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离子液体萃取精馏技术在甲醇-碳酸二甲酯分离中的应用

         

摘要

针对甲醇-碳酸二甲酯共沸物分离难题,采用萃取精馏技术并以离子液体3-辛基-1-甲基四氟硼酸盐([omim][BF4])为萃取剂进行流程设计和Aspen Plus模拟。根据气液相平衡数据回归了NRTL气液模型的二元交互参数,确保模拟结果准确。通过优化萃取剂用量、最佳回流比、进料位置和闪蒸塔的工艺条件等操作参数,实现了甲醇和碳酸二甲酯有效分离,并使产品质量分数达到99.5%以上。通过与草酸二甲酯作为萃取剂的工艺进行对比,发现[omim][BF4]工艺对分离设备要求更低、萃取剂用量更小,且分离能耗相当。经济分析结果则表明,[omim][BF4]工艺塔费用和填料费用分别为草酸二甲酯工艺的78%和37%,在设备投资上具有一定优势;但工艺能耗费用增加4%,萃取剂费用为草酸二甲酯费用的6.5倍,最终年总花费与草酸二甲酯工艺相当。因此,[omim][BF4]工艺用于甲醇-碳酸二甲酯萃取精馏具有一定的应用前景。%Focused onseparation of methanol(MEOH)and dimethyl-carbonate(DMC)azeotrope, the extractive distillation process employing ionic liquid 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate([omim][BF4]) as solvent was designed and simulated based on Aspen Plus. To verify the reliability of simulation results,binary interaction parameters were correlated by NRTL using vapor-liquid equilibrium data. The flow rate of [omim][BF4],reflux ratio,feed stage and operation conditions of flash tower were optimized to obtain MeOH and DMC with purity above 99.5%, respectively. Compared to the dimethyl oxalate(DMO)process,[omim][BF4] process presents lower requirements for towers,lower solvent and energy consumption. Economy analysis indicates that the column cost and packing cost of [omim][BF4] only account for 78% and 37% of DMO process respectively,while the energy consumption increase 4% and solvent cost is 6.5 times higher than DMO process. As a result,the total annual cost of [omim][BF4] is comparable with DMO process. Hence,the [omim][BF4] process shows application potential in MeOH and DMC separation.

著录项

  • 来源
    《化工进展》 |2016年第12期|4082-4087|共6页
  • 作者单位

    中国石化上海石油化工研究院绿色化工与工业催化国家重点实验室;

    上海 201208;

    华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室;

    上海 200237;

    中国石化上海石油化工研究院绿色化工与工业催化国家重点实验室;

    上海 201208;

    华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室;

    上海 200237;

    中国石化上海石油化工研究院绿色化工与工业催化国家重点实验室;

    上海 201208;

    中国石化上海石油化工研究院绿色化工与工业催化国家重点实验室;

    上海 201208;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 单相系液态混合物的分离过程;
  • 关键词

    甲醇; 碳酸二甲酯; 离子液体; 萃取; 模拟;

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