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复合溶剂间歇萃取精馏乙醇-水的研究

化学工程 2011年第10期39卷 29-33页

作者：李春利孙晶晶吕建华李玉杰靳红星龙梅河北工业大学化学工程研究所天津300130 天津普莱化工技术有限公司天津300384 中国石油西南油气田公司四川南充637000

采用N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜及其组成的复合溶剂为萃取剂,在间歇萃取精馏实验装置上研究了乙醇-水共沸体系的分离过程。实验考察了溶剂种类、溶剂流率、回流比等因素对分离效果的影响。实验结果表明:复合溶剂的最佳配比为7∶3(二... 详细信息

采用N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜及其组成的复合溶剂为萃取剂,在间歇萃取精馏实验装置上研究了乙醇-水共沸体系的分离过程。实验考察了溶剂种类、溶剂流率、回流比等因素对分离效果的影响。实验结果表明:复合溶剂的最佳配比为7∶3(二甲基亚砜与N,N-二甲基甲酰胺质量比);随着溶剂流率与回流比的增大,复合溶剂分离效果增强;在最佳配比下,当回流比为2,溶剂流率为15 mL/min时,乙醇的质量分数可达99.14%,比单一溶剂N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜分别提高了3.29%和1.71%,且单位产品溶剂消耗最低为1.58 mL/mL,此时复合溶剂间歇萃取精馏乙醇-水的综合效果最好。

关键词：间歇萃取精馏复合溶剂乙醇-水 N,N-二甲基甲酰胺二甲基亚砜

乙醇-水蒸煮液中降解糖和木素对体系酸度的影响规律研究

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乙醇-水蒸煮液中降解糖和木素对体系酸度的影响规律研究

作者：张玉杰大连工业大学

学位级别：硕士

乙醇-水法制浆作为一种相对清洁的化学制浆方法近几年被广泛关注。在乙醇-水法抽提过程中纤维细胞的初生壁被破坏,在较强烈的蒸煮反应情况下,也有一部分木素从纤维的次生壁中被溶出,其他碳水化合物、树脂、无机盐类等组分也被部分除去,... 详细信息

乙醇-水法制浆作为一种相对清洁的化学制浆方法近几年被广泛关注。在乙醇-水法抽提过程中纤维细胞的初生壁被破坏,在较强烈的蒸煮反应情况下,也有一部分木素从纤维的次生壁中被溶出,其他碳水化合物、树脂、无机盐类等组分也被部分除去,因而所制得的纸浆,通常纤维素含量较高。这种制浆过程中原料自身水解释放的酸对制浆产生催化作用,也就是起催化作用的酸不是外加的,而是制浆过程中原料自身水解产生的。因此,抽提过程中生成的有机酸进入抽提液中,为体系提供酸度,对纤维原料中木素碎解成浆起促进作用。但是,在以往的研究中发现,随着乙醇-水抽提液的温度的变化,溶液的p H值发生较大的变化,所以有机酸含量发生了变化,影响原料中木素的溶出,最后必然影响成浆的能耗。目前,乙醇-水溶剂抽提过程中溶出木素对于生成的有机酸的影响规律鲜有研究,本研究针对芦苇乙醇-水抽提液的特点,探究了木素和降解糖(本文以葡萄糖为例)对处理的乙醇-水抽提液酸度的变化规律。首先,对芦苇乙醇-水抽提液的馏分p H值进行了研究。随着温度的降低,馏分溶液的p H值明显升高;在馏分中溶解乙醇木素后,溶液的pH值对作用时间不敏感;随着溶解乙醇木素浓度的增加,乙醇木素对馏分溶液[H]的电离抑制作用越明显;在馏分中溶解葡萄糖后,当温度升高到60℃以上葡萄糖对[H]都有抑制作用,随着葡萄糖加入量的增加,抑制作用有所提升,但是并不是葡萄糖浓度越高越好,当葡萄糖加入量达到0.05g时,抑制作用明显大大降低了。并对于特征温度进行红外分析,探究氢键的强弱。其次,对葡萄糖和乙醇木素混合对芦苇乙醇-水抽提液的馏分的p H值进行了研究。结果表明在较低和较高温度时,葡萄糖的抑制作用增强,高温时,乙醇木素浓度的增加也会增大对[H]的抑制作用,葡萄糖是在超过60℃时对[H]有抑制作用,加乙醇木素后,在70℃以后出现抑制作用,而在中间温度葡萄糖和木素的抑制作用都减弱了。根据木素化学结构官能团的分析,猜想是其官能团中的C=O会和馏分中有机酸的H形成氢键,抑制了[H]的释放。所以采用含有这种醌式结构的蒽醌作为模型物,并对比蒽醌和乙醇木素对馏分溶液p H值的影响。由于蒽醌的加入,溶液p H值整体升高,说明蒽醌对[H]具有很强的抑制作用,并且浓度越高抑制作用越强。对比加入乙醇木素的情况,比乙醇木素对[H]的抑制作用更强。再次,对芦苇乙醇-水抽提液本身进行了酸度研究。随着抽提液温度的降低,溶液p H值也明显升高。并对于特征温度进行红外分析,探究氢键的强弱。最后,对芦苇乙醇-水抽提液的馏分的p H值变化进行了验证实验。将没有醌式结构的苯酚溶解于馏分溶液中,pH值变化不明显,刚好验证了实验。

关键词：乙醇-水芦苇有机酸抑制作用乙醇木素

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白酒中乙醇-水缔合作用的研究进展

酿酒科技 2014年第3期 77-80页

作者：乔华张生万王浩江卫建琮孙体健山西医科大学山西太原030001 山西大学生命科学学院山西太原030006

乙醇与水易形成氢键,氢键的存在对酒体口感起着重要的作用。综述了乙醇-水分子间氢键的研究进展及乙醇浓度、贮存时间和白酒中的微量成分对其中乙醇-水缔合作用的影响。

关键词：白酒氢键乙醇-水研究进展

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超重力减压精馏分离乙醇—水的实验研究

超重力减压精馏分离乙醇—水的实验研究

作者：宋子彬中北大学

学位级别：硕士

无水乙醇是重要的有机化工原料，广泛应用于食品、医药、化工及航空等行业，而在实际生产过程中常压精馏操作并不能直接分离得到无水乙醇产品，所以需要应用特殊的精馏手段将其分离开，减压精馏法可以避免共沸精馏和萃取精馏中加入第三... 详细信息

无水乙醇是重要的有机化工原料，广泛应用于食品、医药、化工及航空等行业，而在实际生产过程中常压精馏操作并不能直接分离得到无水乙醇产品，所以需要应用特殊的精馏手段将其分离开，减压精馏法可以避免共沸精馏和萃取精馏中加入第三组分的操作直接分离得到产品。本文将具备过程强化能力的超重力技术应用于减压精馏操作进而探讨该技术对乙醇-水的分离效果。文中采用填装了波纹丝网填料的单级旋转填料床建立了超重力减压精馏的间歇全回流操作工艺。首先在确定了稳态的操作方案基础上，考察了塔釜加热温度100～150℃、进料乙醇浓度50～95wt%、操作压力101.325～11.325kPa和超重力因子20.9024～130.6397对乙醇-水体系分离效果的影响。通过因素-水平实验，得出分离效果最优时相应操作条件是xd=90wt%，Tw=100～110℃，β=64.0135～83.6094。在各操作压力下时，分离接近共沸组成的原料虽不能改变各压力下的共沸组成，可以达到非常逼近共沸组成的效果。结合实验结果与理论分析可以证明，增加超重机的填料高度可以继续提高分离效果最终得到无水乙醇产品。实验数据处理过程需要用到各压力下的相平衡数据，因而借用Aspen Plus软件选用NRTL法计算乙醇-水体系在不同压力下的相平衡数据。选用Herington半经验公式对计算结果热力学一致性进行了验证，确保了计算结果的准确性，利用二元物性分析功能绘制该体系的相图，得出了不同压力下的该体系的气液组成关系及与相对挥发度的关系，进而计算得出各组实验对应的设备的传质参数，超重力减压精馏设备均能保持稳定的传质优势，其理论等板高度为8.0～40.0mm。最后，选取在压力P=11.325kPa时超重力减压精馏对90wt%5wt%的原料的分离实验，设定相同的操作参数，通过Aspen流程模拟建立与之相对应的传统填料塔流程。就分离效果而言超重力精馏设备优于传统填料塔，同时保持了较高的传质效果，传质单元高度为传统填料塔的1/4～1/7。综合研究结果可以发现，超重力减压精馏技术分离乙醇-水二元共沸物系具有一定的适用性，该技术具有提高操作安全性，起到明显过程强化作用和一定节能目的的优点。

关键词：超重力减压精馏乙醇-水共沸

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超重力加盐精馏分离乙醇—水的实验研究

超重力加盐精馏分离乙醇—水的实验研究

作者：李道明中北大学

学位级别：硕士

共沸物系的分离是精馏单元操作重要的研究方向。由于共沸点“瓶颈”的存在,普通精馏方法使用受到了制约,必须考虑特殊的精馏手段。加盐精馏通过加入适当得盐,打破原体系的汽液平衡,实现分离得到高浓度组分的目的。乙醇-水物系是典型的... 详细信息

共沸物系的分离是精馏单元操作重要的研究方向。由于共沸点“瓶颈”的存在,普通精馏方法使用受到了制约,必须考虑特殊的精馏手段。加盐精馏通过加入适当得盐,打破原体系的汽液平衡,实现分离得到高浓度组分的目的。乙醇-水物系是典型的共沸物系,而且在现今环保低能耗的背景下,高浓度的乙醇应用于清洁燃料具有良好的前景。本文正是研究能将过程强化的超重力技术应用于加盐精馏,分离乙醇-水物系探讨其分离效果及传质性能。本研究搭建了适用于连续加盐精馏的工艺多级超重力设备,分别填装星型填料和丝网填料。在稳定操作基础上,不加盐和加盐(溶盐量5-25g/L)条件下,考察了超重力因子20.9～130.6、进料乙醇浓度15-45wt%、进料流量20～45L/h、回流比1.0～4.0对乙醇-水体系分离效果的影响。实验结果表明,对于低纯度(15-45wt%)的原料液,溶盐的效果主要体现在：产品的质量浓度提高,以及传质效果的提升和回收率的提高。而前者的提高程度受到恒沸点的制约,提升效果有限,回收率的提高效果则较为显著。在原料液浓度较低时,高效旋转精馏床虽未打破其共沸点,但分离效果得到了一定的提高(94.88wt%),接近了恒沸组成。对于分离效果：随超重力因子和原料液流量先增加后减小;随回流比、溶盐量和原料液浓度的增加而提升。各因素对塔顶产品质量浓度影响程度由大到小依次为：原料液浓度、进料流量、溶盐量、回流比、超重力因子;对于传质效果：随着超重力因子、原料液流量和回流比的增大,理论塔板数NTP先增加后减小;随溶盐量、原料液浓度的增加而提升。各因素对理论塔板数NTP影响程度由大到小依次为：进料流量、原料液浓度、溶盐量、超重力因子、回流比。通过提高原料液浓度和溶盐量研究打破乙醇-水的恒沸点的实验条件。当原料液浓度≥93.0%时,其它实验条件设定为：超重力因子83.6、回流比3.5、进料流量10L/h、溶盐量20g/L,产品质量浓度超过了常压不加盐时乙醇-水物系的恒沸组成(95.6%);其它实验条件一定时,原料液质量浓度92.0%时,溶盐量为30g/L便突破恒沸点。在应用研究方面,对果胶生产过程中的乙醇溶剂进行回收,在最佳操作条件下,分离效果好(93.6%),分离成本低(盐回收利用,0.45元/L),回收率得到了提高。综合研究结果可以发现,超重力萃取精馏的传质单元高度为9.3～36.1mm,可见利用超重力技术进行加盐精馏确实提升了传质性能。对于乙醇-水体系,超重力加盐精馏技术操作可行安全,且传质性能和分离效果得到了提升。

关键词：超重力加盐精馏乙醇-水共沸

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乙醇-水-复合溶剂体系汽液平衡

南京工业大学学报（自然科学版） 2004年第5期26卷 42-46,86页

作者：鲍静张雅明张蕾南京工业大学化学化工学院江苏南京210009

用改进的Othmer汽液平衡釜测定了101 3kPa下乙醇-水-复合溶剂6个体系在不同溶剂比下的汽液平衡数据,6种复合溶剂为:乙二醇+氯化锂,乙二醇+氯化钙,乙二醇+醋酸钾,乙二醇+氯化锂+氢氧化钾,乙二醇+氯化钙+氢氧化钾,乙二醇+醋酸钾+氢氧化钾... 详细信息

用改进的Othmer汽液平衡釜测定了101 3kPa下乙醇-水-复合溶剂6个体系在不同溶剂比下的汽液平衡数据,6种复合溶剂为:乙二醇+氯化锂,乙二醇+氯化钙,乙二醇+醋酸钾,乙二醇+氯化锂+氢氧化钾,乙二醇+氯化钙+氢氧化钾,乙二醇+醋酸钾+氢氧化钾。并用Wilson模型和NRTL模型对实验数据进行了关联,结果良好,大部分体系汽相组成平均偏差小于0 02,泡点温度平均偏差小于1K。

关键词：复合溶剂乙二醇醋酸钾乙醇-水汽液平衡氢氧化钾并用汽相组成平均偏差实验数据

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乙醇-水共沸物系新型分离工艺研究进展

西安工程大学学报 2015年第1期29卷 43-51页

作者：朱炜刘斌司倩马涛涛蔡信彬樊增禄西安工程大学环境与化学工程学院陕西西安710048 西安工程大学纺织与材料学院陕西西安710048

无水乙醇是重要的化工原料和溶剂,作为一种可再生生物燃料,被认为是燃料汽油的清洁替代品.本文介绍了乙醇-水物系分离方法的原理和工艺,包括精馏、膜分离、吸附和其他方法.重点对加离子液体萃取精馏,渗透汽化和生物质吸附3种新型分离工... 详细信息

无水乙醇是重要的化工原料和溶剂,作为一种可再生生物燃料,被认为是燃料汽油的清洁替代品.本文介绍了乙醇-水物系分离方法的原理和工艺,包括精馏、膜分离、吸附和其他方法.重点对加离子液体萃取精馏,渗透汽化和生物质吸附3种新型分离工艺的研究进行综述,并对各种工艺进行比较.最后,展望了无水乙醇制备的研究方向.

关键词：乙醇-水离子液体萃取精馏渗透气化生物质吸附

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筛板塔中乙醇-水精馏板效率的研究

大连民族大学学报 2018年第5期20卷 390-395页

作者：齐济王欢大连民族大学生命科学学院辽宁大连116605

利用筛板塔对乙醇-水系统进行精馏实验。在室温冷进料、回流比为6:1,进料乙醇体积分数为35%～60%的条件下,改变进料板N位置(N=8,12,14),采集塔顶、塔底和进料的酒度计和温度计读数;对数据进行换算与处理,计算出精馏段操作线和进料方程,... 详细信息

利用筛板塔对乙醇-水系统进行精馏实验。在室温冷进料、回流比为6:1,进料乙醇体积分数为35%～60%的条件下,改变进料板N位置(N=8,12,14),采集塔顶、塔底和进料的酒度计和温度计读数;对数据进行换算与处理,计算出精馏段操作线和进料方程,绘出进料线和精馏段操作线,绘出提馏段操作线和平衡线,利用计算和拟合方法绘出有效平衡线,在平衡线与操作线之间绘出理论板数,在有效平衡线与操作线之间绘出实际板数;计算并分析全塔和分段塔板效率。结果表明:第8块板进料时,精馏段板效率最高;第12块板进料时,全塔效率最高。有效平衡线的引入,使板效率分析清晰,为实际应用提供了实验数据和理论分析方法。

关键词：乙醇-水筛板塔板效率

一个反应-三相恒沸精馏系统的模拟研究——(Ⅰ)醋酸-乙醇-水-醋酸乙酯四元体系的热力学模型和计算

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化工学报 1987年第2期 212-219页

作者：经文魁杨友麒化工部计算中心

本文提供醋酸—乙醇—水—醋酸乙酯四元体系的热力学模型和计算方法,为带反应器的恒沸精馏计算所需的相平衡和热量平衡计算提供方法和依据.该四元体系的液相具有强极性,在一定温度下分层;气相存在醋酸分子缔合.除醋酸外的其它三组分间... 详细信息

本文提供醋酸—乙醇—水—醋酸乙酯四元体系的热力学模型和计算方法,为带反应器的恒沸精馏计算所需的相平衡和热量平衡计算提供方法和依据.该四元体系的液相具有强极性,在一定温度下分层;气相存在醋酸分子缔合.除醋酸外的其它三组分间存在三元或二元共沸物.计算模型考虑到这些特点.ASOG模型用于计算活度系数,并与UNIFAC模型作了比较.用经验方法处理醋酸分子在气相中的缔合.热力学性质的计算结果与实验数据(共150组)在合理的误差范围内吻台.本文的模型和方法用于带反应器的精馏塔计算时可拟合实际生产数据.

关键词：四元体系相平衡热力学平衡醋酸乙酯活度系数强子反应模型乙醇-水反应