Фролкова Анастасия Валериевна, кандидат технических наук, доцент кафедры химии и технологии основного органического синтеза
ResearcherID N-4517-2014
119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86
Anastasiya V. Frolkova, Cand of Sci. (Engineering), Associate Professor, Chair of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
ResearcherID N-4517-2014
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia
Шашкова Юлия Игоревна, менеджер, ТД «ХИММЕД»
115230, Москва, Каширское шоссе, дом 9, корп. 3
Yuliya I. Shashkova, Manager, Company СHIMMED
9, bild. 3, Kashirskoe shosse, Moscow 115230, Russia
Фролкова Алла Константиновна, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии основного органического синтеза
ResearcherID G-7001-2018
119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86
Alla K. Frolkova, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of the Chair of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
ResearcherID G-7001-2018
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia
Маевский Марк Александрович, аспирант кафедры химии и технологии основного органического синтеза
119571, Москва, пр. Вернадского, д. 86
Mark A. Maevskiy, Postgraduate Student, Chair of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
86, Vernadskogo pr., Moscow 119571, Russia
Objectives. The paper is a comparative analysis of methyl acetate + methanol + acetic acid + acetic anhydride industrial mixture separation flowsheets based on the use of special distillation methods (extractive distillation and pressure-swing distillation). The results obtained illustrate the variability of the structure of the technological separation flowsheet.
Methods. Mathematical modeling using the software package Aspen Plus V. 10.0 was chosen as the research method. The simulation was based on the local composition equation NRTL and the Hayden–O’Connell equation of state. The relative uncertainties of phase equilibrium description do not exceed 3%.
Results. The vapor–liquid diagram of the quaternary mixture of methyl acetate + methanol + acetic acid + acetic anhydride was studied using thermodynamic topological analysis. It was shown that the system contains one binary azeotrope and is characterized by one distillation region. Although the structure is not complex, there is a possibility of using several methods for mixture separation: pressure-swing distillation, and extractive distillation with different entrainers. Twelve flowsheets with different structure were proposed, and 29 variants of separation were compared.
Conclusions. It was shown that the most perspective structure for the separation of a methyl acetate + methanol + acetic acid + acetic anhydride mixture is a combination of distributed sequence separation and extractive distillation.
Цели. Целью работы является сравнительный анализ технологических схем разделения промышленной смеси метилацетат – метанол – уксусная кислота – уксусный ангидрид, основанных на использовании специальных методов разделения: экстрактивная ректификация и варьирование давления. Полученные результаты иллюстрируют вариативность структуры технологической схемы разделения.
Методы. В качестве метода исследования выбрано математическое моделирование в программном комплексе Aspen Plus V. 10.0. Моделирование основывалось на уравнении локального состава NRTL и уравнении состояния Хейдена–О'Коннелла. Относительные ошибки описания фазового равновесия не превышают 3%.
Результаты. С помощью термодинамико-топологического анализа изучена диаграмма парожидкостного равновесия четырехкомпонентной системы метилацетат – метанол – уксусная кислота – уксусный ангидрид. Показано, что система содержит один бинарный азеотроп и характеризуется одной областью дистилляции. Несмотря на то, что структура не является сложной, существует возможность использования нескольких методов разделения смеси: ректификация с варьированием давления, экстрактивная ректификация с различными разделяющими агентами. Предложено 12 технологических схем различной структуры и проведен сравнительный анализ 29 вариантов разделения.
Заключение. Показано, что наиболее эффективным для разделения смеси метилацетат – метанол – уксусная кислота – уксусный ангидрид является сочетание промежуточного режима разделения смеси и экстрактивной ректификации.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.