Фролкова Анастасия Валериевна, д.т.н., доцент, профессор кафедры химии и технологии основного органического синтеза,
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 12782832700, ResearcherID N-4517-2014
Anastasiya V. Frolkova, Dr.Sci. (Eng.), Professor, Department of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 12782832700, ResearcherID N-4517-2014
Новрузова Альбина Назимовна, аспирант, кафедра химии и технологии основного органического синтеза,
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Albina N. Novruzova, Postgraduate Student, Department of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Objectives. When developing separation flowsheets for liquid mixtures, preference is often given to a specific process or flowsheet. Although alternative separation variants are sometimes considered, these tend to be based on a single-phase process, usually distillation. And while review papers on the specifics of implementing a particular separation technique exist, these mainly focus on the specific process of extractive distillation, combination of distillation and splitting processes, and extraction. Moreover, studies comparing the separation flowsheets of mixtures of different physicochemical nature based on different processes and special methods are fragmentary. This study presents a comparative analysis of the processes and methods of liquid mixtures separation based on a critical review of the literature and the authors’ own research results.
Methods. The study is based on the critical analysis of literature and mathematical modeling of phase equilibria using local composition equations via freely distributed software packages.
Results. Specific liquid mixture separation methods, including combining various processes in one flowsheet (including hybrid technologies), are compared in terms of their advantages and disadvantages.
Conclusions. Promising areas of further research in the field of synthesis of organic mixtures separation flowsheets through the use of various separation processes and methods are identified. The effectiveness of the various processes (extraction, splitting, special distillation techniques) is estimated at different stages of different number of components mixtures separation. A comparative analysis of extractive and heteroazeotropic distillation processes when separating mixtures of different initial composition highlights the areas of energy advantage of each process. The effectiveness of the flowsheets is estimated by combining extraction with other processes, depending on the stage of extractant regeneration.
Цели. При разработке схем разделения жидких смесей часто отдается предпочтение конкретному процессу или схеме. В редких случаях рассматривается не один, а несколько альтернативных вариантов разделения, чаще основанных на одном фазовом процессе, как правило, ректификации. Имеющиеся на сегодня обзорные работы по особенностям реализации того или иного приема разделения сконцентрированы на конкретном процессе: экстрактивная ректификация, сочетание ректификации и расслаивания, экстракция. Комплексные исследования по сравнению схем разделения смесей разной физико-химической природы, базирующихся на разных процессах и специальных методах, не проводились. Научные публикации в данной области представлены фрагментарно и относятся к определенным объектам исследования. Целью настоящей работы является сравнительный анализ процессов и методов разделения жидких смесей на основе критического обзора литературы и результатов собственных исследований.
Методы. Работа базируется на критическом анализе литературы и математическом моделировании фазовых равновесий на основе уравнений локальных составов с использованием свободно распространяемых программных комплексов.
Результаты. Проведен обзор научной литературы, на основе которого показаны достоинства и недостатки конкретных приемов разделения жидких смесей, преимущества и ограничения на сочетание в одной схеме различных процессов (в том числе в гибридных технологиях).
Выводы. Перспективными направлениями дальнейших исследований в области синтеза и сравнения схем разделения смесей органических продуктов за счет использования различных методов и процессов разделения являются: оценка эффективности применения различных процессов (экстракции, расслаивания, специальных приемов ректификации) на разных этапах разделения смеси различной компонентности; сравнительный анализ процессов экстрактивной и гетероазеотропной ректификации при разделении смесей разного исходного состава (выделение областей энергетического преимущества каждого процесса); оценка эффективности реализации схем, основанных на сочетании экстракции с другими процессами, в зависимости от стадии регенерации экстрагента.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.