間歇萃取精餾新操作方式及相關應用基礎研究.pdf

1、間歇萃取精餾是一個新興的研究課題，它不僅具有間歇精餾的優(yōu)點，如設備通用性強、操作靈活、單塔可分離多個產品等，而且還具有萃取精餾可分離近沸點或共沸物物系的優(yōu)點，是近年來非常活躍的研究和開發(fā)領域。本文通過理論分析和實驗相結合的方法，主要研究了萃取精餾溶劑的選擇、常規(guī)間歇萃取精餾的中試實驗和過程模擬并提出了雙再沸器間歇萃取精餾的新操作方式。 針對溶劑選擇的問題，提出了一種運用改進的UNIFAC模型預測和實驗數(shù)據(jù)相結合來進行萃取劑篩選的

2、方法，并對乙醇—水等六種體系萃取精餾所用的萃取劑進行了驗證，結果比較滿意。研究表明此方法克服了單純利用理論模型預測準確度不高和單純利用實驗法工作量大的缺點，對單一溶劑和混合溶劑的選擇同樣適用，在實際應用中是一種快速有效的萃取劑選擇方法。 鑒于常規(guī)間歇萃取精餾中試及工業(yè)化研究較少的現(xiàn)狀，在自行設計的不銹鋼精餾塔上對乙醇—水(乙二醇為萃取劑)的常規(guī)間歇萃取精餾過程進行了中試實驗研究，考察了回流比、溶劑流入速率和溶劑入塔溫度等操作參數(shù)

3、對過程的影響如塔頂餾分的純度、產品回收率和溶劑回收率等。 為了從理論上深入地探索和研究常規(guī)間歇萃取精餾過程，采用改進的兩點隱含法求解描述該過程平衡級恒摩爾持液模型的非線性剛性方程組，提高了此計算方法的穩(wěn)定性和收斂速度，且計算精度較高。利用以上常規(guī)間歇萃取精餾中試實驗數(shù)據(jù)對該模型求解的計算結果進行了比較，實驗值與計算值吻合較好。并研究了回流比、溶劑入塔流率、溶劑加入位置、再沸器負荷及塔板持液量等因素對間歇萃取精餾分離過程的影響。同

4、時采用此模型對常規(guī)間歇萃取精餾分離丙酮—甲醇(水為溶劑)的過程進行了模擬計算，結果表明此模型的準確性和通用性是令人滿意的。 針對常規(guī)間歇萃取精餾存在的一些不足之處如塔釜溫度不斷上升引起的操作控制的復雜性以及塔釜體積受限等缺點，提出了一種具有雙再沸器間歇萃取精餾操作方式并首先從理論上研究了其操作可行性。在這種操作方式中，一個再沸器作為原料再沸器，另一個作為溶劑再沸器，在操作過程中從塔上部流下的混有溶劑的塔內液相通過塔下部的折流板直