Энергоэффективность комплексов с частично связанными тепловыми и материальными потоками в экстрактивной ректификации смеси метилацетат – хлороформ

Рассмотрена экстрактивная ректификация смеси метилацетат – хлороформ с применением трех разделяющих агентов (диметилформамида, этиленгликоля и диметилсульфоксида) в двухколонной схеме и в комплексе с частично связанными тепловыми и материальными потоками. Проведена оптимизация данных схем по критерию минимума энергетических затрат в кипятильниках колонн. Установлено, что энергозатраты на разделение в комплексе с частично связанными тепловыми и материальными потоками (ЧСТМП) ниже по сравнению с энергозатратами в кипятильниках колонн двухколонной схемы на 32.1%, при экстрактивной ректификации с диметилформамидом, на 11.7 % – при экстрактивной ректификации с этиленгликолем, на 1% – при экстрактивной ректификации с диметилсульфоксидом. Выявлено, что энергоэффективность комплексов с ЧСТМП в процессе экстрактивной ректификации смеси метилацетат – хлороформ зависит от флегмового числа в колонне регенерации традиционной схемы (относительной летучести пары хлороформ–экстрактивный агент).

экстрактивная ректификация, метилацетат, хлороформ, комплекс с частично связанными тепловыми и материальными потоками, энергосбережение, 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.