摘要:分别利用Aspen Plus模拟软件单级萃取模拟和单级循环汽液平衡釜测定混合二氯甲苯在不同溶剂中的汽液平衡数据,计算2,4-二氯甲苯与其它主要组分间的相对挥发度,并进行结果比较,确定减压萃取精馏的最佳萃取剂。利用Aspen Plus模拟软件对减压萃取精馏过程进行模拟研究,分别考察了理论塔板数、溶剂比、回流比、塔釜出料量和原料进料位置对分离效果的影响,并进行正交试验,在优化条件下,2,4-二氯甲苯的质量含量和收率分别达99.5%和94.0%以上。本文为进行实验研究提供一定的理论基础。
关键词:二氯甲苯;汽液平衡;Aspen Plus;减压萃取精馏;正交试验
1 引言
2,4-二氯甲苯(2,4-Dichlorotoluene)是一种十分重要的精细化工中间体[1],主要用于合成2,4-二氯苯甲醛、2,4-二氯苯甲酸、2,4-二氯苄,广泛用于医药、农药和染料行业中[2],并且它也是一种良好的高沸点有机溶剂[3]。2,4-二氯甲苯的开发和生产曾受对氯甲苯的影响,但目前国内已掌握对氯甲苯的生产技术,从而保证了2,4-二氯甲苯的国产化[4]。随着近几年来氯甲苯下游产品除草剂豆科威、苄草唑、环丙沙星等的开发与发展,2,4-二氯甲苯市场需求量日益增大,具有良好的市场前景[5]。在工业化生产二氯甲苯的过程中,会产生大量的二氯甲苯同分异构体混合物。因此,合理利用资源,开发分离混合二氯甲苯的分离技术十分重要。由于混合二氯甲苯中各组分的沸点接近,采用普通精馏法分离它们十分困难,而萃取精馏法适用于分离小沸点差的混合体系[6]。
本文采用减压萃取精馏法提取混合二氯甲苯中的2,4-二氯甲苯,首先根据萃取剂选择条件,初步确定了乙腈、乙二胺、正丁醇、环丁砜、邻苯二甲酸二丁酯和二苯胺为萃取剂;并且建立单级循环汽液平衡测定装置,测定2,4-二氯甲苯与其他主要组分间的相对挥发度,并与模拟结果进行比较,由此筛选出合适的萃取剂;采用Aspen Plus化工流程模拟软件对分离过程进行减压萃取精馏的模拟计算。
2 萃取剂筛选
根据萃取剂的筛选原则[7],在十二大类的溶剂中选择具有代表性的6种溶剂,通过相平衡数据测定法,确定最合适的萃取剂。选择萃取剂主要以相对挥发度α为
依据,α值越大,说明萃取剂的选择性越好,越有利于
分离过程的进行。
作者:施赛健1,顾正桂1,2*,曹晓艳1