Закономерности процессов разделения смесей органических продуктов с использованием дополнительных веществ

В рамках настоящей работы проведено исследование различных ректификационных процессов с добавлением дополнительного вещества. В среде Aspen Plus подобраны параметры бинарного взаимодействия для адекватного воспроизведения физико-химических свойств компонентов и смесей с относительной ошибкой, не превышающей 5%. Проведённый термодинамико-топологический анализ структуры диаграммы фазового равновесия для многокомпонентных смесей позволил выявить термодинамические ограничения, накладываемые на процесс ректификации. При исследовании модельных смесей были получены следующие результаты: 1) процесс автоэкстрактивной ректификации (АЭР) оказался на 30–37% выгоднее экстрактивной ректификации (ЭР) за счет присутствия разделяющего агента (РА) в исходной смеси, что способствует более широкому применению АЭР для разделения азеотропных систем. 2) Гетероазеотропная ректификация оказалась эффективнее ЭР при разделении водно-органических смесей, содержащих тяжелокипящие компоненты (экономия энергозатрат более 20%). 3) При разделении смесей хлорсодержащих органических продуктов предложена схема экстрактивной ректификации для отделения хлороформа от примесей. 4) Исследованы селективные свойства каждого из компонентов системы метанол-пропилацетат-толуол и показана возможность разделения смесей АЭР со среднекипящим РА – пропилацетатом. 5). Проиллюстрирована зависимость относительной летучести от давления для бинарных и псевдобинарных экстрактивных систем различной физико-химической природы. Выявлено, что при проявлении смешанных отклонений в бинарных и псевдобинарных (в сечении с концентрацией РА тройных смесях) следует ожидать разного влияния на относительную летучесть для разных составов исходных смесей. Для реальных объектов , предложены три новые схемы для полного разделения смеси метанол + вода + метилметакрилат с использованием (авто)экстрактивной ректификации, каждая из которых снижает потери целевого продукта более чем на 15%, разработаны технологические решения для промышленного разделения смесей: применение РА-ацетона в РЭР, РА-бифенила для доочистки фенола от 2-метилбензофурана и схема очистки сточных вод от фенола с использованием экстракции и комплекса ЭР.