кандидат технических наук, доцент кафедры химии и технологии основного органического синтеза
Scopus Author ID 6602836975,
ResearcherID C-8812-2014
119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor of the Chair of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571, Russia
Scopus Author ID 6602836975
ResearcherID C-8812-2014
магистр, кафедра химии и технологии основного органического синтеза
119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Master, Chair of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571, Russia
In this paper, extractive distillation flowsheets for water–formic acid–acetic acid mixtures were designed. Flowsheets not involving preliminary dehydration were considered, and the relative volatilities of the components in the presence of sulfolane were analyzed. The result of extractive distillation depends on the amount of sulfolane. The structure of the flowsheet is determined by the results of the basic ternary mixture extractive distillation. In three-column flowsheets (schemes I, II), water is isolated in the distillate of the extractive distillation column. In the second column, distillation of the formic acid–acetic acid–sulfolane mixture is carried out, yielding formic acid (90 wt %) and acetic acid (80 wt %). The recycled flow is returned to the first column. Dilution of the formic acid–acetic acid–sulfolane mixture with sulfolane (second column of flowsheet II) allows for acids of higher quality (main substance content equal to or more than 98.5 wt %) to be obtained. Flowsheet III includes four columns and two recycling stages. First, the water–formic acid mixture is isolated in the distillate of the extractive distillation column. Then, water and formic acid are separated in a two-column complex by extractive distillation, also with sulfolane. We were carrying out calculations for column working pressure 101.32 and 13.33 kPa. To prevent thermal decomposition of sulfolane, working pressure for regeneration columns was always 13.33 kPa. The extractive distillation column of the basic three-component mixture is the main factor contributing to the total energy consumption for separation (in all schemes).
При экстрактивной ректификации (ЭР) водных смесей низших карбоновых кислот (муравьиной и уксусной), в зависимости от выбора селективного агента, возможно выделение в дистиллате воды или смеси вода – муравьиная кислота. Однако обычно задача выделения всех практически чистых компонентов не рассматривается. Здесь предлагаются схемы выделения муравьиной (МК) и уксусной (УК) кислот из водной смеси экстрактивной ректификацией (ЭР) с сульфоланом, не предусматривающие предварительное обезвоживание. Анализ рядов относительных летучестей компонентов в присутствии сульфолана показал, что в зависимости от количества вводимого агента возможны три варианта организации ЭР. В схемах, состоящих из трех колонн, в дистиллате колонны ЭР базовой смеси вода–МК–УК выделяют воду, в последней колонне схемы УК отделяют от агента, возвращаемого в первую колонну схемы. Во второй колонне схемы I проводят ректификацию смеси МК–УК–сульфолан с получением МК (90% масс.) и УК (80% масс.), в схеме II смесь МК–УК разбавляют сульфоланом, что позволяет получать кислоты более высокого качества: МК (УК) с содержанием основного вещества не менее 98.5% масс. Схема III состоит из двух двухколонных комплексов ЭР: сначала выделяют смесь воды и муравьиной кислоты, которую затем разделяют ЭР также с сульфоланом. Расчеты схем проведены для рабочих давлений колонн 101.32 и 13.33 кПа. Для предотвращения термического разложения сульфолана колонны регенерации всегда работают при давлении 13.33 кПа. Максимальный вклад в суммарные энергозатраты на разделение во всех схемах вносит колонна ЭР базовой трехкомпонентной смеси.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.