溶剂浓度对萃取精馏产品浓度影响的研究

摘要

萃取精馏是分离共沸物的常用方法之一，溶剂对萃取精馏起至关重要的作用，而溶剂的浓度对产品浓度有直接的影响，同时与生产成本及环境保护密切相关。但是到目前为止，对溶剂浓度的研究鲜见文献报导。
　　 本文选取萃取精馏的某些已用于工业应用的物系，绘制所选物系的三角残余曲线图，根据三角残余曲线图的特点，推测萃取精馏中溶剂浓度对塔顶产品浓度的影响，并通过ASPEN PLUS进行模拟：首先通过灵敏度分析对所选物系的萃取精馏操作参数进行优化，然后绘制所选物系的溶剂浓度对产品浓度影响的曲线图，考察萃取精馏中溶剂浓度与产品浓度之间的关系，验证能够实现塔顶产品浓度高于溶剂浓度的萃取精馏物系三角残余曲线图的规律，最后以水作为溶剂对甲醇-丙酮体系进行萃取精馏实验，测得不同溶剂浓度下的塔顶产品浓度，从而进一步验证推测。这使得在工业生产中，在满足产品浓度要求的条件下，能够降低溶剂回收的要求，节约生产成本，利于环境保护。
　　 通过模拟，验证了具有如下特点的残余曲线图，能够使塔顶产品浓度高于溶剂浓度。其残余曲线图具有如下特点：
　　 1，残余曲线图中曲线两端分别汇聚交于两点；
　　 2，这两个交点紧靠表示溶剂的三角形的一边；
　　 3，这两个交点到表示溶剂的三角形的一边的距离小于三角形高度的20％时，塔顶产品浓度始终不低于溶剂浓度。
　　 通过萃取精馏实验，以水作溶剂对甲醇-丙酮共沸物进行分离，所得实验结果与模拟结果基本吻合。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1萃取精馏

1.1.1萃取精馏概述

1.1.2萃取精馏的原理

1.1.3萃取精馏中溶剂的作用

1.2间歇萃取精馏的发展

1.2.1选择溶剂的条件及方法

1.2.2间歇萃取精馏的可行性研究

1.2.3优化操作研究

1.2.4间歇萃取精馏操作过程及方法的研究

1.2.5操作参数对萃取精馏的影响

1.3 ASPEN PLUS模拟软件

1.3.1 ASPEN PLUS模拟软件主要的功能特点

1.3.2 ASPEN PLUS模拟软件在化工分离过程中的应用

1.4本文工作

第二章 共沸物萃取精馏模拟

2.1 ASPEN PLUS软件精馏模块介绍

2.2萃取精馏物系的残余曲线图

2.3萃取精馏优化模拟过程

2.3.1萃取精馏塔的工艺参数估算

2.3.2萃取精馏中萃取剂浓度对产品浓度/能量消耗的影响

2.4萃取剂浓度对共沸物系和近沸物系的影响

2.4.1环己烷-正庚烷物系

2.4.2甲苯-正庚烷物系

2.4.3水-乙醇物系

2.4.4苯-环己烷物系

2.4.5四氢呋喃-水物系

2.4.6甲醇-丙酮物系

2.5本章小结

第三章 实验研究

3.1实验装置及仪器设备

3.1.1实验装置

3.1.2实验用仪器及试剂

3.1.3分析方法

3.2实验方法及实验步骤

3.2.1实验方法

3.2.2实验步骤

3.3理论板数的确定

3.3.1理论板数的测定方法和物系的选择

3.3.2实验步骤

3.3.3全回流理论塔板数的计算

3.3.4操作回流比的确定

3.4实验结果及讨论

3.4.1塔顶浓度，温度随时间变化关系

3.4.2萃取剂浓度对塔顶产品浓度的影响

3.4.3小结

第四章 结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢