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加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物

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加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物 加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸 物 石油化工 PETROCHEMICALTECHNOLOGY2005年第34卷第2期 加盐萃取精馏分离醋酸甲酯一甲醇二元恒沸物 赵林秀,S_/J,燕,崔建兰,曹端林 (1.中北大学化学工程系,山西太原030051;2.太原经济技术开发区管委会,山西太原030012) [摘要]用改进的Othmer汽液平衡釜测定了0.1013MPa下醋酸甲酯一甲醇体系在萃取剂和盐存在下的相对挥发 度,测定了全浓度范围的汽液平衡数据,并进行...

加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物
加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸物 加盐萃取精馏分离醋酸甲酯-甲醇二元恒沸 物 石油化工 PETROCHEMICALTECHNOLOGY2005年第34卷第2期 加盐萃取精馏分离醋酸甲酯一甲醇二元恒沸物 赵林秀,S_/J,燕,崔建兰,曹端林 (1.中北大学化学工程系,山西太原030051;2.太原经济技术开发区管委会,山西太原030012) [摘要]用改进的Othmer汽液平衡釜测定了0.1013MPa下醋酸甲酯一甲醇体系在萃取剂和盐存在下的相对挥发 度,测定了全浓度范围的汽液平衡数据,并进行了加盐萃取精馏工艺的实验.结果 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,水作为萃取剂,加入醋酸钾. 可提高醋酸甲酯一甲醇体系的相对挥发度,加盐萃取精馏比普通的萃取精馏有优势,当溶剂体积比为1:1时,萃取精 馏塔塔顶采出的醋酸甲酯的质量分数可达到99%以上,萃取剂回收率达98%.盐可以全部回收. [关键词]醋酸甲酯一甲醇;恒沸物;萃取精馏;汽液平衡;相对挥发度 [文章编号]1000—8144(2005)02—0144—04[中图分类号]TQ028.13[文献标识码]A 在维尼纶(PVA)生产中,聚醋酸乙烯醇解产生 的废液中含有大量的甲醇,醋酸甲酯和醋酸钠.其 中醋酸甲酯和甲醇可形成共沸物,要经过共沸精馏, 萃取精馏,水解,普通精馏等一系列的操作,以回收 醋酸和甲醇.回收工段的能耗占PVA装置能耗的 50%,60%,而回收醋酸甲酯所需的能耗又占回收 工段能耗的70%左右.有效地将醋酸甲酯与甲醇 分离并回收是降低聚乙烯醇生产成本的关键 之一,. 目前工业上主要采用水作为萃取剂分离醋酸甲 酯一甲醇共沸物,所得醋酸甲酯纯度不高,不能达到 直接应用的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,所以将其水解为醋酸和甲醇.由 于醋酸甲酯的水解是一个可逆反应(平衡常数为 0.12,0.17),水解反应的单程转化率低,能耗巨 大;而且涉及四元体系的分离,对设备和控制的要求 都很严格.随着PVA工业的发展,水解回收醋酸甲 酯已越来越不能满足扩产增效的要求.另一方面, 醋酸甲酯作为工业原料的应用已经越来越广泛,工 业上醋酸甲酯的合成是采用醋酸和甲醇在硫酸作为 催化剂的条件下进行的,收率仅为80%左右. 用加盐萃取精馏的方法分离醋酸甲酯一甲醇, 不仅能使PVA生产中的醇解废液得到很好地分 离,降低回收能耗,而且能将回收的醋酸甲酯直接 用作工业原料,减轻了工业合成醋酸甲酯的压力. 加盐萃取精馏分离醋酸甲酯的研究尚未见报 道],醋酸甲酯一甲醇一盐体系的汽液平衡数据 报道也较少., 本工作测定了0.1013MPa下醋酸甲酯一甲 醇一醋酸钾体系在恒醋酸钾摩尔分数下的汽液平 衡数据,并在自行设计安装的萃取精馏装置上,进 行了以醋酸钾水溶液为萃取剂的醋酸甲酯一甲醇 加盐萃取精馏实验. l实验部分 1.1试剂 二次蒸馏水:实验室自制;醋酸甲酯:分析纯,上 海试剂一厂;甲醇:分析纯,上海试剂一厂;载体 GDX一103,大连红光试剂厂. 1.2相对挥发度的测定 实验所用的汽液平衡釜为改进的Othmer釜,结 构见图1. 图1改进的Othmer汽液平衡釜 Fig.1ModifiedOthmerrecirculationstil1. 1.Thermometerforliquidphaseandliquidsamplingpoint;2.Heatingcoil; 3.Boilingunit;4.Vaporrisingpipe;5.Thermometerforvaporphase; 6.Vaporsamplingpoint;7.Vapor—condensingvessel; 8.Condensel":9.Pressurestatsystem 在实验时,为维持体系的压力在0.10131VIPa, 平衡釜与一恒压系统相连.首先将恒沸组成的醋酸 甲酯一甲醇加入平衡釜,然后加入萃取剂和盐,萃取 [收稿日期]2004—10—13.[修改稿日期]2004—11—29. [作者简介]赵林秀(1980一),女,山西省忻州市人,硕士生,电话 0351—3922121,电邮zlx_chem@163.corn. 第2期赵林秀等.加盐萃取精馏分离醋酸甲酯一甲醇二元恒沸物 剂量与料液量的体积比为1:1,盐随萃取剂一起加 入,质量浓度为0.08g/mL.将混合液充分摇匀后 加热至沸腾,约1h混合物的温度达到平衡之后,取 样分析.计算相对挥发度Ot yl/l 式中,Y.和Y为汽相中醋酸甲酯和甲醇的摩尔分 数;和为液相中醋酸甲酯和甲醇的摩尔分数. 1.3醋酸甲酯一甲醇的汽液平衡数据的测定 在平衡釜内,按萃取剂量与料液量的体积比为 1:1加入醋酸甲酯和萃取剂水,充分摇匀,将溶液加 热至沸腾,平衡1h后分别取汽相,液相样进行色谱 分析;每次加入一定量的甲醇,直到甲醇的质量分数 达到95%时停止实验.在全浓度范围内保持平衡 釜内液体量恒定,溶剂体积比为1:1.加盐萃取的汽 液平衡常数的测定,仍采用溶剂体积比为1:1,将盐 溶于萃取剂中,与萃取剂一起加入平衡釜,盐的质量 浓度为0.08g/mL. 1.4萃取精馏工艺实验 萃取精馏塔(图2)为自制的玻璃填料精馏塔, 内径25innl,内装2.5innl×2.5innl不锈钢0填料, 塔高2m,分为3段,分别为提馏段,精馏段和萃取 剂回收段.采用带真空夹层玻璃填料柱,既可以给 塔体保温,又便于观察塔内液体的分布情况. 图2萃取精馏工艺实验 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 示意图 Fig.2Experimentflowsheetforextractivedistillation. 1.Feedtank;2.Solventtank;3.Flowgauge:4.Packing: 5.Thermostatedtrough:6.Thermograph; 7.Stocktankforbouomstream;8.Conderiserforbottomstream; 9.Electricjacket;10.Towerbottom:l1.Pressuremanometer; 12.Condenser;13.Voltageregulator;14.Electromagnet; 15.Refluxratiocontroller;16.Stocktankfordistillate: 17.Towertop;18.Towershell;19.Extractiredistillation 进入萃取精馏塔的原料组成是:醋酸甲酯的质 量分数为0.697,甲醇的质量分数为0.303.分别 采用无盐的水溶液和加盐的水溶液进行实验.轻 组分醋酸甲酯从塔顶采出,重组分甲醇和水从塔釜 采出. 1.5分析方法 采用北京分析仪器厂生产的SP一2100型气相 色谱仪分析试样组成,用北京分析仪器厂生产的 BF一2002色谱工作站进行数据处理.色谱条件:热 导池检测器;固定相为GDX一103;载气为氢气,流 量50mL/min;柱温120oC;检测室温度150oC;气 化室温度200oC;进样量lL.采用面积归一化法 进行定量分析. 2结果与讨论 2.1汽液平衡釜热力学一致性检验 为了验证平衡釜的可靠性,在0.1013MPa下 测定了醋酸甲酯一甲醇的汽液平衡数据,所取试样 均用气相色谱进行分析.结果与文献值一致,并 用Herington面积法..对该体系的汽液平衡数据进 行了热力学一致性检验,结果符合热力学一致性,表 明此平衡釜用于测定该体系的实验数据是可靠的. 2.2萃取剂和盐的选择 通过实验得到不同萃取剂和盐存在下醋酸甲 酯一甲醇体系的汽液相组成,计算出体系的相对挥 发度,实验结果见表1. 从表1可以看出,加入不同的萃取剂后醋酸甲 酯一甲醇相对挥发度均有所增加,乙二醇的效果最 好,能使醋酸甲酯一甲醇相对挥发度提高到4以上. 考虑萃取剂易于回收,廉价易得,无毒害作用,水作 为萃取剂是最佳的选择. 当在水中加入少量盐时,醋酸甲酯一甲醇相对 挥发度有很大的提高,尤其是加入醋酸钾时,相对 挥发度与只用水作萃取剂时相比提高了2倍多. 由此可见,在萃取剂中加盐会使萃取剂效能得到较 大的改进.在盐的水溶液中盐离子产生电场,由于 萃取剂中各种组分的介电常数不同,它们在盐离子 电场的作用下,极性强,介电常数大的分子就会聚 集在离子周围,而把极性较弱,介电常数较小的分 子从离子区"驱逐"出去;同时水和甲醇易形成氢 键,也是使相对挥发度增大的原因.盐在溶液中的 溶解度,离解度,电子电荷,离子半径等决定电场强 度的因素都将对盐效应的大小产生影响.通常盐 在溶液中的溶解度越大,离解度越大,电子电荷越 多,离子半径越小,盐效应也就越明显,因此在此体 系中COOH.的盐效应最强,NO3-次之,Cl一的盐效 应最差. 石油化工 ? 146?PETROCHEMICALTeCHN0LoGY2005年第34卷 None Water Glycerinum Dimethylsulfoxide Ethyleneglycol Acetatepotassium Sodiumchloride+water Potassiumnitrate+water Acetatesodium+water Acetatepotassium+water 0.6528 0.46l4 0.4485 0.4254 0.399l 0.39l8 0.413l 0.4359 0.4228 0.3834 0.657l 0.7080 0.7l93 0.7064 0.7538 0.7422 0.6958 0.7278 0.73l5 0.7943 1.0l 2.83 3.15 3.25 4.6l 4.47 3.25 3.46 3.72 6.2l 根据工业生产的要求,选择盐时既要考虑盐效 应大,又要考虑盐的成本低,化学稳定性高,溶解度 大,腐蚀性小,无毒等因素.对于醋酸甲酯一甲醇体 系,确定萃取剂为水,盐为醋酸钾. 2.3全浓度范围汽液平衡常数测定结果 由图3可以看出,醋酸甲酯一甲醇易形成共沸 物,计算得到共沸物组成:醋酸甲酯的质量分数为 ,甲醇的质量分数为18.7%.加人水后全浓 81.3% 度范围内相对挥发度都有很大的提高,醋酸甲酯一 甲醇的共沸点消失.在水中加入少量盐后,相对挥 发度有更大提高,容易得到纯度较高的气相产品. 所以对气相产品要求纯度较高的分离过程,采用加 盐萃取精馏比普通的萃取精馏具有更大的优越性. 图3醋酸甲酯(1)一甲醇(2)汽液平衡曲线 Fig.3VLEcurveofmethylacetate(1)一methanol(2). ?Withoutextractingagentandsalt;?Waterasextractingagent; ?Waterandsaltasextractingagent 2.4萃取精馏工艺实验 分别采用水和加盐的水溶液进行实验.当水作 为萃取剂时,溶剂体积比在(4,5):1时才能得到质 量分数95%的醋酸甲酯,而在加盐(0.08g/mL)后, 溶剂体积比1:1时,塔顶即可得到质量分数大于 99%的醋酸甲酯.萃取剂回收塔在常压下操作,塔 釜温度为87?时,甲醇从塔顶采出,水和盐由塔釜 采出,水的回收率为98%,盐可以全部回收. 加盐萃取精馏是结合了萃取精馏和盐效应精馏 的优点,发挥了溶盐萃取剂效能高的优点,克服了萃 取精馏萃取剂用量大,液相负荷大的缺点;发挥了萃 取精馏液相进料的优点,克服了溶盐精馏盐的输送 和加入不便等缺点;而且盐不挥发,在萃取精馏和萃 取剂回收过程中都随萃取剂从塔釜采出,克服了溶 盐精馏中盐的回收能耗大的缺点. 3结论 (1)测定了醋酸甲酯一甲醇体系在不同萃取剂 和盐存在下的相对挥发度.采用水作为萃取剂,加入 醋酸钾可提高醋酸甲酯一甲醇体系的相对挥发度. (2)测定了醋酸甲酯一甲醇一萃取剂一盐体系 的汽液平衡.加入萃取剂和盐后,能使醋酸甲酯一 甲醇体系跨越恒沸点,实现两组分的分离. (3)在溶剂体积比为1:1,盐质量浓度为 0.08g/mL时,在加盐萃取精馏塔顶可以得到质量 分数大于99%的醋酸甲酯.与普通萃取精馏相比, 溶剂比降低,醋酸甲酯的纯度提高. 参考文献 1刘颖隆,罗顺贻.聚乙烯醇维纶数据手册.四川:中国化纤工业协 会,1998.116,133 2FuchigamiYJ.HydrolysisofMethylAcetateinDistillationColumn PackedwithReactivePackingofIonExchangeResin.ChemEng Jpn.1990,23(3):354—358 3孙旭辉,潘伟雄.甲醇一乙醇脱氢法合成乙酸甲酯.天然气化工, 1996,21(3):14,l6 4雷良恒,段占庭,徐永福.加盐萃取精馏的研究?.石油化工, 1982,11(6):404,409 5张清奎,钱万成,蒋维钧.加盐萃取精馏的研究?.石油化工, 1984,13(1):1,9 6段占庭,雷良恒,周荣琪等.加盐萃取精馏的研究I.石油化工, 1980,9(6):350,353 2835475797 ? 第2期赵林秀等.加盐萃取精馏分离醋酸甲酯一甲醇二元恒沸物?147? 7OheS.Vapor—LiquidEquilibriumData—SaltEffect.Tokyo: Kodansha.1991.1,35 8Llano—RestrepoM,Aguflar—AriasJ.ModelingandSimulationof ExtractiveDistillationColunmsfortheProductionofAbsoluteEtha- no1.ComputChemEng,2003,27:527,549 9陆恩锡,雷行之.化工单元操作设计手册(上册).西安:化学工业 部第六设计院出版,1987.53,55 10陈钟秀,顾飞燕.化工热力学.北京:化学工业出版社,1993.193,195 SeparationofMethylAcetate--MethanolAzeotropebyExtractiveDistillationwithSalt ZhaoLinxiu,WangXiaoyan,CuiJianlan,CaoDuanlin (1.DepartmentofChemicalEngineering,NorthChinaUnive~ity,TaiyuanShanxi030051,China; 2.Adminis~rCommitteeofTaiyuanEconomicTechnologyDevelopmentDistrict,TaiyuanShanxi030051,China) 【AbstractjModifiedOthmerrecirculationstillhadbeenusedtodeterminingrelativevolatilityofmethyl acetate—methanolsystem.Isobaricvapor— liquidequilibrium(VLE)dataofwholerangeconcentrationofmethyl acetate— methanolmixture,under0.1013MPa,andinpresenceofwaterasextractingagent,withorwithoutsalt weremeasured.Therelativevolatilityofthemixtureatazeotropiccompositioncouldbegreatlyimprovedby addingwater,especiallybyaddingwaterwithacetatepotassium.WhenV(methylacetate— methano1): V(water+salt):1:1morethan99%(massfraction)methylacetatecouldbeobtainedfromextractivedistil— lationtowertop.Thismethodwasveryeffectiveforseparatingmethylacetate— methanolmixture. [Keyword]methylacetate— methanol;azeotrope;extractivedistillation;vaporliquidequilibrium;relativevolatility (编辑李治泉) ? 最新专利文摘? 一 种复合结构分子筛及其制备方法 该发明涉及一种新型复合结构分子筛,具有TON和 MFI两种结构结晶分子筛特征,该分子筛在静态晶化条件下 制备.在制备凝胶过程中加入了少量的晶种和盐类,控制晶 化参数可以得到两种晶型不同比例的分子筛,该分子筛的晶 格上硅铝比大于50.该复合分子筛可用于混合物如石油馏 分的反应过程./CN1552625,2004—12—08 一 种用于甲醇直接脱氢制无水甲醛的负载银催化剂及其制 备方法 该发明是一种新型的甲醇直接脱氢制无水甲醛的负 载型银催化剂.该催化剂采用溶胶一凝胶法制备,即将一 定量的正硅酸乙酯与含有可溶性镁盐及铝盐的水溶液或 滴加到无机银盐水溶液中,经过成胶,老 醇溶液混合后, 化,干燥和焙烧等步骤而制得.其成胶过程中加入了可溶 性铝盐溶液,铝的加入大幅度地提高了该催化剂催化甲醇 直接脱氢制无水甲醛反应的活性和选择性,甲醇转化率和 甲醛选择性均可达到100%.该催化剂制备简便,价格较 低,性能优越,具有极大的工业应用价值./CN1537673, 2004—10—20 一 种制备缩醛的固体催化剂及应用 该发明涉及一种制备缩醛的固体催化剂,以酸处理一水 热处理一热处理的改性ZSM一5分子筛为催化剂主要成分, 改性后ZSM一5分子筛的SiO:与:0,摩尔比为9—70,氧 化钠质量分数小于0.2%,具有增强酸性,用于制备缩醛反 应过程中具有更高的反应活性.该催化剂主要用于甲醛,乙 醛及苯甲醛等醛类与甲醇,乙醇及乙二醇等醇类反应制备缩 醛的反应过程,与现有技术相比,可以在较低的反应温度下 达到较高的转化率./CN1552523,2004—12—08 介孔二氧化硅分子筛的制备 该专利发明了一种介孔二氧化硅分子筛,特征是硅离子与 掺杂离子的摩尔比为1:X,其中0?x<0.07,掺杂离子为周期表 IA,?A,?A,VA,?A,?B,VB,?B,?B,113,lIB族以及重稀土 金属元素中的一种或多种,BET比表面积至少300In2/g,中孔 孔径2—20nln,具有六方电子衍射花样.其制备方法是将硅源, 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 剂,水和水溶性辅助溶剂,掺杂离子按一定摩尔比混合,分 别在酸和碱性条件下反应,经过滤,干燥,焙烧后得到产品.该 方法在常温常压下进行,工艺简单,生产成本低,易于工业化生 产./CN1539r734,2O04—10一
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