正丙醇-异丙醇-水共沸体系分离工艺模拟

T1 -脱 正 丙 醇 塔 ; T2-萃 取 精 馏 塔 ; T3-萃取剂回收塔
图 3 问卩八-丨卩八七2〇混合物分离流程
况 ，T1 常压操作，T2 在 70 kP a下操作，T3 在 20 kPa
2 过程模拟
2 .来自百度文库1 操作条件
丙 醇 水 合 液 摩 尔 分 数 为 IPA:0.45、NPA: 0.35、H20:0.2;分 离 要 求 （质 量 分 数 ）为 NPA > 0.998、IPA> 0.998、水 中 有 机 醇 $0.002、处理量 50 kmol/h.操 作 压 力 ：结 合 东 华 公司实际生产状
1 . 2 萃取剂的筛选 选择适宜的萃取剂是萃取精馏成功与否的关
键 ，工业生产中萃取剂选择主要满足选择性高、溶 解 能 力 大 、与 被 分 离 物 不 发 生 化 学 反 应 、易于回收 并可循环使用、价 格 低 廉 且 易 得 等 条 件 [14].根据
萃 取 剂 选 择 原 则 ，拟 选 用 乙 二 醇 （E G ) 、二甘醇 ( DEG) 和 二 甲 基 亚 砜 （DMS0 ) 作 为 IPA-H20 共
H20 ) ，共 沸 温 度 分 别 为 80.14 〇C 和 87.63 〇C .图 1 体现该三元体系在常压下，存 在 I 和 I I 两个蒸馏 区域，拟研究三元混合液组成位于蒸馏区域I 内 ， 在该区域内，N PA 为稳定节点，根据蒸馏原理，塔 釜 可 得 到 NPA(B l) ，塔 顶 馏 出 IPA-H20 混合物 (D1).由 于 IPA-H20 形 成 最 低 共 沸 物 ，可采用萃 取 精 馏 提 纯 IPA.
沸体系萃取精馏分离的萃取剂.
采 用 Aspen P lu s软 件 ，在 60k P a 考 察 DMS0 、
: 收稿日期:2017-04-13
作者简介 王桂英（1964-)，女 ，吉 林 长 春 人 ，吉 林 化 工 学 院 教 授 ，博 士 ，主 要 从 事 化 工 热 力 学 、催 化 动 力 学 方 面 的 研究.
中图分类号：TQ 028 文献标志码：A DOI ：10.16039/j.cnki.cn22-1249.2017.05.001
异丙醇(IPA)和正丙醇(NPA)均是重要的化
学产品和化工原料，被广泛地应用于制药、有机原 料 、香料、化妆品、塑料和涂料等领域[1].东华公司
采 用 气 相 丙 烯 直 接 水 合 法 生 产 IPA，同时副产 NPA，水 合 液 主 要 为 NPA-IPA-H20 的混合物.由 于 IP A 与 H20 、NPA 与 H20 均形成共沸物[2_6]，采
判 断 及 剩 余 曲 线 分 析 ，确 定 适 宜 的 萃 取 剂 和 萃 取 精馏流程.从能耗和分离要求等角度综合考虑，优
化各塔的工艺条件，为 NPA-IPA-H20 共沸体系的
分 离 提 供 理 论 依 据 ，以 指 导 实 际 装 置 的 开 发 和 生产.
1 npa-ipa-h20 分离流程的确定
第 34卷 第 5 期 2017年 5 月
JOURNAL吉OF J林ILIN 化INSTIT工UTE学OF C院HEMI学CAL 报TECHNOLOGY
V〇1.34 N〇.5 May. 2017
文章编号：1007-2853(2017)05-0001-05
正 丙 醇 -异丙醇-水共沸体系分离工艺模拟
2 王 桂 英 \ 刘 艳 杰 \ 陈 丽 \ 王 树 东
NPA-IPA-H20 混合物F1 进 入 T1，塔底为产品 NPA(B l) ，IPA-H20 混合液（D1)从 T1 顶采出，进入 T2 中下部，萃取剂S1 从 T2 上部进入，塔顶得到IPA 产品(D2)，萃取剂-水混合液（B2)从 T2 塔底采出， 进 入 T3 进行精馏，萃取剂(B3)从塔底采出经泵和换 热器冷却后循环使用，水(D3)从 T3 顶采出.
用普通精馏难以得到高纯度的醇产品.目前，对于 共沸物的 分 离 常 采 用 萃 取 精 馏 [7~ 、加盐萃取精 傭 [1()]、共沸 精 馏 [11_12]、超 临 界 萃 取 [13]等方法.而 萃取精馏相比于其他特殊精馏具有明显的优势， 应用更为广泛.结合东华公司现有的生产条件，拟
采取萃取精馏对NPA-IPA-H20 物系进行分离.本 文 采 用 Aspen P lu s软 件 ，对丙醇混合液进行定性
1.1 n p a -ip a -h 2〇 三元物系剩余曲线分析
利 用 Aspen P lu s软 件 ，采 用 NRTL-R K 模 型 ， 绘制常压下NPA-IPA-H20 三元物系的剩余曲线，
见 图 1.
由 图 1 可 见 ，常 压 下 n p a -ip a -h 20 形成两个
二元最低共沸物，即 A1(IPA-H20 ) 和 A2 ( NPA-
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吉林化工学院学报
2017 年
E G 和 DEG三种萃取剂，IPA (1)-H 20 ( 2 ) 汽液平
衡 曲 线 的 影 响 ，模 拟 计 算 结 果 见 图 2.
xIPA/ ( mol frac.)
图 2 萃取剂对IPA(1)-H2〇（2) 6 0 kPa
汽液平衡曲线的影响
由 图 2 可 见 ，由 于 DMSO、E G 和 DGG的作 用 ，使 得 IPA (1)-H 20 ( 2 ) 的 y-x 曲线均有明显的 改 变 ，即打破了 IPA-H20 的 共 沸 现 象 、增大了 IPA-H20 之间的相对挥发度.但从图2 明显发现， DMSO作用效果最好，因此，确 定 DMSO为萃取精 馏 分 离 IPA-H20 的适宜萃取剂.通过上述分析， NPA-IPA-H20 混合液的分离流程，见 图 3.
(1.吉 林 化 工 学 院 石 油 化 工 学 院 ，吉 林 吉 林 132022;2.德 惠 市 东 华 化 工 有 限 责 任 公 司 ，吉 林 德 惠 130326)
摘 要 ：利 用 Aspen P lus软 件 ，分析正丙醇-异丙醇-水三元物系的剩余曲线，确定了分离序列和以二甲基
亚 砜 为 萃 取 剂 的 萃 取 精 馏 流 程 ;优 化 了 各 精 馏 塔 的 工 艺 参 数 ，模 拟 结 果 可 为 正 丙 醇 -异 丙 醇 -水 共 沸 体 系 的 分 离 提 供 理 论 依 据 ，并 有 效 地 指 导 了 实 际 生 产 . 关 键 词 ：正丙醇;异丙醇;萃取精馏;二甲基亚砜