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1、萃取精餾分離異丁醇-乙酸異丁酯共沸物的研究Separationofisobutylalcohol–isobutylacetateazeotropebyextractivedistillation學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程作者姓名：劉浩飛指導(dǎo)教師：崔現(xiàn)寶副教授天津大學(xué)化工學(xué)院2017年5月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文
2、中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要乙酸異丁酯是一種重要的工業(yè)原料，主要用作硝化纖維和漆的溶劑，以及化學(xué)試劑、調(diào)制香料。在酸性催化劑的作用下，乙酸和異丁醇發(fā)生酯化反應(yīng)
3、生成乙酸異丁酯，在此過程中，異丁醇和乙酸異丁酯在101.3kPa時(shí)形成異丁醇摩爾分率為0.875的二元共沸物，用普通精餾很難實(shí)現(xiàn)二者分離。本文選擇二甲基亞砜作為分離此共沸物的萃取劑，并對(duì)連續(xù)萃取精餾分離異丁醇-乙酸異丁酯進(jìn)行了詳細(xì)的研究。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了異丁醇-二甲基亞砜、乙酸異丁酯-二甲基亞砜二元體系和異丁醇-乙酸異丁酯-二甲基亞砜三元體系在101.3kPa下的汽液平衡數(shù)據(jù)，結(jié)果表明二甲基亞砜可以增加乙酸異丁酯對(duì)異丁醇的相對(duì)揮發(fā)度，并且能打破二者共沸，是萃取精餾分離異丁醇-乙酸異丁酯的有效萃取劑。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過了改進(jìn)的Herington和Wisniak熱力學(xué)
4、一致性校驗(yàn)。利用AspenPlusV8.6軟件對(duì)二元實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，得到NRTL，UNIQUAC和Wilson活度系數(shù)模型的二元交互作用參數(shù)，并利用得到的參數(shù)預(yù)測(cè)了二元體系和三元體系的汽液平衡數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠很好地吻合。利用AspenPlus軟件，分析三元物系的殘余曲線和汽液平衡關(guān)系，建立了基本的穩(wěn)態(tài)模擬流程，對(duì)萃取精餾塔和溶劑回收塔的設(shè)備和操作條件進(jìn)行了靈敏度分析。對(duì)萃取精餾塔，分析了萃取劑進(jìn)料位置、溶劑比、萃取劑進(jìn)料溫度、回流比、原料進(jìn)料位置、總塔板數(shù)對(duì)塔頂乙酸異丁酯純度和塔底再沸器熱負(fù)荷的影響；對(duì)溶劑回收塔分析了回流比、進(jìn)料位置、進(jìn)
5、料溫度、總塔板數(shù)對(duì)塔頂異丁醇和塔底再沸器熱負(fù)荷的影響，確定了較優(yōu)的設(shè)備和操作參數(shù)。以年總費(fèi)用（TAC）為優(yōu)化目標(biāo)，建立了穩(wěn)態(tài)流程模擬，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了2種不同的控制方案，結(jié)果表明R/F控制方案能夠較好的控制進(jìn)料組成和流量擾動(dòng)，控制效果優(yōu)于回流比恒定控制方案。關(guān)鍵詞：異丁醇，乙酸異丁酯，二甲基亞砜，汽液平衡，流程模擬，動(dòng)態(tài)控制IIIABSTRACTIsobutylacetateisanimportantindustrialrawmaterial,whichismainlyusedasasolventfornitrocelluloseandpaint,a
6、swellaschemicalreagentsandmodulationspices.Isobutylacetateisproducedbyesterificationofaceticacidwithisobutylalcoholcatalyzedbyacidiccatalyst.However,isobutylalcoholandisobutylacetatecanformaminimumboilingpointazeotrope(isobutylalcohol0.875,molefraction)at101.3kPa,whichcausesdiff
7、icultyforthesubsequentpurificationofisobutylacetatewithconventionaldistillation.Inthispaper,DMSOwasselectedasentrainertoseparateisobutylalcohol+isobutylacetateazeotrope.Astudyontheseparationofisobutylacetate+isobutylacetatebycontinuousextractivedistillationwascarriedout.Inthispa
8、per,theisobaricVLEdataforisobutylalcohol+DMSO,i
