试析制药工业中两种共沸溶剂分离的模拟与实验研究

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5、本课题研究了采用特殊间歇精馏的过程分离叔丁醇——水、四氢呋喃——水共沸物的工艺，实验和模拟结果令人满意。课题主要利用化工过程模拟软件HYSYS对这两个物系的间歇精馏过程进行了模拟。对于叔丁醇——水体系，选用了环己烷作为共沸剂进行非均相间歇共沸精馏，NRTL模型计算液相活度系数，根据该物系的特点，建立了叔丁醇——环己烷——水共沸精馏动态过程的模型，塔顶采用了一个分相器，确定了塔的参数、溶剂比，计算了塔顶、塔釜组成以及液位随时间变化的规律，叔丁醇的一次收率可达63．27％，纯度在99wt％以上；对于四氢呋喃——水物系，筛选出新的萃取剂1，2一丙二醇，采用

6、UNIQUAc模型计算液相活度系数，首先建立了萃取精馏的稳态模型，结果证明了新的萃取剂比原有的萃取剂1，4一丁二醇溶剂消耗降低了70％，塔釜能耗降低42％，而后根据该物系的特点，建立了四氢呋喃——水——1，2一丙二醇萃取精馏动态过程的模型，确定了塔的参数、溶剂比，计算了塔顶、塔釜组成，冷凝器液位、温度、压力随时间变化的规律，模拟结果四氢呋喃的收率达到80％，纯度为99．996。通过间歇精馏实验对叔丁醇一水、四氢呋喃——水共沸物进行了分离研究，考察了在模拟结果的条件下，产品纯度以及塔顶塔釜温度的变化规律。实验结果与模拟结果吻合良好，叔丁醇产品纯度达到9

7、8．2％，回收率为52％，四氢呋喃产品纯度达到99．7％，回收率为83％，从而证明了环己烷和l，2一丙二醇对这两个物系是良好的夹带剂。对比实验和模拟结果，得出另外一个结论：在非均相间歇共沸精馏中，共沸剂的加入量和全回流时间对产品纯度和回收率影响较大。如果共沸剂加入不足，则产品质量无法达到要求；反之加入太多，则会降低主成分的回收率。所以，精馏的过程模拟是非均相间歇共沸精馏设计和实施的有效手段。关键词：间歇精馏，模拟，叔丁醇，四氢呋喃，水，共沸物ABSTRACTTert-butylalcoholandtetrahydrofuranarecommonsol

8、ventinchemicalindustry．Theyformminimumboilingazeotropewithwaterrespectively．ItproducesgreatdealofanhydrousTBAandanhydrousT吓wasteliquidinpharmaceuticalfactory．Itleadstoenvironmentpollutedandgreatwasteifthewasteliquidisdischargedwithoutrecycled．Inordertosolvetheproblem，thispaperd

9、iscussedthetechnologyofseparationofTBA‘·——waterandn{F—waterazeotropicmixturebyspecialdistillation．Theexperimentandsimulationresultsweresatisfactory．ThebatchdistillationprocessofthesetwosystemSwassimulatedbychemicalprocesssimulationsoftware—H1『SYS．Plant2．2．Cyclohexanewaschosenas

10、theentrainerforthesystemofTBA——water．NRTLmodelisusedtopredicttheactivitycoefficients．Arigorousmodelfortheheterogeneousazeotropicbatchdistillationwasestablished．Adecanterwaslocatedinthetopofcolumn．Thetechnicalparametersofthecolumnandratioofsolventwereconfirmed．Thecompositionindi

11、stillateandreboiler。the1iquidlevelofcondenserandreboil