关键词：
丙酮
异丙醇
水
萃取剂
萃取精馏
精馏
工艺包
摘要：
本文对橡胶防老剂RD生产过程中的副产物丙酮和异丙醇的性质及国内外研究现状作了简要概述,并介绍了国内外关于丙酮-水、异丙醇-水、丙酮-异丙醇及丙酮-异丙醇-水体系的分离近况。在参考大量文献的基础上,提出了采用萃取精馏与精馏相结合的方法来分离丙酮-异丙醇-水体系。通过查阅溶剂手册和阅读大量相关文献,对12类溶剂进行分析和比较,研究5类萃取剂对丙酮-异丙醇-水体系分离的影响。通过建立单级循环汽液平衡装置,并验证装置的气密性,测定丙酮、异丙醇和水在不同溶剂中的汽液平衡数据(VLE DATA),计算在不同溶剂下丙酮和异丙醇对水的相对挥发度。以相对挥发度为根据,并结合其它因素选出最优的萃取剂,为进一步的萃取精馏模拟与实验研究提供依据。使用Aspen Plus模拟软件对萃取精馏和精馏过程进行模拟研究,首先考察塔板数、溶剂比、回流比、塔顶出料量、原料进料位置对萃取精馏塔分离效果的影响,并通过正交试验优化出最佳操作参数;在此数据的基础上,建立萃取精馏实验装置,进行萃取精馏实验,在优化条件下,塔顶出料中丙酮和异丙醇的总含量达到97.57%、收率达到93.99%;萃取精馏塔塔釜馏分经溶剂回收塔处理,萃取剂可以进行多次循环利用。其次,通过模拟计算,考察塔板数、回流比、塔顶出料比、原料进料位置对精馏塔分离效果的影响,通过正交试验优化精馏的最佳操作条件,建立精馏实验装置并进行实验研究,在优化条件下,塔顶出料中丙酮含量达到92.13%、收率达到95.11%,塔釜中异丙醇含量达到93.45%、收率达到95.34%。中试工艺包的初步设计主要包括工艺流程图、平面布置图、物料衡算表及设备一览表。在前期实验验证数据基础上,计算萃取精馏塔和精馏塔的直径和高度等,并绘制工艺流程图及平面布置图,确定完整的物料衡算表和设备一览表,从而完成工艺包的初步设计。本文提出萃取精馏与精馏相结合的方法,分离橡胶防老剂RD生产过程中的副产物丙酮、异丙醇和水混合液,丙酮的纯度达到92.13%、收率达到95.11%,异丙醇的纯度达到93.45%、收率达到95.34%,为进一步的中试和工业应用提供依据。
