关键词：
无水乙醇
萃取精馏
Aspen Plus模拟
分离优化
Fluent模拟
摘要：
无水乙醇在医疗、化工、制药等产业都有很广泛的用途,其在生产和应用中均会涉及大量的低浓度乙醇液或者乙醇废液。对乙醇进行回收利用,不仅可以减少原料乙醇的购置费用带来经济效益,还能减少对环境的污染和资源的浪费。因而研究乙醇的提纯及回收利用十分有意义。本文基于萃取精馏分离方法针对乙醇水溶液进行分离提纯制备无水乙醇研究。首先由实验测得精馏装置的理论塔板数为9块;对乙醇水溶液进行普通精馏实验,仅能制得最高达到94.67 wt%的乙醇溶液;研究了以乙二醇为萃取剂的主要操作参数（如进料位置、原料浓度、溶剂比等）对分离过程的影响,在回流比为2,原料乙醇浓度为90 wt%,原料进料位置为位置5,萃取剂进料位置为位置1,溶剂比为2.1的条件下,可在塔顶得到质量分数为99.97%的无水乙醇;采用Aspen Plus对萃取精馏进行工艺模拟优化,优化条件为乙醇进料浓度为90wt%,原料进料位置为第10块板,萃取剂进料位置为第3块板,溶剂比为1.5,塔顶乙醇浓度达99.93wt%;开发并优化了分离磷酸乙醇水溶液的三塔（2个普通精馏、1个萃取精馏）工艺流程和工艺条件;将三塔工艺流程改进为蒸发器、萃取精馏塔、精馏塔组成的工艺流程,在优化工艺条件下,改进工艺可实现磷酸和乙醇的有效分离,得到较高浓度的磷酸及无水乙醇,即磷酸浓度和收率分别为85.24 wt%（H3PO4）和99.99%,乙醇浓度和收率分别为99.05 wt%和94.47%,萃取剂可循环利用。最后为了从填料精馏塔设备上对该分离过程进行优化,采用商业软件ICEM CFD对塔设备建立三维模型;选用Fluent中的多相流欧拉模型分别对实验所用填料精馏塔进行气液固三相流和气液两相流模拟计算,模拟得到了塔内不同截面的压力分布图和速度矢量分布图,模拟结果能较直观地反映填料精馏塔内流体的速度分布情况和压降变化情况,可为填料精馏塔设备的优化提供参考。
