碳酸二甲酯-甲醇二元共沸物的分离方法

讨论了分离碳酸二甲酯 甲醇二元共沸物的各种方法 ,重点介绍了最有工业化前景的萃取精馏法 。

基于定量-构效关系预测含低碳酯二元共沸物的共沸温度

为了能够快速、准确地获取含低碳酯二元共沸物的共沸温度,以102种含低碳酯二元共沸物为研究样本,从分子角度出发,基于定量-构效关系原理对共沸温度与其分子结构信息之间的内在定量关系开展了理论研究,建立了多个共沸温度预测模型。通过对模型的拟合能力、显著性及标准误差进行比较和分析,得到最佳的共沸温度预测模型是由6个分子描述符所构建的模型;再利用留一交叉验证法、测试集及Williams图对该模型进行内部验证、外部验证及应用域分析,并将本文所建的模型与文献报道的同类模型及UNIFAC模型进行比较。研究结果显示:共沸温度预测模型具有稳定性好、预测精度高及泛化推广能力强等优点。

二元共沸物相平衡及活度系数模型回归实验

基于共沸物的分离是化工分离工程的难点,采用气液平衡反应釜测定安全环保的正丙醇-水二元共沸物系的气液平衡数据和共沸点,采用最小二乘法回归Wilson模型,通过热力学一致性检验,建立共沸物系活度系数模型。在数据分析和处理过程中,需灵活运用化工热力学、仪器分析、数理统计等多门专业课程理论知识。学生通过此实验可掌握化工热力学气液平衡数据的测定方法,了解共沸物系的热力学特性,强化化工热力学理论知识与实际应用结合的能力。

基于定量结构-性质关系预测含水二元共沸物的共沸温度与组成

以125种含水二元共沸物为研究对象,基于定量结构-性质关系,对该类共沸物在常压下的共沸温度及组成进行了预测研究,分别建立了多个预测模型。首先,利用HyperChem 8.0软件绘制了纯组分的三维分子结构,并利用分子力学方法和量子力学半经验方法对分子结构进行优化;然后,利用Materials Studio 8.0软件计算纯物质的分子描述符;其次,利用遗传算法分别筛选出与共沸温度及组成最为密切的特征描述符;再运用多元线性回归方法建立了6个共沸温度预测模型及5个共沸组成预测模型,并对模型的稳定性、拟合能力和预测能力进行对比分析;最后,对最适宜模型分别进行内部验证、外部验证、应用域分析、与文献中同类模型及UNIFAC基团贡献法进行对比。结果表明:最适宜共沸温度/组成预测模型分别是利用8/5个特征描述符所建立的模型;其复相关系数,调整复相关系数,均方根误差,平均绝对误差,留一法交叉验证系数和外部验证系数分别为0.9606/0.9970、0.9572/0.9969、2.9400/0.0161、1.8900/0.0104、0.9475/0.9957和0.9439/0.9976,且模型的稳定性、预测能力和泛化能力均优同类模型。

离子液体萃取精馏叔丁醇-水二元共沸体系流程模拟

采用Aspen Plus流程模拟软件对叔丁醇-水体系的萃取精馏过程进行流程模拟,采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][AC])和传统溶剂乙二醇分别作为萃取剂,并对二者分别作为萃取剂的流程进行对比。通过灵敏度分析工具(Sensitivity)考查了溶剂比、理论塔板数、回流比、原料进料位置和溶剂进料位置对分离效果的影响。结果显示,采用[EMIM][AC]萃取分离叔丁醇-水二元共沸体系的最佳工艺优化条件为:全塔理论塔板数为25,回流比为0.9,溶剂比为0.7,原料和萃取剂进料位置分别为第15块理论板和第2块理论板,塔顶关键轻组分叔丁醇质量分数为0.999,收率为99.9%,同时,[EMIM][AC]的回收率达到100%。与乙二醇相比,[EMIM][AC]作为萃取剂的萃取精馏塔塔顶和塔底能耗分别减少了32.72%和45.19%。

二元共沸物对米糠蜡脱脂工艺的研究

试验以米糠油加工的副产物蜡糊为原料,乙醇与水饱和丁酮二元共沸物为溶剂对米糠蜡进行脱脂处理,通过单因素试验考查了乙醇与水饱和丁酮的体积比、料液比、反应温度及反应时间对提取率和纯度的影响。在单因素试验的基础上,通过响应面对米糠蜡脱脂的工艺条件进行优化,所得模型显著,拟合良好,结果表明,在乙醇与水饱和丁酮的体积比1︰8,料液比1︰6(g/m L),反应温度55℃,反应时间40 min时,米糠蜡提取率为88.02%时,纯度达到74.86%。

带共沸的乙醇/乙酸乙酯/2-丁酮三元物系变压精馏分离过程及其参数优化

提出了一种带两股循环的三塔变压精馏结构用于分离乙醇(C_2H_5OH)/乙酸乙酯(C_4H_8O_2-3)/2-丁酮(C_4H_8O-3)三元混合物。由该三元混合物的剩余曲线图(RCM)可知,在大气压下该混合物的每一对组元均形成二元最低共沸物,且乙醇/乙酸乙酯二元共沸物组成随压力变化敏感。三个最低共沸物的同时存在形成了精馏边界线夹紧点现象,而通常压力下的精馏塔无法跨越,以至于传统变压精馏无法应用。通过对精馏塔压力的最优化克服了这一困难,提出了新的分离流程,并对过程进行严格稳态模拟。针对初分塔(T1)塔压不同的6种流程,采用序贯迭代法对各塔的塔板数、进料板位置、回流比等参数进行了优化。通过对比6种流程的经济评价和比较,得到了T1塔的最优压力,并经过能量集成使得过程的年度总费用降低了14.88%。

糠醛和离子液体分离乙醇-碳酸二甲酯共沸物的模拟与优化

针对乙醇-碳酸二甲酯二元共沸物分离难题,分别以糠醛和离子液体(1-己基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐)为萃取溶剂,对乙醇-碳酸二甲酯二元共沸体系萃取精馏进行了流程设计和模拟计算。以全年总费用(TAC)为优化目标,对糠醛萃取精馏工艺的溶剂比、溶剂进料位置、原料进料位置、回流比和总理论板数等工艺参数进行了优化,实现了乙醇和碳酸二甲酯的有效分离,产品纯度可达到99.95%以上。主要条件不变,萃取剂换为离子液体时,计算结果表明,萃取精馏工艺设备费用增加了5.90%,能耗费用降低了20.76%,TAC降低了11.52%,该工艺具有一定的工业意义。

碳酸二甲酯的合成及其共沸物的分离

介绍了目前国内外碳酸二甲酯的合成及碳酸二甲酯-甲醇二元共沸物的分离方法,并指出了各种方法的优缺点。甲醇气相氧化羰基化法合成碳酸二甲酯具有发展潜力,对于甲醇-碳酸二甲酯二元共沸物的分离建议使用物料自身压力加压精馏法。

非共沸混合工质ORC在近临界状态时的性能分析

对于临界温度较低的工质,不仅适合亚临界有机朗肯循环,也适用于超临界有机朗肯循环。该文针对使用150℃低温烟气作为热源的有机朗肯循环(ORC),采用R236fa、R152a和两者作为组分的9种不同浓度配比的非共沸混合物共11种物质作为循环工质,使用热力学第一定律和第二定律分别分析了这11种工质在临界状态附近的参数变化情况。研究结果表明,由亚临界状态过渡到超临界状态时,系统的净输出功、吸热量均不连续。在近临界状态时,混合工质的净输出功大于纯工质。

二元混合工质与换热介质的温度匹配在热泵中的应用

非共沸混合工质的一大特点和优势就是能够通过相变过程中的温度滑移实现和变温热源的温度匹配。该文从一个新的角度考虑如何提高循环效率实现节能 ,证明了温度匹配最好的时候有用能损失最小 ,并以此为依据寻找合适的混合工质。选取常见的热泵工况进行分析 ,结果显示 :同一工况 (由水侧定义 )下 ,混合工质的平均COP达到 5 .1,而纯工质的平均COP只有 4 .7。这说明了温度匹配有利于节能 ,为如何寻找热力性能优越的工质提供依据。

热泵技术在二氯甲烷和甲醇分离中的应用研究

针对传统变压精馏技术(PSD)在分离二氯甲烷(DCM)-甲醇(MeOH)混合物时的高能耗问题,提出了一种基于热泵辅助的变压精馏(PPSD)优化工艺,并深入探讨了热泵配置的技术可行性和经济效益。通过组合曲线和经济性分析,对比了热泵方案的节能和经济效果。结果显示,与传统PSD工艺相比,热泵辅助的PPSD工艺能够降低29.96%的能耗,减少40.45%的年度总成本(TAC),同时能降低44.23%的CO_(2)排放量,充分展现了热泵辅助变压精馏工艺的优越性。

乙酸乙酯制备实验中酚酞褪色原因的探究

在乙酸乙酯制备演示实验中,向饱和碳酸钠溶液中滴入酚酞,观察分层及振荡褪色现象,酚酞褪色的原因多被解释为碳酸钠溶液被蒸出的乙酸中和。为此,进行了一系列实验和理论探究,发现酯化实验过程中蒸出的乙酸量较少,不足以中和碳酸钠溶液,碳酸钠溶液褪色的原因是酚酞被乙酸乙酯萃取到了酯层中;以多元恒沸混合物的理论数据为依据,进一步改进了酯化反应的实验装置,证明了实验过程中乙酸不会被大量蒸出。

电子设备带电清洗剂的清洗效果研究

为了开发出具有良好清洗效果的电子设备带电清洗剂,对比分析了二元共沸混合物、三元共沸混合物的各项物理性能、溶解性能和对污垢的清洗效果。结果表明,虽然4种二元共沸混合物nPB/异丙醇、nPB/正己烷、nPB/环己烷和nPB/乙酸乙酯以及2种三元共沸混合物nPB/正丁醇/正己烷和nPB/正己烷/无水乙醇,在外观、稳定性和腐蚀性等方面具有相似的属性,但是在相对密度、黏度、残留量、挥发速度、绝缘电阻和击穿电压上有明显差异;二元共沸混合物和三元共沸混合物清洗剂的挥发速度随着时间都呈线性变化,表明挥发性质都较为稳定。三元共沸混合物清洗剂的溶解性能优于二元共沸混合物,nPB/正丁醇/正己烷和nPB/正己烷/无水乙醇的污垢去除率分别为96.7%和98.3%,nPB/正己烷/无水乙醇去除污垢的效果要优于nPB/正丁醇/正己烷,且都高于二元共沸混合物清洗剂和单独nPB清洗剂。

小型制冷机替代工质的研究(上)

1.替代工质的研究现状及其问题 1.1替代工质的研究历史 一个多世纪以来,制冷剂经历了一个不断发展的过程。最早成功应用的制冷剂为挥发性液体乙醚(R610),后来以二氧化碳(R744)、氨(R717)、和二氧化硫(R764)为制冷剂的制冷系统相继开发成功,这就是所谓的第一代制冷剂。到本世纪末又有几种工质采用,它们分别是氯甲烷(R740)。

R134a/R125混合物制冷剂性能研究

基于制冷剂的气液相平衡特性,建立了R134a/R125混合制冷剂二元体系模型,对其物性进行了分析。建立了蒸气压缩式制冷系统仿真模型,对混合制冷剂的循环工况和性能进行了对比研究。通过物性分析及性能对比,得到了不同比例混合制冷剂的饱和曲线和导热系数的变化趋势。对于R134a/R125非共沸混合制冷剂,在0.1 MPa压力下混合质量比为0.5/0.5时,温度滑移达到最大5.33℃。R134a/R125混合制冷剂的液相导热系数低于R134a,且随着温度的升高而减小;气相导热系数的变化趋势与液相相反。当蒸发温度较低时,制冷剂R134a在蒸发器中为负压,对系统不利,采用混合制冷剂R134a/R125(0.9/0.1)可改善这一状况,虽然COP略低于R134a系统,但可获得比R134a更低的制冷温度,且系统运行更稳定。研究结果为R134a/R125混合制冷剂的应用提供数据。