Energy efficiency of complexes with partially coupled thermally and material flows for extractive distillation of methyl acetate – chloroform mixture

The extractive distillation of methyl acetate – chloroform mixture was studied with the application of three extracting agents (dimethyl formamide, ethylene glycol and dimethyl sulfoxide) in the two-column flowsheet and in the complex with the partially coupled heat and material flows (PCHMF). Optimization of the researched flowsheets was carried out according to the criterion of the boilers minimum energy consumption. It was established that the energy consumption by the separation in the complex with PCHMF decreases as compared to two-column flowsheets up to 32.1%, for the extractive distillation with dimethyl formamide, up to 11.7% with the ethylene glycol and up to 1% with dimethyl sulfoxide. It was found that energy efficiency of extractive distillation complexes with PCHMF for methyl acetate – chloroform mixture separation depends on the reflux ratio in the regeneration column of the traditional two-column flowsheet (relative volatility of chloroform – extracting agent).

extractive distillation, methyl acetate, chloroform, partially thermally coupled flow sheets, energy saving

1. Серафимов Л.А., Фролкова А.К. Фундаментальный принцип перераспределения полей концентраций между областями разделения как основа создания технологических комплексов // Теор. основы хим. технологии. 1997. Т. 31. № 2. С. 193–201.

2. Luyben W.L. Comparison of extractive distillation and pressure-swing distillation for aceton–methanol separation // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. V. 47. P. 2696–2707.

3. Muñoz R., Montón J.B., Burguet M.C. Separation of isobutyl alcohol and isobutyl acetate by extractive distillation and pressure-swing distillation: Simulation and optimization // Separation & Purification Technology. 2006. V. 50. P. 175–183.

4. Тимошенко А.В., Анохина Е.А., Тимофеев В.С. Способ разделения смеси ацетон хлороформ азеотропного состава экстрактивной ректификацией: пат. № 2207896 РФ. № 2002107039; заявл. 21.03.2002; опубл.10.07.2003, Бюл. № 19. 4 с.

5. Lei Z.G., Zhou R.Q., Duan Z.T. Process improvement on separating C4 by extractive distillation // Chem. Eng. J. 2002. V. 85. P. 379–386.

6. Анохина Е.А., Панкова И.А., Тимошенко А.В. Исследование эффективности применения сложных колонн с боковой укрепляющей секцией в экстрактивной ректификации смеси ацетон – метанол различного исходного состава // Хим. пром. сегодня. 2009. № 3. С. 44–49.

7. San-Jang Wang, Hsiao-Ping Huang, Cheng-Ching Yu. Plantwide design of transesterification reactive distillation to co-generate ethyl acetate and n-butanol // Ind. Eng. Chem. Res. 2010. V. 49. P. 750–760.

8. Анохина Е.А., Рудаков Д.Г., Тимошенко А.В. Экстрактивная ректификация смеси изобутило-вый спирт – изобутилацетат с диметилформамидом // Хим. технология. 2011. Т. 12. № 10. С. 627–634.

9. Пирог Л.А. Оценка эффективности агентов при разделении неидеальных смесей экстрактивной ректификацией: дис. … канд. техн. наук. М., 1987. 204 с.

10. Оаэ С. Химия органических соединений серы: пер. с япон. / Под ред. Е.Н. Прилежаевой. М.: Химия, 1975. 512 с.

11. Хасиба Бенюнес. Закономерности разделения азеотропных смесей в присутствии селективных разделяющих агентов: дис. … канд. техн. наук. М., 2002. 185 с.

12. Тимошенко А.В., Иванова Л.В., Анохина Е.А. Комплексы экстрактивной ректификации, включающие сложные колонны с частично связанными тепловыми и материальными потоками // Теор. основы хим. технологии. 2005. Т. 39. № 5. С. 491–498.