2.2溶劑回收塔的參數優(yōu)化

通過考查溶劑回收塔的總塔板數、回流比、原料進料位置對乙二醇純度的影響，可確定最佳操作條件，結果如圖7～9所示。

由圖7可知，塔底乙二醇質量分數隨理論塔板數的增加而增大，在塔板數為14之后基本維持不變。由于增加塔板數會使得造價升高，因此理論塔板數選14。由圖8可知，乙二醇的質量分數隨回流比的增加而增大，由于乙二醇和水的沸點相差比較大，當回流比為0.6時，即有顯著的分離效果。當回流比再增大時，乙二醇的質量分數基本維持不變，因此，回流比選定為0.6。由圖9可知，塔底乙二醇質量分數隨塔板數的增加急劇升高，在第4塊板時達到最大值，繼續(xù)增大進料位置，乙二醇質量分數基本維持不變，在超過第10塊板后乙二醇質量分數逐漸下降。因此，原料進料位置選定為第4塊板。綜上所述，溶劑回收塔的最佳操作條件為：理論塔板數為14，回流比為0.6，原料進料位置選定為第4塊塔板。

3.[EMIM][AC]和乙二醇分別作為萃取劑的流程模擬對比采用乙二醇和[EMIM][AC]作為萃取劑分離叔丁醇-水二元共沸體系的流程模擬的最優(yōu)操作參數列于表1。由表1可知，在操作參數優(yōu)化后，兩種萃取劑都能使叔丁醇質量分數達到0.999，但離子液體進料量（700kg·h^-1）為乙二醇的一半。以[EMIM][AC]為萃取劑的萃取精餾塔的能耗大大降低，塔頂冷凝器能耗減少了32.72%，塔底再沸器能耗減少了45.19%。由于離子液體無明顯蒸氣壓，因此只需閃蒸罐即可分離且回收率高達100%，回收后的離子液體通過旋蒸除去殘余水分便可重復利用。

4.結論

本文采用AspenPlus軟件對以[EMIM][AC]和乙二醇作為萃取劑萃取精餾分離叔丁醇-水的二元共沸體系進行了流程模擬，物性方法選擇UNIFAC。采用靈敏度分析優(yōu)化分離效果，得到離子液體作為萃取劑的最優(yōu)工藝參數組合為：精餾塔理論塔板數為25塊，質量回流比為0.9，萃取劑和原料分別從第2塊板和第15塊板進料，[EMIM][AC]的進料量為700kg·h-1。

相對于普通溶劑乙二醇，采用[EMIM][AC]作為萃取劑的萃取精餾塔塔頂和塔底能耗分別減少了32.72%和45.19%，萃取劑用量減少一半，回收的離子液體幾乎無損耗，可重復利用，符合綠色化學的理念。

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