萃取精馏制取无水乙醇过程优化研究.pdf

第38卷 第 12期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．38 No．12 2009年 12月 Technology Development0fChemicalIndustry Dec．2009 萃取精馏制取无水乙醇的过程优化研究 朱登磊，任根宽 (宜宾学院化学与化工系，四川 宜宾 644007) 摘 要：对萃取精馏制取无水乙醇进行优化研究。VAT业乙醇为原料，7,--醇为萃取剂，基于UNIFAC活度系 数模型，使用AspenPlus化工模拟软件对无水乙醇生产过程中各参数对分离效果的影响进行模拟计算和优化。结 果表明，当原料工业乙醇流量为 10000kgh‘_。，萃取精馏塔具有28块塔板，溶剂回收塔具有 10块塔板时，优化的 操作参数为：萃取精馏塔原料进料位置为第18块塔板，萃取剂的进料位置为第3块塔板，回流比为2．4，萃取剂与 原料进料比(质量)为 1：1，溶剂回收塔进料位置为第4块塔板，回流比为 1．2。在优化参数条件下，产品无水乙醇的 质量分数可达99．96％，萃取精馏塔再沸器的热负荷为 7242．55kW，溶剂回收塔再沸器的热负荷为977。71kW。 优化的结果对工业生产具备指导意义。 关键词：萃取精馏；无水乙醇；优化 中图分类号：TQ028．3 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2009)12．0042．03 无水乙醇是一种重要的化工原料，广泛应用于 中，工业乙醇中含的水分被萃取剂乙二醇吸收，塔顶 医药、农药、油漆、食品、化妆品、橡胶、电子工业等行 馏出液为无水乙醇，塔底釜液为7,--醇和水的混合 业中…1。另外，在无水乙醇中添加改性剂可形成变 物。为了回收乙二醇，萃取精馏塔釜液进入溶剂回 性燃料乙醇，变性燃料乙醇以一定比例与汽油调和， 收塔，实现乙二醇和水的分离，塔顶馏出液为水，塔 形成车用乙醇汽油，可用作汽车的环保燃料。近年 底釜液为乙二醇，乙二醇作为萃取剂回萃取精馏塔 来，随着能源价格的持续走高，节约石油资源的举措 循环使用。 已列入国家科技发展计划纲要，车用无水乙醇项 目 乙二醇 正在一些省份得到积极推广 2【j。 目前，无水乙醇的生产方法有共沸精馏法、分子 筛吸附脱水法、氧化钙脱水法、渗透汽化法、真空脱 水法及萃取精馏法等[33]。其中，萃取精馏制取无水 乙醇具有低能耗、无污染、设备简单、操作方便等优 点而备受关注4【]。随着无水乙醇需求的不断增加， 对其生产过程进行优化变得十分重要。本文采用 AspenPlus化工流程模拟软件，对萃取精馏制取无 图1 萃取精馏制取无水乙醇的流程图 水乙醇的影响因素进行模拟计算，以期达到过程的 最优化。 2 过程参数优化 1 流程建立 在生产过程中，影响无水乙醇质量的主要参数 有两塔的原料进料位置、两塔的回流比，萃取剂的进 萃取精馏制取无水乙醇的流程如图1所示。原 料位置以及萃取剂相对于原料的进料比等。为了对 料进料为工业乙醇 (乙醇质量分数 95％)，流量为 这些过程参数进行优化，笔者利用 AspenPlus的 10000kg·h一，萃取剂为乙二醇，二者均为泡点进 RadFrac精馏模块对萃取精馏制取无水乙醇过程进 料，操作压力为常压。萃取精馏塔有28块板 (包括