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混合溶剂间歇萃取精馏的研究

张志刚  
【摘要】:本文对萃取精馏分离技术和进展进行了评述,主要从萃取精馏的溶剂选择与设计、操作原则、操作参数对分离过程影响及萃取精馏塔设备型式几个方面介绍了世界上关于萃取精馏的研究情况和动态,并指出了混合溶剂的研究及其过程模拟是萃取精馏分离工艺当前存在的问题和今后发展的方向。 对萃取精馏分离乙酸乙酯/乙醇共沸体系和苯/环己烷近沸点体系的溶剂选择进行了系统的实验研究,结果表明:二元混合溶剂的分离性能优于单一溶剂;混合溶剂(DMF+DMSO)是分离上述混合体系的较好溶剂。运用修正的UNIFAC模型对实验数据进行了关联,建立了修正UNIFAC模型预测法,研究结果表明:该方法和试验法相结合是一种快速有效的萃取精馏溶剂选择方法。首次运用clausius-mosotti 方程阐释了溶剂选择性的温度效应,建立了能够较好地反映混合溶剂溶解能力的模型。 对常规间歇萃取精馏过程进行了系统的实验研究,考察了回流比及溶剂加入速率等操作参数对该分离过程的影响。结果表明:在同等条件下,采用适宜组成的混合溶剂所得产品的收率及纯度均高于采用单一溶剂;随着溶剂加入速率和操作回流比的增加,溶剂的回收率逐渐提高,单位产品的溶剂损耗量逐渐减少。另外,建立了较好用的混合溶剂常规间歇萃取精馏过程模型,并运用模型研究了塔身持液及溶剂进料板位置对该过程的影响。 用一个带有中间贮罐的间歇精馏实验塔,对混合溶剂萃取精馏过程进行了实验及理论研究。实验发现,该塔型具有在塔顶采出产品,同时在塔底采出混合溶剂的特点,尤其适合于溶剂比大的分离过程。建立了带有中间贮罐的混合溶剂间歇萃取精馏过程的恒摩尔持液模型,并运用两点隐含法求解该模型,结果表明,模拟计算结果与实验结果吻合较好。


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