制药废液中四氢呋喃回收系统的模拟与优化

摘要

四氢呋喃是一种性能优良且价格昂贵的有机溶剂，由于具有溶解速度快，对树脂表面和内部的渗透扩散性好等特征而得到广泛的应用。在制药厂的原料药及中间体的生产过程，四氢呋喃是经常使用的性能优良溶剂之一。由于在使用过程中不断与空气接触，以及反应过程有水的生成等，在使用一段时间后就不能继续作为溶剂使用，从而产生大量的废溶媒，不仅造成资源的浪费，而且也会造成环境污染。因此，开展从废溶媒中回收再利用四氢呋喃的工作，具有重要的实际意义。 本文以北京紫竹药业废弃溶媒为研究背景，废液中主要含有四氢呋喃、少量丙酮和水。利用四氢呋喃-水体系的共沸物组成随着压力出现较大变化的特性，建立了常压塔-高压塔双塔精馏系统。应用ASPEN PLUS软件对构建的双塔精馏系统进行系统的模拟研究，并进一步优化了相关的操作参数，获得了一套优化的操作数据。在最优操作参数下，四氢呋喃从制药废液中的回收率达到99％以上，四氢呋喃的产品的纯度达到99％，此模拟结果已经通过紫竹药业的实际精馏实验得验证，达到了最大限度回收四氢呋喃的目的。

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前言

第一章文献综述

1.1国内外THF纯化的发展状况

1.1.1一般化学方法

1.1.2吸附法

1.1.3膜分离法

1.1.4萃取精馏法

1.1.5恒沸精馏法

1.2 ASPEN模拟研究

1.2.1Aspen Plus软件介绍

1.2.2甲醇-水分离塔的模拟

1.2.3丙烯精馏塔的模拟

1.2.4 Aspen P1us的其他应用

1.3.本研究的目的、意义和内容

1.3.1本研究的目的、意义

1.3.2研究内容

第二章THF-H2O分离系统建模

2.1物性分析

2.1.1物性分析

2.2物性方法

2.3模型的建立

2.3.1模拟工艺参数

2.3.2模拟流程

2.4模块的选择

2.4.1模块的选取

2.5 RADFRAC模型的设定

2.5.1RADFRAC模块设定项目

2.6精馏塔输入数据

2.7精馏模拟结果

2.8小结

第三章THF-H20系统模拟结果分析与讨论

3.1精馏塔操作参数的灵敏性分析

3.2常压塔操作参数灵敏性分析

3.2.1常压塔进料位置分析

3.2.2常压塔回流比分析

3.2.3常压塔馏出比分析

3.3高压塔操作参数的灵敏度分析

3.3.1高压塔进料位置分析

3.3.2高压塔回流比分析

3.3.3高压塔馏出比分析

3.3.3高压塔塔内压力分析

3.4小结

第四章THF-H2O分离系统优化

4.1优化问题的建立

4.1.1常压塔优化

4.1.2高压塔优化

4.2精馏塔操作参数优化结果

4.2.1常压塔操作参数优化结果分析

4.2.2高压塔操作参数优化结果分析

4.2.3参数优化后精馏结果

4.3优化后精馏塔板上液相中THF含量

4.4现场数据

4.5小结

第五章结论

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文

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