模拟软件,选择其中的
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Radfrac严格精馏模块对连续侧线出料精馏塔预处
理正丁醇和异丁醇混合液的过程进行模拟计算]。
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分别考察进料位置、侧线出料位置、理论板数、回流
侧线出料位置
比对分离效果的影响-61?,优化出最适宜的精馏塔
图2侧线出料位置(ND3)变化对分离效果
操作参数
的影响
2.1进料位置(NF)变化对分离效果的影响
质量分数;2一收率
在理论板数为49块塔板,侧线出料位置为第2.