陈国平▽，左姣I：，毛小英I—何睿鸣1，2，阳杨1，2
1.新中天环保股份有限公司,
2.国家环境保护危险废物处置工程技术（重庆）中心：重庆401147
摘要采用Aspen Plus软件对二氯甲烷废溶剂回收分离过程进行模拟研究，确定了萃取塔（T1）的理论塔板数、萃取剂水的用量、二氯甲烷精僧塔（T2）的进料塔板位置、回流比R及理论板数等。通过萃取和精憎分离提纯了二氯甲烷废溶剂中的二氯甲烷，在工艺参数：萃取塔（T1）的理论塔板数为8，萃取剂水与二氯甲烷废溶剂质量比为0.5，二氯甲烷精憎塔（T2）理论塔板数为20，实际塔板数取30为佳，二氯甲烷溶剂从16~18块塔板进料，侧线采出二氯甲烷，回流比R为1.5时，塔顶产品二氯甲烷的质量分数299.70%，水分W0.15%。 关键词二氯甲烷回收萃取精僧
二氯甲烷（CH2C12）是重要的化工原料，在合成药物及药物中间体中起着至关重要的作用，用于制备氨节青霉素、头抱哩林钠、羟节青霉素等抗生素；还可用作易燃物的不燃性溶剂；用于胶片生产中的溶剂、石油脱蜡的溶剂；也可用作有机合成的萃取剂、脱漆剂、灭火剂、冷冻剂等U-2】。我国每年二氯甲
烷的消耗量很大。二氯甲烷的有效回收不仅能减少环境污染，还能资源循环再利用产生经济价值[3'4]o现对某制药企业二氯甲烷废溶剂的回收再利用工艺参数进行了研究。分析二氯甲烷废溶剂的组成见表1。二氯甲烷废溶剂中含有一定的甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和甲苯等溶剂，其中二氯甲烷与甲醇、乙醇和水形成共沸⑸。通过前期的模拟计算和小试实验发现，直接使用精憎或萃取精憎难以将二氯甲烷从废溶剂中分离提纯[6-7]o故在此基础上，使用Aspen Plus模拟软件对二氯甲烷废溶剂的回收提纯工艺进行研究和优化，并对优化结果进行验证，再进行二氯甲烷废溶剂提纯的生产调试，废溶剂回收的二氯甲烷质量分数299.70%，水分含量«0.2%，满足回收标准2】。包含萃取塔（T1）、二氯甲烷精憎塔（T2），待回收的二氯甲烷废溶剂（F1）从萃取塔（T1）顶部进料，萃取剂水从萃取塔（T1）底部进料，经萃取分离塔底得到初步分离的二氯甲烷溶剂（F2），甲醇和乙醇已经被完全分离进入水相（W1）从塔顶流出。二氯甲烷溶剂（F2）从二氯甲烷精憎塔（T2）中部进料，经精憎塔上部侧线采出得到二氯甲烷产品，丙酮、甲苯、乙酸乙酯及少量二氯甲烷和水等（B2）从塔釜排除去危废处置。
¢-F1
F2
水
图1二氯甲烷废溶剂回收
提纯二氯甲烷工艺流程
1.2工艺分离条件亚克力水晶字制作
表1某制药企业二氯甲烷废溶剂取样分析
项目
组分
二氯甲烷甲醇乙醇丙酮乙酸乙酯甲苯水及其他
含量/%70.007.29 6.75 6.21 5.04 3.14 1.57
吸湿剂选用Aspen Plus中Extract、Dstwu和RadFrac，按照图1建立工艺流程模拟文件〔⑼。因待分离的二氯甲烷废溶剂体系存在共沸组成，属于高度非理性体系，因此物性方法选择NRTL活度系数
1分离工艺建模
1.1工艺流程
二氯甲烷废溶剂的回收工艺见图1。该工艺收稿日期：2019-05-28；
作者简介：陈国平，硕士，工程师，主要从事废有机溶剂回收再利用的研究及工程化应用工作。
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS第20卷第4期38
模型，以保证计算结果的准确性。
通过Extract模块考察了萃取剂水、萃取塔塔板数对甲醇、乙醇分离效率的影响，通过Dstwu和RadFrac模块，逐个考察理论板数、进料塔板位置和回流比R对二氯甲烷精馆塔（T2）采出的二氯甲烷质量分数的影响，以获取最优的操作条件。
以萃取塔（T1）和二氯甲烷精憎塔（T2）分离过程为例，考察不同变量对分离效果的影响，该塔初始的模拟条件：待分离的二氯甲烷废溶剂F1进料量为1000kg/h，进料温度为25七，进料位置第1块板；萃取剂水进料量为500kg/h，进料位置第5块板，进料温度为25弋。从萃取塔（T1）底部出来的二氯甲烷溶剂F2进入二氯甲烷精谓塔（T2），进料量为751kg/h，进料温度为25七，进料位置第16块板，回流比R设为1.5，塔顶温度37.7七，塔底温度67.8七，操作压力为常压。
2结果与讨论
2.1萃取塔（T1）的理论板数对二氯甲烷废溶剂分离效果的影响
使用Aspen Plus模拟软件中的分析工具，以萃取塔塔板理论板数作为自变量，保持其他参数不变，研究萃取塔塔板理论板数对萃取塔的分离能力的变化规律，洗涤后萃取塔二氯甲烷溶剂F2物料组成结果
见表2，表中各组分的含量均为质量分数。
表2萃取塔理论塔板数对
萃取塔分离能力的影响％
T1理论
塔板数
二氯甲烷甲醇乙醇丙酮乙酸乙酯甲苯水380.060.030.29 6.53 3.62 5.66 3.80 580.4700.03 6.48 3.64 5.69 3.69 880.5100 6.48 3.65 5.70 3.67 1180.5100 6.48 3.65 5.70 3.67 1480.5100 6.47 3.65 5.70 3.67由表2可知，随着萃取塔理论塔板数的增加，塔底二氯甲烷溶剂中二氯甲烷含量略有增加，在理论塔板数为8时二氯甲烷含量达到稳定，甲醇与乙醇被完全分离，二氯甲烷溶剂F2中丙酮、乙酸乙酯、甲苯和水含量无明显变化，这说明萃取塔对甲醇和乙醇的分离效果非常明显，可通过萃取塔分离与二氯甲烷共沸的水溶性醇类物质，有利于二氯甲烷精懈塔（T2）中得到高纯度的二氯甲烷产品O 2.2萃取塔（T1）萃取剂水的进料量对分离效果的影响
使用Aspen Plus模拟软件中的分析工具，以萃取剂水的进料量作为自变量，保持其他参数不变，研究萃取剂水用量对萃取塔（T1）的分离能力的影响，分离后萃取塔二氯甲烷溶剂F2物料组成结果见表3o
表3萃取剂水的进料量对萃取塔分离能力的影响T1萃取剂量/二氯甲甲醇/乙醇/丙酮/乙酸
乙酯/%
甲苯/
%
知
% (kg•h,)畑％%%%
30079.1000.037.40 3.74 5.79 3.94
40079.8200 6.97 3.67 5.72 3.81
50080.5100 6.47 3.65 5.70 3.67
60081.1600 5.96 3.65 5.69 3.54
70081.8100 5.44 3.65 5.69 3.41
由表3可知，随着萃取剂水用量的增加，塔底二氯甲烷溶剂F2中二氯甲烷含量逐渐增大，当萃取剂水的用量在400kg/h以上时，可以将二氯甲烷废溶剂中的甲醇和乙醇完全分离，但塔底二氯甲烷溶剂F2中丙酮、乙酸乙酯和甲苯的含量无明显变化。所以，萃取剂水用量选择500kg/h为佳；这也进一步证明水作为萃取剂对萃取塔分离二氯甲烷废溶剂中的甲醇和乙醇效果非常明显。
2.3二氯甲烷精憎塔（T2）理论板数的影响
使用Aspen Plus模拟软件中的分析工具，以二氯甲烷萃取精憎塔（T2）理论塔板数作为自变量，保持其他参数不变，二氯甲烷萃取精憾塔（T2）理论塔板数对精憾塔塔顶采出二氯甲烷产品质量分数的变化见图2。
9
8
7
6
9
9
9
9
精馆塔理论板数
图2理论板数对二氯甲烷质量分数的影响
由图2可知，当精憎塔理论板数从15变到20时，塔顶二氯甲烷纯度变化很大，当二氯甲烷精憎塔（T2）理论塔板数增至20之后，塔顶二氯甲烷纯度呈现缓慢变化，所以将理论板设定为20
为佳。
2.4二氯甲烷精憎塔（T2）二氯甲烷溶剂F2进 料塔板位置的影响
保持其他工艺参数不变，研究二氯甲烷溶剂
F2原料液的进料塔板位置对塔分离效果的影响,
结果见图3。
进料塔板位置
图3进料塔板位置对二氯甲烷质量分数的影响
由图3可知，随着二氯甲烷溶剂F2原料液进
料塔板位置下移，采出二氯甲烷产品的质量分数
先上升后逐渐降低，到16和18块塔板时二氯甲
烷质量分数达到99. 7% ，在二氯甲烷溶剂F2原
料液进料塔板位置为20时，采出二氯甲烷产品质
量分数开使缓慢下降，二氯甲烷溶剂F2原料液进
料塔板位置在16到18进料时分离效果最好，塔
顶二氯甲烷产品质量分数达到最大值。
2.5回流比的影响
保持其他条件不变，通过灵敏度分析，考察回
流比对二氯甲烷精憎塔（T2）分离效果影响，结果
见图4。
10099.8
6 4.2
9 9 99 9 999.0 L
0.5
1.0 1.5
2.0 2.5
3.0 3.5
4.0 4.5
回流比
图4回流比对二氯甲烷质量分数的影响
由图4可知，二氯甲烷精憎塔（T2）塔顶采出
的二氯甲烷产品质量分数随着回流比R 的增大
而上升，在回流比为1.5时，二氯甲烷的质量分
数已经达到99. 70%，增大回流比R 可使精憎塔
（T2）的分离能力得到提高，但回流比R 的增大, 会增加塔釜的能耗。因此，综合精憎塔（T2）的分 离能力以及经济效益，确定回流比R 为1.5，并应
用于后续的Aspen Plus 模拟计算中。
2.6工艺模拟优化结果
在萃取塔（T1）的工艺模拟优化完成，得到了 以水作为萃取剂的萃取塔工艺分离二氯甲烷废溶 剂中的甲醇和乙醇的最优操作条件，并进一步开
uwb人员定位展模拟计算研究，优化条件为萃取塔（T1）理论塔
板数为8，实际生产中考虑到板效率取萃取塔板
数为12，萃取剂水与二氯甲烷废溶剂的质量比值
为0.5；二氯甲烷精憎塔（T2）理论塔板数为20,
实际生产中考虑到板效率，塔板数以30为佳，二
氯甲烷溶剂F2原料液进料塔板位置在16 ~ 18块
塔板为佳，回流比R 为1.5。
3萃取及精憎实验
将蒸憾水与二氯甲烷废溶剂按照一定比例混
合均匀后分离，得到的有机相二氯甲烷进入二氯
甲烷精憎塔（T2）进行分离，从二氯甲烷精憎塔T2 侧线采出二氯甲烷产品。二氯甲烷精憎塔T2精
憾塔由四段塔节组成，玻璃材质，内径25 mm，每 段塔节装有03 mm x 3 mm 规格的不锈钢6环填
料，每段填料高度300 mm，原料从第3塔节下部
进料，原料液进料流量0.5 Vh，通过平流泵输入 进塔，塔顶侧线采出二氯甲烷产品0.4 L7h，回流
比R 为1.5。回流比通过回流比控制器调节，产 品纯度使用安捷伦7890B 气相谱仪进行测定。
采用归一法计算峰的面积对二氯甲烷进行定量分 析。采用梅特勒-托利多C30S 紧凑型库仑法卡
尔费休水分仪，进行二氯甲烷产品中水份的测定。
在上述实验条件下进行精憎实验，连续运行
12 h，分析结果表明，二氯甲烷产品纯度为
99. 70%，水分为0.14%，验证了上述模拟结果准
确性。
4结论
1）采用Aspen Plus 软件对二氯甲烷废溶剂回
收分离过程进行模拟研究，研究了的萃取塔（T1） 理论塔板数、萃取剂水的用量和二氯甲烷精憎塔
（T2）的进料塔板位置、回流比R 和理论塔板数对 二氯甲烷分离能力的变化规律。结果表明，先以 水为萃取剂，通过萃取塔（T1），能够有效分离出
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
40第20卷第4期
二氯甲烷溶剂的水溶性醇类有机物，解决用精憎塔难以分离的共沸问题。通过二氯甲烷精憎塔(T2)分离提纯二氯甲烷，此工艺能够很好地实现此类二氯甲烷废溶剂体系的分离。
2)二氯甲烷废溶剂回收最优工艺参数为：萃取塔(T1)的理论塔板数是8，萃取剂水与二氯甲烷废溶剂质量比为0.5，二氯甲烷精憎塔(T2)理论塔板数取20，实际塔板数取30为佳，二氯甲烷溶剂F2从16-18块塔板进料，塔上部侧线采出二氯甲烷产品，回流比R为1.5，塔顶产品二氯甲烷含量M99.70%，水分W0.15%。
参考文献
[1]杨京霞，张志艳，徐智策，等.二氯甲烷回收方法的研究进展
[J].河北化工,2011,34(9)：14-15.
[2]冯柏春.氨节青霉素二氯甲烷回收工艺研究[J].科技致富
向导,2015(2):50.[3]商永圭.浅谈二氯甲烷废气的处理方法[J].广东化工，
2019,46(3)：148-149.
[4]杨飞飞，张海东，王瑞.二氯甲烷毒性研究进展[J].中国职
净烟器
业医学,2015(6):692-699.
[5]韩淑萃，杨金杯，王爱琴.萃取精馆分离二氯甲烷和甲醇的
过程研究[J].应用化工,2018(6)：1190-1194.
[6]王震，高晓冲，夏庆宁，等.萃取精馆分离二氯甲烷-丙酮的
工艺模拟[J].精细石油化工,2012,29(4):54-57.
[7]潘晓梅，晏芸，徐积武，等.间歇萃取精僧分离二氯甲烷-乙
醇-水体系的模拟及实验研究[J].东南大学学报：自然科学版,2012,42(3):511-515.
[8]郭鑫，李海勇，苏强德.萃取精馆分离氯甲烷-二甲瞇工艺
的模拟研究[J].化学工程与装备,2017(6)：22-24.
特效三光脚气粉[9]耿海腾.基于正交和神经网络法的二氯甲烷一乙醇精僧工
艺优化[D].天津：河北工业大学,2015.
[10]孙兰义.化工过程模拟实训一Aspen Plus教程[MJ.2版.
北京：化学工业出版社,2017:199-231.
Research on Waste Dichloromethane Solvent Recovery Process
CHEN Guoping1'2,ZUO Jiao1'2,MAO Xiaoying1,2,HE Ruiming1,2,YANG Yang1,2
1.Xinzhongtian Environment Protection Co.,Ltd.,Chongqing401147；
2.State Environment Protection
Engineering Technology(Chongqing)Center for Hazardous Waste Treatment and Disposal,Chongqing401147
Abstract Aspen Plus software was used to simulate the waste dichloromethane solvent recovery and separation process and to calculate the number of theoretical plates and the amount of extractant water of Extraction Column T1as well as the location of feed plates,reflux ratio R,and the number of theoretical plates of Dichloromethane Rectification Column T2.Dichloromethane was recovered from waste dichloromethane solvent via extraction,rectification and separation,and optimum process parameters were identified as follows:the number of theoretical plates of Extraction Column T1is8,the mass ratio of extractant water to waste dichloromethane solvent is0.5,the number of theoretical plates of Dichloromethane Rectification Column T2is20with the number of actual plates being30preferably,dichloromethane is fed from No.16to No.18plates with dichloromethane being drawn out from side line,and the reflux ratio R is 1.5.Dichloromethane mass fraction in overhead product is N99.70%,and water content is W0.15%.
Key words dichloromethane；recovery；extraction；rectification
(上接第36页)
conditions were identified as follows:the molar ratio of acid and alcohol is4.3:1,the reaction time is8h at 230兀，and the acid value(KOH)of product is reduced to0.04mg/g after deep deacidification.The esterification of product is complete comparatively as confirmed by the results of IR spectroscopy・The hydroxyl value(KOH),flash point,and pour point of product are13.36mg/g,325X.,and一43无respectively, and all the indexes of product satisfy the requirements of lube base oil.This process is simple and can be operated easily with little effect on the environment,and therefore it is a preferable synthetic method.
Key words pentaerythritol isostearate；direct esterification method；lube base oil；deacidification
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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