探究间歇共沸精馏分离乙腈和乙酸乙酯混合物的研究

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1、天津大学硕士学位论文间歇共沸精馏分离乙腈和乙酸乙酯混合物的研究姓名：迪建东申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：白鹏20061201摘要乙腈和乙酸乙酯是化工和制药工业广泛应用的化工原料和优良的有机溶剂。但是二者的混合物形成共沸，采用普通精馏方法无法分离，其回收利用比较困难。目前，关于乙腈．乙酸乙酯共沸物的精馏分离方法和工艺研究尚未见文献报导。本文研究采用非均相间歇共沸精馏分离乙腈．乙酸乙酯共沸混合物。首先进行了共沸夹带剂的选择，最终选定正己烷为共沸夹带剂，并通过乙腈一乙酸乙酯一正己烷三元体系的汽液平衡实验，验证了正己烷作为共沸夹

2、带剂的可行性。然后进行了正己烷一乙腈体系的液液相平衡实验测定，以确定非均相分层回流的参数条件。最后进行了以正己烷作为共沸夹带剂的乙腈一乙酸乙酯间歇共沸精馏分离实验。结果表明，采用正己烷作为夹带剂的非均相间歇共沸精馏，能够使乙腈．乙酸乙酯共沸混合物得到分离。本文将共沸精馏装置分成再沸器、塔体、分层器和冷凝器4个部分，建立了非均相问歇共沸精馏过程的数学模型。气液平衡模型及液液相平衡采用UNIFAC模型，用Newton--Raphson法和两点隐含法相结合的方法进行求解。模拟运行表明，该模型和求解方法用于乙腈一乙酸乙酯一正己烷三元体系的模

3、拟计算时收敛速度较快。模拟结果与实验数据吻合较好。关键词：共沸精馏间歇精馏乙腈乙酸乙酯ABSTRACTAcetonitrile(AN)andethylacetate(EA)aretheexcellentorganicsolventsandchemicalrawmaterials，whicharefi-equentlyusedinchemicalindustryandpharmaceuticalprocess．Themixtureofthemishardtobeseparatedwithconventionaldistillation

4、andishardtoberecycled，forthefactthatithasarelativevolatilityapproaching1．anazeotropicsystem．Rightnow,thereislittleliteratureabouttheseparationofANandEA．Inthispaper,theexperimentaboutseparationofANandEAwasmainlystudiedwithheterogeneousbatchazeotropicdistillation(HBAD)．F

5、irstofall，thestudyofentrainerselectionwasperformedandthen-hexanewasfinallyselected舔entrainerfortheseparation．BytheexperimentofVapor-liquidphaseequilibriumofAN、EAandn-hexane，testifiedthatn-hexaneisfeasibleastheentrainer．Second，theLiquid—liquidphaseequilibriumofANandn-he

6、xanewasstudiedcompletely．Third，withtheentrainer,theseparationexperimentofANandEAWascarriedoutonHBAD．Theresultshowedthatn-hexanecouldsuccessfullyserveastheentrainerforsuchmixtureseparationprocess．Finally,anewmodelwassetupformathematicalsimulation，inwhichreboiler,trays，c

7、ondenser,decanterwerecomposedthewholedistillationtower．Duetothenon-idealbehavior,UNIFACmodelwasusedtOcalculatevapor-liquidandliquid—liquidequilibriumofthesystem．TheNewton--Raphson’Smethodandconnotationoftwopointsbubblemethodwerecombinedforthecalculationofthetower．Based

8、oncomparisonoftheresultofheterogeneousdistillationoperationexperimentwiththatoftheprocesssimulation，itcanbefoundthatt