离子液体的制备及在甲醇-碳酸二甲酯共沸物分离中的应用现状

碳酸二乙酯(DEC)生产过程中,甲醇(MeOH)与碳酸二甲酯(DMC)形成二元共沸物,传统有机溶剂萃取精馏分离MeOH-DMC共沸物存在污染环境、萃取效率低及溶剂回收难等难题。离子液体作为一种新型溶剂,因其绿色环保、萃取效率高及可循环再利用等优势,在化工领域中展现出广泛的应用前景。简述了离子液体的种类及其性质,分析了离子液体典型的五种合成方法存在的优缺点,重点讨论了离子液体对MeOH-DMC共沸物的研究进展及其分离机理,指出了目前离子液体应用于MeOH-DMC共沸物分离中存在的问题,最后对离子液体的未来发展方向提出了展望。

化学法分离甲醇-碳酸二甲酯共沸物的研究

针对甲醇-碳酸二甲酯二元共沸物分离工艺复杂、反应能耗高以及环境污染严重等问题,采用马来酸酐与甲醇发生酯化反应的化学法分离共沸物,同时制备高附加值产品马来酸二甲酯。系统考察了催化剂、催化剂质量分数、带水剂、带水剂质量分数、反应时间以及醇酐物质的量的比对共沸物分离效果以及酯化收率的影响。结果表明:加入1.0%的离子型树脂催化剂、15%的环己烷带水剂、醇酐物质的量的比为3.0、反应9 h时,马来酸酐转化率为97.10%,马来酸二甲酯收率为96.80%,碳酸二甲酯收率为97.00%。

加压-常压精馏分离甲醇-碳酸二甲酯的相平衡和流程模拟

变压精馏是分离共沸混合物的有效方法. 本文在计算机模拟和分析的基础上, 提出了加压-常压串联分离甲醇-碳酸二甲酯共沸体系的工艺方法. 采用UNIQUAC方程来表征甲醇-碳酸二甲酯二元共沸体系的气液平衡. 根据实验数据,回归了该热力学模型中的交互作用参数,模型的计算结果与实际数据吻合. 模型的适用范围为:压力0.1～1.5 MPa, 温度337～440 K. 基于平衡级模型,对加压精馏塔进行了模拟计算, 分析了各主要操作参数对分离效率、产品纯度及操作费用的影响. 在对加压-常压串联流程模拟的基础上,得到了最佳分离操作工艺参数. 模拟结果对工业过程的设计和改造具有一定的指导意义.

碳酸二甲酯-甲醇共沸体系分离的模拟与控制

作为一种新环保型化工产品,碳酸二甲酯近年来在各行业中得到了广泛应用。由于碳酸二甲酯产品中常含有与之形成共沸物的甲醇,因此需要特殊工艺对其进行分离。本文利用Aspen Plus软件建立了严格稳态模型,对比了萃取精馏、共沸精馏和变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇二元共沸物的3种分离工艺,并以系统能耗为目标进行单变量分析,得到最低能耗下的萃取精馏、共沸精馏、变压精馏工艺参数。稳态分析结果表明:萃取精馏过程能耗只占变压精馏的29.0%、占共沸精馏的30.2%,其节能优势明显。在此基础上,采用Aspen Dynamics软件对萃取精馏最佳工艺进行了控制研究,提出了两种控制结构。结果表明,含有固定再沸器/进料比例的改进控制结构能够有效地应对进料流量与进料组成扰动,保证碳酸二甲酯和甲醇产品纯度。

DMC-CH_3OH二元共沸物的分离进展

综述了碳酸二甲酯-甲醇二元共沸物汽液平衡和分离方法的最新研究进展。在各种分离方法中,膜分离和吸附分离能耗低、效率高,是一种新型的分离方法;萃取精馏和共沸精馏具有设备简单、操作安全等优势,是分离提纯DMC CH3OH共沸物的有效手段。

甲苯萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯共沸物

根据萃取精馏原理,采用正交试验设计,运用计算机对实验数据进行最优化处理,确定了萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯二元共沸物的最佳工艺条件:以甲苯为萃取剂,单圈为填料,回流比为5:1,滴加速率为5:1,萃取剂配比为2:1,以上述工艺条件,进行DMC-甲醇分离,所得的碳酸二甲酯纯度为99.99%。

乙苯萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯二元共沸物

根据萃取精馏原理,采用正交试验设计,运用计算机对实验数据进行最优化处理,确定了萃取精馏分离甲醇与碳酸二甲酯二元共沸物的最佳工艺条件:以乙苯为萃取剂,单圈玻璃为填料,回流比控制在7∶1,萃取剂滴加速率为6ml/min,萃取剂配比为5∶1。以此工艺路线分离所得的碳酸二甲酯纯度为99.99%。

碳酸二甲酯合成工艺模拟的研究进展

综述了近年来碳酸二甲酯(DMC)的非光气法合成工艺和DMC产品的分离工艺的模拟研究报道。重点介绍了酯交换法反应精馏工艺和分离工艺的模拟结果,尿素醇解法催化精馏工艺的非平衡级模拟的结果。在DMC产物的变压精馏、萃取精馏和共沸精馏的主要分离工艺中,变压精馏和萃取精馏是分离甲醇-DMC共沸物效率较高的两种工艺。

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 。

糠醛萃取精馏分离甲醇-碳酸二甲酯二元共沸物研究

采用糠醛作萃取剂 ,用萃取精馏法对甲醇 -碳酸二甲酯二元恒沸物进行分离 ,找到了合适的实验条件和色谱分析方法 ,得到纯度为 99. 7%的碳酸二甲酯产品 ;研究了萃取剂的配比对分离性能的影响 ,得到最佳萃取剂配比为糠醛 /甲醇 (质量比 )为 6～ 8;考察了萃取剂的循环使用对分离性能的影响 ,发现糠醛经减压蒸馏提纯后循环使用基本不影响分离性能 ;对整个过程物系的回收率进行了考察 ,发现各组分的回收率均比较高。结果表明糠醛是一种毒性较小 ,价格较低 ,分离效果比较理想的新型萃取剂。

三氯乙烯恒沸精馏分离甲醇与碳酸二甲酯共沸物

根据恒沸精馏原理,采用正交实验设计,用计算机对实验数据进行最优化处理,确定了恒沸精馏分离甲醇与碳酸二甲酯(DMC)二元共沸物的最佳工艺条件:共沸剂为三氯乙烯,共沸剂用量为51 g,填料为不锈钢铁圈,回流比为3∶1,馏出速率为2.5 mL/min。以上述工艺条件,进行 DMC-甲醇共沸物分离,所得 DMC 纯度为99.99%。

酯交换合成碳酸二甲酯工艺过程开发研究

通过酯交换法 ,以甲醇和碳酸丙烯酯为原料 ,反应精馏合成碳酸二甲酯 ,筛选出最佳催化剂 ,确定了其用量 ,考察了原料配比等对反应转化率的影响。同时 ,采用萃取精馏法对甲醇和碳酸二甲酯二元恒沸物的分离过程进行了研究 ,得到了适宜的萃取剂 ,研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响。并考察了催化剂和萃取剂的回收及循环使用对反应和分离性能的影响。对副产品丙二醇的分离提纯工艺也进行了考察 ,从而得到了酯交换合成碳酸二甲酯全部工艺条件。

萃取精馏分离甲醇-碳酸二甲酯二元恒沸物

采用萃取精馏法对甲醇－碳酸二甲酯二元恒沸物进行了分离；得到了适宜的萃取剂，研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响，并考察了萃取剂的回收和循环使用对分离性能的影响。

甲醇与碳酸二甲酯恒沸物的萃取精馏分离

在萃取精馏实验装置中，分别以乙酸异成酯和邻二甲苯为革取溶剂，研究了甲醇和碳酸二甲酯恒沸物的分离。通过实验考察了原料配比、回流比、塔釜温度（加热量）等工艺操作条件对萃取精馏过程和相应革取溶剂再生的影响，为工业应用提供理论与实践基础。

特种精馏法分离碳酸二甲酯-甲醇共沸体系研究进展

加压精馏、共沸精馏和萃取精馏等特种精馏法是分离碳酸二甲酯-甲醇共沸体系的有效手段。本文综述了特种精馏法分离该体系的研究进展,包括汽液平衡模型对3种精馏方法的指导作用。也对这几种精馏方法进行了比较。

加压-常压双塔分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的动态模拟研究

采用Aspen Dynamic软件,在加压-常压双塔分离碳酸二甲酯-甲醇(DMC-MeOH)共沸物稳态模型的基础上,设计出固定回流比的动态控制方案(FRCS)。用进料流量、进料组成的扰动对FRCS的动态阶跃响应特性进行模拟验证。模拟结果表明,FRCS对加压塔的两种扰动的抑制效果均很好,对常压塔的抑制扰动的效果稍差一些;当进料流量增加20%时,常压塔塔底产品MeOH纯度由最初的99.50%(w)经10 h波动后降为98.60%(w);进料组成中DMC含量增加20%时,常压塔塔底产品MeOH纯度由99.50%(w)降为99.42%(w)。FRCS基本上可满足加压-常压两塔塔底产品质量的控制要求。

DMC-甲醇-水三元混合物的萃取精馏分离工艺

运用Aspen Plus软件回归文献数据校正了碳酸二甲酯(DMC)-水(H2O)混合物的UNIQUAC热力学模型参数,并以该模型为基础分析了水作为萃取剂萃取精馏分离DMC-甲醇(CH3OH)-水三元混合物的分离原理,结合混合组分的三角相图和物料组成设计了反向萃取精馏工艺,发现选用水为萃取剂可以利用DMC-水的部分互溶特性,通过三塔精馏即可分离DMC-甲醇-水三元混合物,沸点较高的DMC和少量水由塔顶馏出,而沸点较低的甲醇和大部分水由塔底采出,避免了DMC-甲醇二元共沸物的形成。同时,在相同分离要求下设计了变压精馏工艺,通过对两个精馏工艺参数模拟优化,发现萃取精馏工艺的总冷凝负荷和总加热负荷分别为888.7kW和898.2kW,其总能耗较变压精馏工艺节约了47.2%,萃取精馏工艺的年总费用(TAC)比变压精馏工艺下降了48.8%。

酯交换法合成碳酸二甲酯工艺研究

通过酯交换法，以甲醇和碳酸丙烯酯为原料，反应精馏合成碳酸二甲酯，筛选出最佳催化剂，确定了其用量，考察了原料配比等对反应转化率的影响。同时，采用萃取精馏法对甲醇碳酸二甲酯二元恒沸物进行了分离研究，得到了适宜的萃取剂，研究了萃取剂的配比和回流比对分离性能的影响。并考察了催化剂和萃取剂的回收及循环使用对反应和分离性能的影响。对副产品丙二醇的回收及回流比对其纯度的影响也进行了考察。

变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的稳态模拟

碳酸二甲酯与甲醇形成的共沸物是一种难以分离的物系,采用Wilson热力学模型,通过Aspen Plus流程模拟软件对变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的工艺进行稳态模拟优化,优化后的结果为:常压塔(0.1 MPa)实际塔板数为25,进料板位置为5,回流比为1.4;加压塔(1MPa)实际塔板数为34,进料板位置为27,回流比为1.2。优化后碳酸二甲酯与甲醇的回收率均为99.99%。

变压分离碳酸二甲酯-甲醇工艺的经济优化分析

采用Aspen Plus流程模拟软件,以年总运行费用最小为目标函数,对分离碳酸二甲酯-甲醇的加压-常压精馏和常压-加压精馏两种工艺进行经济优化分析。优化结果表明,加压-常压精馏工艺的加压塔和常压塔的总塔板数分别为32块和26块,最优进料塔板分别为第10块和第7块;常压-加压精馏工艺的加压塔和常压塔的总塔板数分别为24块和10块,最优进料塔板分别为第6块和第6块;与加压-常压精馏工艺相比,常压-加压精馏工艺的年总运行费用低25.25%,再沸器总负荷低16.92%,操作费用低17.03%,设备费用低37.54%。