费-托合成混醇萃取精馏模拟研究

石油炼制与化工 ›› 2020, Vol. 51 ›› Issue (11): 103-110.

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费-托合成混醇萃取精馏模拟研究

刘素丽¹,贲国勋²,金政伟¹,汤志刚²,杨自玲¹,郭栋²

1. 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院
2. 清华大学化学工程国家重点联合实验室

收稿日期:2020-04-08 修回日期:2020-05-09 出版日期:2020-11-12 发布日期:2020-11-24
通讯作者: 汤志刚 E-mail:zhg-tang@tsinghua.edu.cn
基金资助:
宁夏回族自治区重点研发计划一般科技项目;2018年度国家能源集团科技创新项目

SIMULATION STUDY ON EXTRACTIVE DISTILLATION OF F-T SYNTHETIC ALCOHOL-WATER MIXTURE

Received:2020-04-08 Revised:2020-05-09 Online:2020-11-12 Published:2020-11-24
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摘要/Abstract

摘要： 对费-托合成煤制油过程副产物混醇的萃取精馏脱水工艺进行模拟研究，向某企业混醇模拟原料中分别添加乙二醇（EG）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）3种溶剂，通过UNIFAC模型评价3种溶剂的萃取精馏脱水效果来选取最佳萃取剂，并应用于模拟混醇料液的相平衡和连续精馏试验。结果表明：EG、DMSO对混醇原料体系的萃取精馏脱水效果明显优于DMF，综合考虑萃取剂的稳定性等因素，选取EG作为混醇原料的最佳脱水萃取剂；采用EG作为萃取剂时，不同溶剂比(萃取剂与混醇的体积比）对模拟混醇料液脱水效果的试验结果和UNIFAC模拟结果吻合较好，随着溶剂比增加，精馏塔塔顶组分中的水含量降低，当溶剂比为3∶1 时，塔顶混醇馏分中水质量分数可降至0.5%以下。

关键词: 费托合成, 煤制油, 混醇, 脱水, 萃取精馏, 乙二醇

Abstract: In this paper, simulation study on extractive distillation of F-T synthesis alcohol-water azeotropic system was carried out. Ethylene glycol (EG), N, N-dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO) were added to the simulated mixed alcohol-water system, respectively. The best extractant was selected by evaluating the extractive distillation dehydration effect of the three solvents by UNIFAC model, and applied to the phase equilibrium and continuous distillation test of simulated mixed alcohol feed. The results showed that the effects of EG and DMSO were better than that of DMF. Considering the stability of the extractant, EG was considered as the best extractant for the dehydration of mixed alcohol-water system. When EG was used as extraction agent, the dehydration effects of different solvent ratios were in good agreement with those of UNIFAC. With the increase of solvent ratio, the water content in material at the top part of the distillation column decreased continuously. When the solvent ratio was 3:1, the water mass fraction at the top part of the distillation column could be reduced to less than 0.5%.

Key words: Fischer-Tropsch synthesis, coal-to-oil, mixed alcohol, dehydration, extractive distillation, ethylene glycol

中图分类号:

刘素丽贲国勋金政伟汤志刚杨自玲郭栋. 费-托合成混醇萃取精馏模拟研究[J]. 石油炼制与化工, 2020, 51(11): 103-110.

参考文献

[1] 马爱华, 云志.费托合成水相副产物中具有共沸组成的低碳混合醇－水体系分离方法的研究进展[J][J].石油学报（石油加工）, 2013, 29(4):738-743 [2]Wahnschafft O.M,Westerberg A WThe product composition regions of azeotropic distillation columns: 2 Separability in tow-feed columns and entrainer selection[J].Industrial & Engineering Chemistry Research, 1993, 31(6):1108-1120 [3] Wahnschaff, O.M, Koehler, J. W, Blass, E, et al. The product composition regions of single-feed azeotropic distillation columns[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 1992, 31(10):2345-2362 [4] 高光英.醇－水体系加盐萃取精馏过程的研究[D]．天津:河北工业大学, 2006． [5] Berg L.Separation of ethanol, isopropanol and water mixtures by extractive distillation[J]. 1998. [6] Berg L.Separation of ethanol from isopropanol by extractive distillation[J]. 1994. [7]Liu F, Zhang C, Huang F.Studies on separation of alcohols and water by extractive distillation[J].Fuel Science and Technology International, 1993, 11(11):1537-1550 [8] 李文秀, 张羽, 曹颖, 等．离子液体用于四氢呋喃-乙醇-水三元共沸物系分离的研究[J].化工学报, 2020, 71(3):. [9]Seiler M, Jork C, Kavarnou A, et al.Separation of azeotropic mixtures using hyperbranched polymers or ionic liquids[J].AICh E Journal, 2004, 50(10):2439-2454 [10]Calvar N, González B, Gómez E, et al.Study of the behavior of the azeotropic mixture ethanol-water with imidazolium-based ionic liquids[J].Fluid Phase Equilibria, 2007, 259(1):51-56 [11]Simoni L D, Ficke L E, Lambert C A, et al.Measurement and prediction of vapor-liquid equilibrium of aqueous 1-ethyl-3-methylimidazolium-based ionic liquid systems[J].Industrial and Engineering Chemistry Research, 2010, 49(8):3893-3901 [12] 王祥祥，韩东敏，张倩，郭莉莉，王硕.低共熔溶剂萃取精馏分离乙醇－水共沸物的研究[J].现代化工, 2019, 39(3):223-226 [13] 林毅, 曹晓艳, 顾正桂.从THF、乙醇和水混合液中提取THF和乙醇的研究[J].化工时刊, 2018, 32(5):1-5 [14]Zhao Y, Zhao T, Jia H, et al.Optimization of the composition of mixed entrainer for economic extractive distillation process in view of the separation of tetrahydrofuranethanolwater ternary azeotrope[J].Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 2017, 92(9):2433-2444 [15] 屈飞.合成水处理工艺优化[J].石化技术, 2019, 42(9):62-63 [16]汪旭, 蒋晓伟.精馏－渗透汽化联合工艺在费托合成水回收醇类产品中的应用[J].化工设计, 2019, Vol29(3):3-7 [17]魏静, 解新安, 丁年平, 等.基团贡献法研究及应用进展[J].当代化工, 2008, 37(6):659-65 [18]常海玉, 田森林, 李英杰, 孙暠, 李金亮.修正模型预测二元溶液气液平衡活度系数的计算软件设计[J].计算机与应用化学, 2017, 34(6):441-446 [19]唐晓东, 袁娇阳, 李晶晶, 等.萃取精馏溶剂的研究应用进展[J].现代化工, 2013, 33(12):31-35 [20] 方静，轩碧涵，李晓春，李春利.萃取精馏复合溶剂的复配选择[J].化工学报, 2017, 68(11):4186-4200 [21] 程能林.《溶剂手册》(5ed). 2017, 北京化学工业出版社. [22] 刘光启, 马连湘, 刘杰.《化学化工物性数据手册》：有机卷（增订版）2013, 北京化学工业出版社. [23] Hansen H K，Rasmussen P，Fredenslund A，et al.Vapor-liquid equilibria by UNIFAC group contribution．5．Ｒevision and extension[J].Industrial & Engineering Chemistry Research, 1992, 31(10):2352-2355 [24]任冉冉, 耿春宇, 高琳, 等.费托合成水相关二元体系热力学模型评价[J].化学工程, 2016, 44(11):30-35 [25] 朱静.气相色谱法测定煤基费-托合成混醇中的含氧化合物[J].检验检疫学刊, 2019, 29(5):23-28

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[2]	吴启铭王振徐文武辛蕾蕾崔培哲. 绿色节能的萃取精馏工艺设计与强化[J]. 石油炼制与化工, 2024, 55(2): 128-134.
[3]	戚亚明丁陈玉王良胜卜魁勇罗新占李琴琴. 以污泥为原料的新型陶粒材料制备及用于原油脱水的性能研究[J]. 石油炼制与化工, 2023, 54(8): 83-88.
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[5]	刘明星王乃鑫赵溪溪刘泽龙孙岩峰李猛. 固相萃取-气相色谱-质谱法测定费-托合成油中间馏分的烃类组成及碳数分布[J]. 石油炼制与化工, 2022, 53(6): 108-115.
[6]	柴鲁宁师楠温福山刘东. 高分子改性对中间相沥青微观结构及炭纤维力学性能的影响[J]. 石油炼制与化工, 2022, 53(6): 76-83.
[7]	杨加义赵用明王峰卜亿峰门卓武. 费-托合成催化剂CNFT-1的工业试验[J]. 石油炼制与化工, 2021, 52(4): 27-32.
[8]	陈虎剑孟志飞冯世荣蔡楚岳郑科旺李伟覃彩芹. 壳聚糖聚乙二醇钠材料的制备及其对变压器油的脱硫研究[J]. 石油炼制与化工, 2021, 52(4): 70-76.
[9]	毛纪昕胡建强郭力. 65号航空冷却液的泡沫倾向性研究[J]. 石油炼制与化工, 2020, 51(5): 67-72.
[10]	段宝轩李诗浩王洪海李春利卢一凡. 聚合物涂覆的酶催化酯交换反应研究[J]. 石油炼制与化工, 2020, 51(5): 31-36.
[11]	段红玲商雁超王延臻宋春敏张安姜玉婷. 费-托合成油加氢脱氧催化剂研究[J]. 石油炼制与化工, 2020, 51(11): 27-34.
[12]	卢衍波何庆生范景福. A/O流化床生物膜反应器处理煤制乙二醇污水工业应用研究[J]. 石油炼制与化工, 2020, 51(10): 112-117.
[13]	孙鲁滨张振忠赵芳霞武黎明. 超细蛇纹石粉的制备及其对水-乙二醇液压液摩擦学性能的影响[J]. 石油炼制与化工, 2019, 50(9): 86-90.
[14]	金平杨秀娜阮宗琳杨强. 煤焦油原料脱水除盐过程研究及动力学模型验证[J]. 石油炼制与化工, 2019, 50(2): 95-100.
[15]	辛丁业冯忠伟梁顺安晓杰. 柴油加氢改质装置柴油雾浊原因分析及解决方法[J]. 石油炼制与化工, 2019, 50(12): 21-26.