Влияние количества и уровня бокового отбора на расход экстрактивного агента в комплексах экстрактивной ректификации с частично связанными тепловыми и материальными потоками

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена экстрактивная ректификация трех бинарных смесей (ацетон–хлороформ, ацетон–метанол, аллиловый спирт–аллилацетат) в традиционных двухколонных схемах и в комплексах с частично связанными тепловыми и материальными потоками. Определены оптимальные по критерию суммарных энергетических затрат в кипятильниках колонн параметры схем. Показано, что применение комплексов с частично связанными тепловыми и материальными потоками обеспечивает экономию энергозатрат по сравнению с традиционной схемой на 4.4–29.2%. Выявлено, что при экстрактивной ректификации смеси аллиловый спирт–аллилацетат оптимальное значение расхода экстрактивного агента для двухколонной схемы и комплекса с частично связанными тепловыми и материальными потоками совпадает; оптимальный расход экстрактивного агента в комплексе с частично связанными тепловыми и материальными потоками при разделении смеси ацетон–хлороформ в 1.28 раза ниже, а при разделении смеси ацетон–метанол – в 1.27 раза выше, чем в двухколонной схеме. Установлены причины этого различия.

Об авторах

Е. А. Анохина

МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий
имени М.В. Ломоносова)

Email: anokhina.ea@mail.ru
Россия, 119571, Москва

А. В. Тимошенко

МИРЭА – Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий
имени М.В. Ломоносова)

Автор, ответственный за переписку.
Email: anokhina.ea@mail.ru
Россия, 119571, Москва

Список литературы

  1. Павлов С.Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л.: Химия, 1987.
  2. 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.
  3. Мазурин О.А., Волков А.Н., Курбатов В.А., Зиятдинов Н.Н. Способ разделения смесей углеводородов изопентан–изоамилен–изопренсодержащией фракции или бутан–бутилен–дивинильной фракции: пат. 2406717 Российская Федерация. № 2008144948/04; заявл. 12.11.2008; опубл. 20.12.2010, Бюл. №35. 5 с.
  4. Павлов О.С., Павлов С.Ю. Способ разделения алкан-алкеновых фракций: пат. 2379277 Российская Федерация. № 2008126571/04; заявл. 30.06.2008; опубл. 20.01.2012, Бюл. №2. 14 с.
  5. Гайле А.А., Сомов В.Е. Процессы разделения и очистки продуктов переработки нефти и газа. СПб.: Химиздат, 2012.
  6. Гайле А.А., Сомов В.Е. Сульфолан. Получение, свойства и применение в качестве селективного растворителя. СПб.: Химииздат, 2014.
  7. Li W., Xu B., Lei Zh., Dai Ch. Separation of benzene and cyclohexane by extractive distillation intensified with ionic liquid // Chem. Eng. Proc.: Process Intensification. 2018. V. 126. P. 81.
  8. Дин Ч., Джин В., Чимпяну А., Сили Э. Способы и системы выделения стирола из стиролсодержащего сырья: пат. 2546124 Российская Федерация. № 2012105431/04; заявл. 22.05.2012; опубл. 10.04.2015, Бюл. № 10. 17 с.
  9. Зарецкий М.И. Очистка коксохимического бензола от тиофена. Получение чистого тиофена из тиофеновой фракции методом экстрактивной ректификации. Расчет промышленной установки // Кокс и химия. 2004. №6. С. 20.
  10. Han J., Lei Zh., Dong Y., Dai Ch., Chen B. Process intensification on the separation of benzene and thiophene by extractive distillation // AIChE J. 2015. V. 61. № 12. P. 4470.
  11. Anokhina E.A., Timoshenko A.V., Akishin A.Yu., Remizova A.V. Benzene purification from thiophene usingdimethylformamide as an entrainer in thermally coupled extractive distillation columns // Chem. Eng. Res. Des. 2019. V. 146. P. 391.
  12. Анохина Е.А., Якутин Р.И., Тимошенко А.В. Очистка бензола от тиофена экстрактивной ректификацией с применением колонн с боковым отбором в паровой фазе // Теорет. основы хим. технол. 2021. Т. 55. № 5. С. 578.
  13. Shen W., Dong L., Wei S., Li J., Benyounes H., You X., Gerbaud V. Systematic Design of an Extractive Distillation for Maximum-Boiling Azeotropes with Heavy Entrainers // AIChE J. 2015. V. 61. № 11. P. 3898.
  14. Sprakel L.M.J., Kamphuis P., Nikolova A.L., Keijspe’r D.J., Schuur B. Solvent selection for extractive distillation processes to separate close-boiling polar systems // Chem. Eng. Res. Des. 2019. V. 144, P. 123.
  15. Жучков В.И., Раева В.М., Фролкова А.К. Выбор селективных агентов для экстрактивной ректификации методом газожидкостной хроматографии // Теорет. основы хим. технол. 2017. Т. 51. № 6. С. 704.
  16. You X.Q., Rodriguez-Donis I., Gerbaud V. Improved design and efficiency of the extractive distillation process for acetone-methanol with water // Ind. Eng. Chem. Res. 2015. V. 54. P. 491.
  17. De Figueirêdo M.F., Brito K.D., Wagner B.R., Vasconcelos L.G.S., Brito R.P. Optimization of the design and operation of extractive distillation process // Sep. Sci. Technol. 2015. V. 50. P. 2238.
  18. Timoshenko A. V., Anokhina E.A., Morgunov A.V., Rudakov D.G. Application of the partially thermally coupled distillation flowsheets for the extractive distillation of ternary azeotropic mixtures // Chem. Eng. Res. Des. 2015. V. 104. P. 139.
  19. Anokhina Elena, Timoshenko Andrey. Criterion of the energy effectiveness of extractive distillation in the partially thermally coupled columns // Chem. Eng. Res. Des. 2015. V. 99. P. 165.
  20. Xiaojing Shi, Xiaoxiao Zhao, Zhishan Zhang, Min Li, Jun Gao. Energy-saving quaternary extractive distillation processes with single- or double-dividing-wall column for separation of acetone/methanol/butanone/tert-butyl alcohol // Chem. Eng. Process.: Process Intensif. 2020. V. 153. P. 1.
  21. Klauzner P.S., Rudakov D.G., Anokhina E.A., Timoshenko A.V. Optimal modes of side-section flow in heat-pump-assisted extractive distillation systems for separating allyl alcohol – allyl acetate mixtures with butyl propionate // Fine Chemical Technologies. 2021. V. 16. № 3. P. 213.
  22. Yinggui Xu, Jinlong Li, Qing Ye, Yudong Li. Energy efficient extractive distillation process assisted with heat pump and heat integration to separate acetonitrile/1,4-dioxane/water // Process Safety and Environmental Protection. 2021. V. 156. P. 144.
  23. Nova-Rincón A., Ramos M.A., Gómez J.M. Simultaneous optimal design and operation of a diabatic extractive distillation column based on exergy analysis // International J. Energy. 2015. V. 17. № 3. P. 287.
  24. Анохина Е.А., Долматов Б.Б., Тимошенко А.В. Энергетическая эффективность экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлоpофоpм в сложной колонне с боковой секцией // Хим. технол. 2008. № 8. С. 402.
  25. Анохина Е.А., Сидорова Ю.И., Тимошенко А.В. Экстрактивная ректификация смеси ацетон – метанол с водой в комплексе с частично связанными тепловыми и материальными потоками // Вестник МИТХТ. 2011. Т.6. № 5. С. 118.
  26. Анохина Е.А., Тимошенко А.В., Новикова Е.Н. Влияние состава исходной смеси на энергетическую эффективность комплексов со связанными тепловыми и материальными потоками в экстрактивной ректификации смеси аллиловый спирт-аллилацетат // Материалы конференции РХТУ им. Д.И. Менделеева “Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической и нефтехимической промышленности”. Москва, 2006. С. 41.
  27. Анохина Е.А. Экстрактивная ректификация в комплексах с частично связанными тепловыми и материальными потоками. Дис. … докт. техн. наук. М.: МИРЭА – Российский технологический университет, 2020.

Дополнительные файлы


© Е.А. Анохина, А.В. Тимошенко, 2023