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萃取精馏分离正己烷-乙酸乙酯-乙酸的研究

摘要：利用Aspen Plus化工流程模拟软件, 通过萃取精馏技术以N-甲基吡咯烷酮 (NMP) 为萃取剂, 对制药过程产生的乙酸、乙酸乙酯和正己烷混合液进行了模拟研究,应用灵敏度分析模块考察了塔顶出料比、理论塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比和溶剂比对于混合液分离效果的影响，寻找出最优工艺条件，并在最优工艺条件下，正己烷、乙酸乙酯、乙酸的质量含量分别达到99.99%、99.84%和99.75%，收率分别达到99.99%、99.84%和90.68%。为正己烷－乙酸乙酯－乙酸分离的工业化研究提供了理论依据。

关键词：乙酸乙酯；正己烷；NMP；Aspen Plus；萃取精馏

 

目  录

摘要…………………………………………………………………………………1

Abstract………………………………………………………………………………2

引言…………………………………………………………………………………3

１ 萃取精馏工艺建模……………………………………………………………3

1.1 Aspen Plus简介…………………………………………………………………3

1.2工艺流程设计………………………………………………………………4

1.3工艺条件模拟研究………………………………………………………………4

2工艺条件优化……………………………………………………………5

2.1塔顶出料比对产品含量的影响…………………………………………………5

2.2理论塔板数对产品含量的影响…………………………………………………5

2.3 原料进料位置对产品含量的影响………………………………………………6

2.4萃取剂进料位置对产品含量的影响……………………………………………7

2.5 回流比对产品含量的影响………………………………………………………7

2.6溶剂比对产品含量的影响………………………………………………………8

3 萃取精馏工艺正交模拟…………………………………………………………9

4 结论……………………………………………………………………………11

参考文献………………………………………………………………………11

致谢…………………………………………………………………………………12

 

引言：乙酸可用作酸化剂、酸度调节剂、腌渍剂、增味剂、香料等，也是很好的抗微生物剂，是最重要的有机酸之一。而乙酸乙酯和正己烷具有溶解性能好、毒性小等特点，常被用作优良溶剂，大量应用于化工及制药等领域，但在最终产品中，这些溶剂需要完全脱除，因此，会产生大量的乙酸、乙酸乙酯和正己烷废液。如何回收这些废液，达到循环利用资源和保护环境的目的，成为环保工作者关注的热点之一。由于乙酸、乙酸乙酯和正己烷成共沸物，需采用特殊精馏方法才能将其分离，如共沸精馏、萃取精馏和变压精馏等[1]。

萃取精馏作为一种分离络合物、近沸点混合物及其他低相对挥发度混合物技术。它是通过向精馏塔中加入1种或2种可以与分离混合物相溶的溶剂，提高了待分离组分的相对挥发度,从而达到分离目的。而高选择性的溶剂对萃取精馏来说是至关重要的，只有采用高选择性的溶剂才能使萃取精馏的操作成本和设备投资达到最小，溶剂的选择是萃取精馏技术的核心，NMP,分子式:C5H9NO，是一种高沸点有机溶剂，分子中氮原子能给出孤对电子，通过氢键与乙酸乙酯络合降低乙酸乙酯的挥发度，从而使其更易分离。用普通萃取剂乙二醇、丙三醇，可分离得到90%左右的工业正己烷，而NMP萃取精馏分离得到的正己烷摩尔分数可超过99%。与分子筛吸附相比，NMP粘度低、比热和汽化潜热小,有效地降低提纯成本。因此，选择NMP作为萃取精馏分离正己烷－乙酸乙酯－乙酸混合液的萃取剂，通过Aspen Plus模拟软件，分析了不同的工艺条件对混合液分离效果的影响，确定最佳工艺条件，为萃取精馏工艺的设计和生产提供了依据[2]。

 

参考文献：

[1]程能林. 溶剂手册, 第5版 [M]. 北京化学工业出版社, 2015: 627-630. 

[2]张志刚, 徐世民, 李鑫钢等.间歇萃取精馏技术的研究进展[J].化工进展, 2004, 23(9): 933-937. 

[3] 黄丽红，韩淑萃.萃取精馏分离乙酸乙酯和正己烷的过程模拟.[J]. 广东化工. 2012, 39(11): 64-65. 

[4] 杨文东，袁慎峰，陈志荣等. 乙酸乙酯—正己烷萃取精馏过程的模拟计算 [J]. 计算机与应用化学. 2012, 29(8): 955-958.

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