精馏塔分类

精馏塔分类
    1、萃取精馏的原理
    在基本有机化工生产中,经常会遇到组分的相对挥发度比较接近,组分之间也存在形成共沸物的可能性。若采用普通精馏的方法进行分离,将很困难,或者不可能。对于这类物系,可以采用特殊精馏方法,向被分离物系中加入第三种组分,改变被分离组分的活度系数,增加组分之间的相对挥发度,达到分离的目的。如果加入的溶剂与原系统中的一些轻组分形成最低共沸物,溶剂与轻组分将以共沸物形式从塔顶蒸出,塔底得到重组分,这种操作称为共沸精馏;如果加入的溶剂不与原系统中的任一组分形成共沸物,其沸点又较任一组分的沸点高,溶剂与重组分将随釜液离开精馏塔,塔顶得到轻组分,这种操作称为萃取精馏。
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    2、溶剂甄选原理
    由于萃取精馏混合物多为强非理想性的系统,所以工业生产中选择适宜溶剂时主要应考虑以下几点:
    (1)选择性:溶剂的加人必须使待拆分组分的相对溶解度提高明显,即为建议溶剂具备
较低的选择性,以提升溶剂的利用率;
    2)溶解性:要求溶剂与原有组分间有较大的相互溶解度,以防止液体在塔内产生分层现象,但具有高选择性的溶剂往往伴有不互溶性或较低的溶解性,因此需要通过权衡选取合适的溶剂,使其既具有较好的选择性,又具有较高的溶解性;
水中声速    (3)沸点:溶剂的沸点应当低于原进料混合物的沸点,以避免构成溶剂与组分的共沸物。但也无法过低,以防止导致溶剂回收塔釜梅过低。目前提炼减压蒸馏溶剂甄选的方法存有实验法、数据库查阅法、经验值方法、计算机辅助分子设计法用实验法甄选溶剂就是目前应用领域最广泛的方法,可以获得较好的结果,但是实验花费很大,实验周期较长。实验法存有轻易法、沸点仪法、谱法、气论调等。实际应用领域过程中往往须要几种方法融合采用,以延长吻合目标溶剂的时间。溶剂甄选的通常过程为:经验分析、理论指导与计算机辅助设计、实验检验等。若文献资料和数据不全系列,则只有实行最基本的实验方法,或者实行极具应用领域前景的计算机优化方法以谋求最佳溶剂。
    3、萃取精馏的分类
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    提炼减压蒸馏按照其操作方式方式可以分成两类,即为已连续提炼减压蒸馏和间歇提炼减压蒸馏。
    3.1 连续萃取精馏
    已连续提炼精溜过程中,进料、溶剂的重新加入及废旧都就是已连续的。已连续提炼减压蒸馏通常使用双塔操作方式,第一个塔就是提炼精馏塔,被拆分的物料由塔的中部已连续步入塔内,而溶剂则在紧邻塔顶的部位已连续提人。在提炼精馏塔内易挥发组分由塔顶馏出,而容易溶解组分和溶剂由塔底馏出并步入溶剂回收塔。在溶剂回收塔内,可使难溶解组分与溶剂获得拆分,容易溶解组分由塔顶馏出,而溶剂由塔底馏出并循环折返至提炼精馏塔。
    3.2 间歇萃取精馏
    间歇提炼减压蒸馏就是近年来蓬勃发展的代莱研究方向,由于间歇提炼减压蒸馏具备间歇减压蒸馏和提炼减压蒸馏的优点,近年来引发了一些学者的特别注意。间歇提炼减压蒸馏比已连续提炼减压蒸馏繁杂得多,其流程及操作方法与已连续提炼减压蒸馏相同。间歇
提炼减压蒸馏的操作步骤如下:不提溶剂展开全系列流入操作方式;提溶剂展开全系列流入操作方式;提溶剂展开非常有限流入比操作方式;非常有限流入操作方式,暂停向提炼精馏塔提溶剂。恒塔顶共同组成操作方式包含3种方法:
    (1)溶剂的进料速率保持不变,改变回流比;
    (2)维持流入比恒定,发生改变溶剂的进料速率,此方法在理论上就是可取的,但在实践中却难以实现;
    (3)同时改变回流比和溶剂进料速率。
斯帕拉捷    4、提炼减压蒸馏在实际中应用领域
    化学及石油化工等领域中,萃取精馏主要用于两个方面:一是沸点相近的烃的分离,如最典型的丁烯与丁二烯的分离,两者沸点相差只有2℃,相对挥发度为1.03;二是共沸物的分离,如甲醇一丙酮、乙醇一乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液。萃取精馏的优点是增加了被分离组分之间的相对挥发度,使难分离物系的分离能够进行;缺点是加入的萃取剂量较大,增大了分离过程的能耗。因此,对萃取精馏进行改进,对强化分离过程具有
重要意义。加盐萃取精馏既解决了溶盐精馏中盐的溶解和运输问题,又改进了萃取精馏中萃取剂用量大、塔板效率低的缺点。但是,加盐萃取精馏在实际应用过程中,还存在盐的回收及结晶等问题,有待进一步完善。加盐萃取精馏技术的主要应用研究如下。
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    4.1 醇类物系
jamario moon    加盐萃取精馏最早被应用在无水乙醇的生产中。段占庭等""以无水乙醇为制取对象,分别采用含氯化钠、氯化钙、醋酸钾等9种盐的乙二醇溶液为溶剂,测定了相关的汽液平衡数据,经过比较,优选出了醋酸钾一乙二醇复合溶剂,用于工业制备乙醇。实践表明,乙二醇的用量减少了75%~80%,相同产量的操作时间比普通精馏缩短了65%~75%。赵林秀等用改进的汽液平衡釜测定了.3kpa下醋酸甲酯一甲醇物系在萃取剂和盐存在下的相对挥发度,测定了全浓度范围内的汽液平衡数据,并进行了加盐萃取精馏工艺的实验。结果表明,水作为萃取剂,加入醋酸钾,可提高醋酸甲酯一甲醇物系的相对挥发度,加盐萃取精馏比普通精馏有优势,当溶剂体积比为1:1时,萃取精馏塔塔顶采出的醋酸甲酯的质量分数可达到99%以上,萃取剂回收率达98%,盐可全部回收。异丙醇和水形成共沸物系,共沸点为80.3℃。为获得高纯度的异丙醇,柳阳等采用间歇加盐的.萃取方式,以含盐乙二醇溶
剂为萃取剂,考察了盐的类型、回流比、溶剂比等因素对异丙醇一水混合液精馏分离效果的影响,小型工艺试验装置的操作结果表明,在回流比0.5、溶剂比0.、萃取剂进料速率20ml/min的条件下,异丙醇质量分数可达98.87%,能够满足工厂生产的要求。
    4.2 非极性物系
    加盐萃取精馏不仅可以分离极性组分,也可以应用在非极性组分的分离过程中。而对于分离非极性物系,加盐萃取精馏研究的报道较少。碳四组分中丁二烯是合成橡胶的重要单体,工业上生产丁二烯最具竞争力的方法是萃取精馏法。萃取精馏的缺点是溶剂比大,大溶剂量降低了塔的生产能力和塔板效率,所以降低溶剂比、提高溶剂分离能力,对分离过程的技术指标有重要的影响。目前常用的溶剂是:乙腈、ⅳ一甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺。在此基础上,碳四抽提溶剂改性不仅对丁二烯的生产具有积极意义,而且对于烃类物系的萃取精馏分离具有参考和推广价值。雷志刚等 副开展了一系列碳四组分的加盐萃取精馏实验,考察了盐的类型、浓度及温度对碳四组分间相对挥发度的影响。结果表明,加盐dmf比纯dmf从碳四组分中分离丁二烯的效果明显,丁二烯
    提炼精馏塔工艺排序的结果表明,加水dmf可以有效地减少能耗,与氢铵dmf较之再沸器
和冷凝器负荷分别节省17.5%和8.0%。存有资料说明对乙腈提炼减压蒸馏拆分碳四的助溶剂展开计算机辅助分子设计,将分子设计分成有机物和盐类分别展开,比较设计结果后指出,乙腈加水能有效地提升碳四组分间的相对溶解度,并且nascn和kscn就是最优的助溶剂。提炼减压蒸馏的计算机辅助分子设计能增加实验的工作量。
    4.3 其他物系
    针对工业上传统酿造法拆分环己酮一水物系能耗过小的问题,邱学青等研究尿刊盐类的无机提炼剂对该物系的提炼拆分效果,其结果表明mgc1能够显著发生改变环己酮与水之间的互溶度,大幅度提高无机提炼剂对组分的提炼分配系数和选择性系数,为工业上环己酮的生产纯化提供更多了一种代莱拆分方法;刘思周以醋酸异丙酯为提炼剂,用加水提炼一恒沸减压蒸馏的方法拆分醋酸一水溶液。实地考察了相同种类的盐及其浓度对提炼剂中醋酸含量的影响,盐可以大大提高提炼剂的分配系数和选择性系数;杨金苗等分别用相同浓度的乙二醇、盐及含盐乙二醇溶液实地考察了对醋酸甲酯一水物系的影响,并展开汽液均衡测量。其研究结果表明,加水提炼减压蒸馏比纯粹的普通减压蒸馏、加水减压蒸馏、提炼减压蒸馏的拆分效果不好。对于醋酸甲酯一水物系,通过汽液均衡实验可以窥见,重新
加入盐明显提高了共沸物中醋酸甲酯的含量,可以达至较好的拆分效果;针对醋酸甲酯一甲醇一水物系拆分容易、生产能耗低的现状,杨东杰等使用mgcl2、ch3cook和水共同组成的无机盐提炼剂对该物系展开拆分。气相谱分析结果表明,盐可以减少醋酸甲酯在水中的溶解度。
    5、结论及展望
    提炼减压蒸馏溶剂的甄选通常必须经过排序甄选和实验甄选。随着计算机技术的发展,将分子设计应用于提炼减压蒸馏排序甄选可以大大减少实验工作量。溶剂加水就是提炼减压蒸馏溶剂优化的一个关键策略。如果碰到提炼减压蒸馏拆分过程,可以尝试使用加水的方式对溶剂展开改良。在提炼减压蒸馏溶剂挑选和优化过程中,由于基础溶剂和助溶剂受诸多方面制约,并使可选择范围增大,这对挑选和辨认出代莱溶剂极为有利。在普通减压蒸馏无法顺利完成的拆分场合,必须优先考量提炼减压蒸馏,然后就是其他的特定减压蒸馏方式和拆分方法。其主要的发展方向为:一方面,可以将其与传统拆分过程结合,创建代莱耦合过程加分效果;另一方面,多样化的提炼剂与盐的女团迎合了众多研究者在此领域展开积极探索,并获得了一定的进展。随着科学技术的进步,加水提炼减压蒸馏技术可望充分发挥更大的促进作用。
   

本文发布于:2024-09-21 16:21:14,感谢您对本站的认可!

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