异丙醇—水体系分离工艺的研究

论文摘要

本文以环己烷为挟带剂,对异丙醇—水非均相共沸体系分离过程进行研究。首先进行了异丙醇—水非均相共沸精馏连续过程实验研究,结果表明：环己烷一次性足量加入,采用富环己烷相回流操作,当该实验装置的理论板总数大于30块时,即可满足产品质量要求。利用ASPEN模拟软件对异丙醇—水体系非均相共沸精馏连续过程进行了模拟优化,提出了两塔联立的新工艺流程,分别考察了流程中各个塔的理论板数、进料位置、进料温度、回流量等因素对分离过程的影响,并综合能耗最低原则,得到了新工艺流程优化的工艺操作条件,并以模拟优化计算结果为基础进行了工业化设计。该工业装置建成投产后,生产过程数据与软件优化结果基本吻合,异丙醇的含量达到99.5%(wt),水分含量低于500ppm,分离回收所得产品质量完全达到了实际生产的要求,可以循环再使用。经过一年多的工厂生产验证,该工艺流程分离效果稳定良好,大幅度降低了企业的生产废水排放和生产成本,经济效益显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概述
• 1.1 异丙醇概况
• 1.1.1 异丙醇主要物性
• 1.1.2 异丙醇的生产方法及工业应用
• 1.1.3 异丙醇的市场情况
• 1.2 异丙醇—水体系的分离方法
• 1.2.1 共沸精馏法
• 1.2.2 萃取精馏和加盐萃取精馏法
• 1.2.3 吸附蒸馏法
• 1.2.4 膜分离法
• 1.3 共沸精馏的概述
• 1.3.1 共沸精馏的原理
• 1.3.2 共沸精馏的分类
• 1.3.3 共沸精馏的特点
• 1.3.4 挟带剂的选择
• 1.4 APSEN PLUS系统模拟软件
• 1.5 本文研究的意义和内容
• 第2章 异丙醇—水体系分离的实验研究
• 2.1 实验试剂与装置
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器和装置
• 2.2 检测分析方法
• 2.3 实验操作过程
• 2.4 结果与讨论
• 2.5 本章小结
• 第3章 异丙醇-水体系分离工艺的模拟优化
• 3.1 工艺流程的提出
• 3.2 过程模拟优化
• 3.2.1 过程模拟优化的目标
• 3.2.2 精馏塔控制变量分析
• 3.2.3 精馏塔优化设计的基本原则
• 3.3 共沸塔工艺参数的模拟优化
• 3.3.1 模拟的基础数据
• 3.3.2 模拟优化的过程
• 3.3.3 模拟优化的结果
• 3.4 异丙醇塔工艺参数的模拟优化
• 3.4.1 模拟的基础数据
• 3.4.2 模拟优化的过程
• 3.4.3 模拟优化的结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 异丙醇-水体系分离的工业化设计
• 4.1 装置概况
• 4.1.1 装置规模
• 4.1.2 原材料及产品质量指标
• 4.1.3 公用工程规格
• 4.2 工艺流程简述
• 4.3 主要设备选型
• 4.3.1 塔的选型
• 4.3.2 换热器的选型
• 4.3.3 容器的选型
• 4.3.4 泵的选型
• 4.4 装置设备布置的一般要求
• 4.5 管道级别及材料的选用
• 4.6 自动化水平
• 4.6.1 自动化水平概述
• 4.6.2 仪表选型
• 4.7 开车数据与模拟数据比较
• 4.8 节能分析
• 4.8.1 能源利用分析
• 4.8.2 主要节能措施
• 4.9 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢