制藥行業(yè)中溶劑回收技術(shù)開發(fā)及應用案例 南京工業(yè)大學 管國峰

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1、NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 制 藥 行 業(yè) 中 溶 媒 回 收 技 術(shù)開 發(fā) 及 應 用 案 例南 京 工 業(yè) 大 學化 工 過 程 強 化 技 術(shù) 研 究 所管 國 鋒E-mail: Tel:135051951962012-6-162012年 精 細 化 工 精 餾 技 術(shù) 應 用 論 壇 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY O

2、F TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行南 京 工 業(yè) 大 學 簡 介 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行南 京 工 業(yè) 大 學南 京 建 筑 工 程 學 院 南 京 化 工 大 學同 濟 高 專 南 京 工 學 院 化 工 系南 京 大 學 化 工 系中 央 大 學 化 工 系 金 陵 大 學 化 工 系百 年 辦 學 歷 史江 蘇 省 重 點 建 設 的 省 屬 高 校 NANJING UNIVERSITY OF T

3、ECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行南 京 工 業(yè) 大 學 是 一 所 教 學 與 研 究 并 重 的 工 業(yè) 大 學 自 力 更 生 ， 集 約 發(fā) 展 ， 產(chǎn) 學 研 合 作 ， 大 力 開 展 工 程 研 究及 應 用 研 究 。 學 科 特 色 ： 化 工 、 材 料 、 生 物 化 工 、 建 筑 、 過 程 機 械 3億資 產(chǎn)40億 300畝校 園 面 積 4000畝 8.8萬 m2 建 筑 面 積120萬 m2 300人研 究 生5000人 3000人 本 科 生250

4、00人1996年2012年 實 力 增 加學 科 推 進財 政 良 好 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行化 工 過 程 強 化 技 術(shù) 研 究 所簡 介 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行研究所簡介 南 京 工 業(yè) 大 學 化 工 過 程 強 化 技 術(shù) 研 究 所 成 立 于

5、 2002年 10月 ， 主 要 從 事 生 產(chǎn) 過 程 和 設 備 強 化 等 研 究 工 作 。 研 究 所 以管 國 鋒 教 授 為 學 術(shù) 帶 頭 人 ， 擁 有 一 支 較 高 水 平 的 科 研 隊 伍 。 本 所 先 后 承 擔 了 國 家 科 技 支 撐 計 劃 、 國 家 自 然 科 學 基 金 、中 石 化 總 公 司 、 江 蘇 省 科 技 廳 、 江 蘇 省 環(huán) 保 廳 、 江 蘇 省 教 育 廳等 項 目 二 十 多 項 ， 在 Journal of Physical Chemistry C、 Industrial & Engineering Chemistry Re

6、search、 Journal of Molecular Catalysis A: Chemical、 Catalysis Communications、 Fluid Phase Equilibria、 化 工 學 報 、 高 等 學 校 化 學 學 報 、 物 理化 學 學 報 、 高 校 化 學 工 程 學 報 等 國 內(nèi) 外 重 要 學 術(shù) 期 刊 上 發(fā) 表 學 術(shù) 論 文 一 百 余 篇 ， 申 請 專 利 三 十 多 項 ， 在 化 工 過 程 的 技 術(shù) 強 化等 領(lǐng) 域 的 研 究 達 到 了 較 高 水 準 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

7、 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行研究方向研 究 方 向1、 化 工 過程 耦 合 強 化技 術(shù) 開 發(fā) 2、 基 于 離 子 液 體 的綠 色 化 工 技 術(shù) 開 發(fā) 3、 基 于 多 尺 度 方 法的 規(guī) 整 結(jié) 構(gòu) 催 化 劑 制 備 與 功 能 強 化 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行化工過程耦合強化技術(shù)開發(fā) 理 論 復 雜 體 系

8、 的 相 平 衡 和動 力 學耦 合 分 離 強 化 技 術(shù) 的工 藝 及 機 理開 發(fā) 和 優(yōu) 化 耦 合 分 離強 化 過 程分 離 過 程 和 設 備 優(yōu) 化設 計 中 的 技 術(shù) 難 點非 平 衡 級 模 型 、 計 算機 輔 助 過 程 設 計手段分 子 熱 力 學統(tǒng) 計 熱 力 學溶 液 理 論量 子 化 學模 擬 優(yōu) 化 分 子 設 計 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行研究方向絡 合 萃 取 化 工 過 程耦 合 強 化

9、技 術(shù) 開 發(fā)特 殊 精 餾 結(jié) 晶集 成 分 離 技 術(shù) 熱 力 學 平 衡 研 究過 程 模 擬 與 優(yōu) 化 計 算 機 輔 助 分 子 設 計 溶 解 度 測 定 與 研 究 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行專利n 管 國 鋒 , 邢 建 良 , 萬 輝 , 王 振 新 , 周 杰 , 李 維 新 . 一 種 回 收 芳 香 族 羧 酸生 產(chǎn) 過 程 中 原 料 、 溶 劑 和 副 產(chǎn) 物 的 方 法 , 授 權(quán) 專 利 號 ：

10、ZL200510038560.7n 管 國 鋒 , 萬 輝 .一 種 醋 酸 甲 酯 催 化 精 餾 水 解 工 藝 . 授 權(quán) 專 利 號 ： ZL200710191007.6 n 管 國 鋒 , 王 振 新 , 李 維 新 , 萬 輝 , 王 建 平 , 殷 繼 勇 . 一 種 芳 香 羧 酸 生 產(chǎn) 中母 固 水 的 回 收 方 法 , 授 權(quán) 專 利 號 ： ZL200410041380.X n 管 國 鋒 , 萬 輝 , 潘 遠 波 , 韓 明 娟 . 一 種 精 對 苯 二 甲 酸 生 產(chǎn) 中 副 產(chǎn) 物 醋 酸甲 酯 催 化 水 解 工 藝 .授 權(quán) 專 利 號 ： ZL2010

11、10503506.6n 管 國 鋒 , 萬 輝 , 陳 越 峰 .一 種 芳 香 族 羧 酸 生 產(chǎn) 廢 水 的 回 用 工 藝 .授 權(quán) 專利 號 ： ZL201010132112.4n 管 國 鋒 , 萬 輝 , 付 振 武 , 韓 明 娟 . 一 種 甲 酸 甲 酯 水 解 制 甲 酸 的 工 藝 . 公開 號 ： CN101481304 n 管 國 鋒 , 萬 輝 , 白 新 偉 .一 種 處 理 芳 香 羧 酸 生 產(chǎn) 中 溶 劑 及 副 產(chǎn) 物 的 方 法 . 公 開 號 ： CN101792386A NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學

12、 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行制 藥 行 業(yè) 中 溶 媒 回 收 技 術(shù)開 發(fā) 及 應 用 案 例 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義當 前 醫(yī) 藥 消 費 能 力l 巨 大 市 場 潛 力l 2010年 中 國 醫(yī) 藥 市 場 總 值 245億 美 元l 3年 后 預 計 可 達 到 700億 美 元 NANJING

13、UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義醫(yī) 藥 產(chǎn) 出 量 全 球 排 位 預 測七 大 新 興 市 場 （ 巴 西 、 俄 羅 斯 、 印 度 、 土 耳 其 、 墨 西 哥 、 韓 國 、 中 國 ）2012年 ， 新 興 市 場 產(chǎn) 值 將 達 1200億 美 元2025年 ， 中 國 和 印 度 將 占 全 球 醫(yī) 藥 產(chǎn) 品 實 際 產(chǎn) 出 的 50% NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOG

14、Y 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義 溶 媒 殘 液 1、 2中 間 體 /藥生 產(chǎn) 車 間原 料 A、 B溶 媒 1、 2有 大 量 的 溶 媒 殘 液 需 要 回 收 ！ NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義n 成 分 復 雜 ， 種 類 繁 多n 組 分 間 形 成 恒

15、沸 物 ， 不 能 用 普 通 精 餾 分 離n 有 些 溶 媒 排 放 批 量 小待 處 理 溶 媒 的 性 質(zhì)不 同 的 溶 媒 回 收 需 開 發(fā) 針 對 性 的 工 藝 ！ ！ NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義強 制 執(zhí) 行 的 制 藥 行 業(yè) 水 污 染 排 放 標 準 要 求 ， 提 高 了 生 產(chǎn) 企 業(yè) 的 生 存 門 檻 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOG

16、Y 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義優(yōu) 化 工 藝 過 程 ， 最 有 效 途 徑 是回 收 溶 媒 ， 循 環(huán) 使 用 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行一 . 溶 媒 回 收 的 意 義n 降 低 成 本 ， 提 高 經(jīng) 濟 效 益n 減 少 環(huán) 境 污 染n 推 動 制 藥 行 業(yè) 的 可 持 續(xù) 發(fā)

17、展 ， 提 高 國 際 競 爭 力 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行二 . 溶 媒 回 收 技 術(shù) 的 開 發(fā)n 熱 力 學 基 礎 數(shù) 據(jù) 的 測 定 與 關(guān) 聯(lián)n 溶 媒 回 收 技 術(shù) 的 應 用 案 例 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行1. 熱力學基礎數(shù)據(jù)的測定與關(guān)聯(lián)

18、 直 接 測 定 分 析 法 ： 流 動 法 、 蒸 餾 法 、 循 環(huán) 法 、 靜 態(tài)法 、 擬 靜 態(tài) 沸 點 計 法 間 接 測 定 分 析 法 ： 模 型 法 、 泡 露 點 法 汽 液 平 衡 數(shù) 據(jù) 的 測 定 方 法循 環(huán) 法 可 分 為 ： 汽 相 冷 凝 單 循 環(huán) 法 常 規(guī) 汽 相 單 循 環(huán) 法 汽 、 液 相 冷 凝 雙 循 環(huán) 法 汽 、 液 相 雙 循 環(huán) 法優(yōu) 點 ： 平 衡 時 間 短 ，分 離 效 果 佳 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNO

19、LOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 改 進 型 Rose釜1. 熱力學基礎數(shù)據(jù)的測定與關(guān)聯(lián)Othmer釜 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 1.真 空 泵 2.干 燥 劑 3.水 銀 壓 差 計 4.恒 壓 罐 5.電 磁 閥 6.鹽 水 壓 差 計 7.電 磁 繼 電 器 8.干 燥 劑 1. 熱力學基礎數(shù)據(jù)的測定與關(guān)聯(lián)恒 壓 裝 置 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤

20、 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行汽 液 相 平 衡 的 判 據(jù) . ( 1,2,., ) i i if f f i N 熱 力 學 第 二 定 律 為 依 據(jù) ， ,( ) 0T pdG 汽 液 相 平 衡 的 計 算 方 法 狀 態(tài) 方 程 法 活 度 系 數(shù) 法 立 方 型 狀 態(tài) 方 程 多 參 數(shù) 狀 態(tài) 方 程 Wohl型 方 程 局 部 組 成 型 方 程 基 團 貢 獻 型 方 程 可 用 二 元 參 數(shù)推 算 多 元 數(shù) 據(jù)汽 液 相 平 衡 的 計 算 方 法包 括 ： Wilson模 型 、 NRTL模

21、型 、 UNIQUAC模 型 等1. 熱力學基礎數(shù)據(jù)的測定與關(guān)聯(lián) NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行1. 熱力學基礎數(shù)據(jù)的測定與關(guān)聯(lián)ln / ( )sip A B T C siP實 測 T、 P、 x、 y si i i iy p x p expcal2 6exp1 ( ) 10N i icaliF N ijg jig 編 程 思 路 (以 NRTL模 型 為 例 ): 精 餾 模 擬 計 算 所 需 重 要 參 數(shù)數(shù) 據(jù) 的 關(guān) 聯(lián)T

22、Antoine常 數(shù)A、 B、 C 飽 和 蒸 汽 壓 相 平 衡 方 程目 標 函 數(shù)多 組 分 體 系 NRTL模 型 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉

23、 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行

24、 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行2. 溶 媒 回 收 技 術(shù) 的 開 發(fā)根 據(jù) 不 同 性 質(zhì) 的 溶 媒 回 收 ， 本 研 究 所 開 發(fā)

25、 了 不 同的 回 收 工 藝 ：n 間 歇 精 餾 工 藝n 連 續(xù) 精 餾 工 藝n 萃 取 精 餾 工 藝n 共 沸 精 餾 工 藝 n 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(1) 間 歇 精 餾 工 藝n 某 公 司 在 生 產(chǎn) 某 藥 物 中 間 體 過 程 中 ， 會 產(chǎn) 生 醋 酸 -醋 酐 、 氯 化 亞 砜 -二 氯 甲 烷 、 二 氯 甲 烷 -正 庚 烷 、甲 醇 -水 廢 液 。n

26、 排 放 量 較 小 ， 約 為 100-200kg/h， 且 時 有 間 斷n 體 系 沸 點 相 差 較 大 ， 且 不 形 成 共 沸 物采 用 間 歇 普 通 精 餾 工 藝 ！ NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(1) 間 歇 精 餾 工 藝 FEED METHANOL WATER B1塔 頂 甲 醇 質(zhì) 量 濃 度 隨 時 間 的 變 化 0 5 10 15 20 250.00.20.4 0.60.81.0 質(zhì)量濃度 塔 板

27、 數(shù) 甲 醇 水甲 醇 、 水 沿 塔 液 相 濃 度 分 布0 1 2 3 4 5 6 7 80.00.20.40.60.81.0 塔頂甲醇質(zhì)量濃度 時 間 /h根 據(jù) 模 擬 優(yōu) 化 計 算 結(jié) 果 和 實 驗 研 究 相 結(jié) 合 來 進 行 塔 的 設 計 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(2) 連 續(xù) 精 餾 工 藝n 某 制 藥 企 業(yè) 在 生 產(chǎn) 過 程 中 , 排 放 出 丙 酮 廢 水約 3000 kg/h, 丙 酮

28、質(zhì) 量 濃 度 在 80%， 其 余主 要 是 水 。n 回 收 精 制 后 的 丙 酮 質(zhì) 量 濃 度 99.5 %， 塔 釜排 放 殘 液 丙 酮 質(zhì) 量 濃 度 0.05 %。n 丙 酮 與 水 不 形 成 共 沸 物 ， 且 處 理 量 較 大 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(2) 連 續(xù) 精 餾 工 藝 0 5 10 15 20 25 30 35 400.00.2 0.40.60.8 1.0 質(zhì)量濃度 塔 板 數(shù) 水

29、丙 酮丙 酮 、 水 沿 塔 液 相 濃 度 分 布 0 5 10 15 20 25 30 35 405060 708090 100 溫度/ 塔 板 數(shù)溫 度 沿 塔 分 布 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(3) 萃 取 精 餾 工 藝n 在 溶 媒 回 收 過 程 中 ， 經(jīng) 常 會 有 近 沸 程 或 共 沸 體 系 分 離 ，如 丙 酮 -甲 醇 、 乙 醇 -乙 酸 乙 酯 、 醋 酸 -水 體 系 ， 萃 取 精 餾是 分

30、 離 近 沸 程 或 共 沸 體 系 的 有 效 方 法 。n 萃 取 精 餾 的 首 要 環(huán) 節(jié) 是 萃 取 劑 的 選 擇 ， 萃 取 劑 篩 選 主 要有 三 大 類 方 法 ： 性 質(zhì) 約 束 方 法 ， 實 驗 方 法 和 計 算 機 輔 助分 子 設 計 (CAMD)。 性 質(zhì) 約 束 方 法 和 實 驗 方 法 均 存 在 一定 的 局 限 性 ； CAMD是 通 過 計 算 機 技 術(shù) 來 確 定 滿 足 對 于給 定 問 題 所 需 分 子 結(jié) 構(gòu) ， 大 大 減 少 了 實 驗 工 作 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉

31、 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(3) 萃 取 精 餾 工 藝n 萃 取 劑 設 計 方 法 分 子 設 計 采 用 改 進 的 遺 傳 算 法 進 行 ， 以 Mod. UNIFAC基 團 貢 獻 法 模 型 為 基 礎 ， 采 用 一 種 簡 單易 行 的 新 編 碼 方 案 ， 使 合 成 的 分 子 形 式 簡 單 ， 便于 鏈 接 數(shù) 據(jù) 庫 計 算 各 種 性 質(zhì) 。 提 出 跨 代 精 英 選 擇 策 略 、 錯 位 交 叉 算 子 、 突 變算 子 和 插 入 算 子 ， 使 設 計 出 的 分 子

32、結(jié) 構(gòu) 穩(wěn) 定 且 形式 多 樣 ， 有 效 地 避 免 遺 傳 算 法 不 易 得 到 全 局 最 優(yōu)解 和 容 易 提 前 收 斂 的 問 題 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(3) 萃 取 精 餾 工 藝n萃 取 劑 優(yōu) 化 篩 選 方 法 對 改 進 的 遺 傳 算 法 設 計 出 的 萃 取 劑 進 行 模 糊 綜合 評 價 篩 選 排 序 。 采 用 模 糊 數(shù) 學 方 法 建 立 考 慮 選擇 性 、 溶 解 性 、

33、 粘 度 、 比 熱 、 相 對 分 子 量 、 毒 性 、腐 蝕 性 和 沸 點 八 個 性 質(zhì) 的 因 素 集 ， 選 用 自 適 應 的權(quán) 重 分 配 方 法 ， 使 評 價 結(jié) 果 更 加 準 確 可 靠 。 同 時 將 研 究 得 到 的 無 限 稀 釋 活 度 系 數(shù) 的 預 測 值與 實 驗 值 進 行 對 比 ， 以 驗 證 基 于 計 算 機 優(yōu) 化 設 計方 法 所 編 程 序 的 準 確 性 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學

34、 沉 毅 篤 行(3) 萃 取 精 餾 工 藝分 離 體 系 設 計 出 的 萃 取 劑丙 酮 -甲 醇 水 、 乙 二 醇 以 及 二 甲 亞 砜乙 醇 -乙 酸 乙 酯 三 甲 苯 、 丙 三 醇 和 氯 苯醋 酸 -水 N-甲 基 吡 咯 烷 酮 、 N-甲 基 乙 酰胺 、 二 甲 亞 砜 和 2-吡 咯 烷 酮丙 酮 -甲 醇 、 乙 醇 -乙 酸 乙 酯 體 系 的 萃 取 劑 設 計 結(jié) 果 、評 價 結(jié) 果 與 文 獻 報 道 一 致 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF

35、 TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(3) 萃 取 精 餾 工 藝 F1醋 酸 水 溶 液 ； F2水 ； F3萃 取 劑 與 醋 酸 溶 液 ； F4醋 酸 ； F5回 收 的 萃 取 劑 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.211121314 15161718 1920 theoretical plates reflux ratio萃 取 精 餾 塔 回 流 比 與 理 論 板 數(shù) 的 關(guān) 系 曲 線 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5121416182022242628 3032 the

36、oretical plates reflux ratio溶 媒 回 收 塔 回 流 比 與 理 論 板 數(shù) 的 關(guān) 系 曲 線 萃 取 精 餾 塔 萃 取 劑 回 收 塔 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(3) 萃 取 精 餾 工 藝 萃 取 精 餾 工 藝 現(xiàn) 場 裝 置 圖 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLO

37、GY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝n 某 公 司 在 生 產(chǎn) 某 藥 物 中 間 體 過 程 中 ， 使 用 醋 酸作 為 原 料 ， 排 放 的 廢 液 中 含 有 中 間 體 、 醋 酸 等 ，經(jīng) 蒸 發(fā) 處 理 后 得 到 10%左 右 的 稀 醋 酸 溶 液 ， 再用 此 稀 醋 酸 生 產(chǎn) 醋 酸 鈉 ， 因 醋 酸 濃 度 較 低 ， 生產(chǎn) 醋 酸 鈉 過 程 中 需 消 耗 大 量 蒸 汽 ， 處 理 成 本 高 。采 用 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 得 到 醋 酸 ！ NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOG

38、Y 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 的 優(yōu) 點n 采 用 萃 取 工 藝 將 稀 醋 酸 溶 液 提 濃 ， 由 于 水 在 萃 取 塔 中 以萃 取 的 方 式 ， 而 非 精 餾 的 方 式 去 除 掉 ， 去 除 這 部 分 水 不需 消 耗 蒸 汽 ， 因 此 蒸 汽 消 耗 量 會 顯 著 降 低 。n 萃 取 過 程 與 共 沸 精 餾 過 程 采 用 的 溶 劑 相 同 ， 共 沸 精 餾 塔塔 頂 產(chǎn) 物 可

39、返 回 萃 取 塔 循 環(huán) 利 用 ， 在 此 過 程 中 溶 劑 不 需提 純 ， 縮 短 了 溶 劑 回 收 流 程 ， 降 低 了 分 離 難 度 。 n 溶 劑 采 用 的 是 低 沸 點 溶 劑 ， 溶 解 在 水 中 的 溶 劑 可 采 用 蒸汽 氣 提 方 式 回 收 ， 從 而 減 少 了 溶 劑 損 耗 和 溶 劑 的 二 次 污染 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 0.0

40、0 0.25 0.50 0.75 1.00 0.000.25 0.500.75 1.00 0.000.25 0.500.75 1.00 醋酸水 萃 取 劑三 元 液 液 平 衡 相 圖 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5510 152025 303540 平衡級數(shù) 油 水 相 比 萃 取 劑 A 萃 取 劑 B 萃 取 劑 C 萃 取 劑 D達 到

41、相 同 分 離 要 求 所 需 要 的 萃 取 平 衡 級 數(shù) NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 0 5 10 15 20 25 30 35 400.00.2 0.40.6 0.81.0 質(zhì)量濃度 塔 板 數(shù) 水 醋 酸 萃 取 劑精 餾 塔 中 沿 塔 液 相 濃 度 分 布 0 5 10 15 20 25 30 35 400.00.2 0.40.6 0.81.0 質(zhì)量濃度 塔 板 數(shù) 水 醋

42、 酸 萃 取 劑精 餾 塔 中 沿 塔 汽 相 濃 度 分 布 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝 現(xiàn) 場 裝 置 圖 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行(4) 萃 取 -精 餾 耦 合 工 藝n 經(jīng) 濟

43、效 益l 稀 醋 酸 處 理 量 為 4t/h， 則 醋 酸 回 收 量 為 0.4t/h，回 收 醋 酸 效 益 為 0.4 8000 0.3 960萬 元 /年 。l 稀 醋 酸 回 收 項 目 的 總 成 本 約 為 520萬 元 /年 。l 綜 合 考 慮 效 益 和 成 本 ， 增 加 的 經(jīng) 濟 效 益 為 440萬元 /年 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行3. 溶 媒 回 收 工 藝 中 塔 內(nèi) 件 的 開 發(fā)n 醋 酸 溶 劑 回 收 系 統(tǒng) 存 在 強 腐 蝕 性 ， 對 塔 內(nèi) 件 的耐 腐 性 能 要 求 非 常 苛 刻 。 目 前 工 業(yè) 上 采 用 的2205、 444和 鈦 材 材 料 的 塔 內(nèi) 件 壽 命 不 理 想 ， 塔維 護 周 期 短 。 n 基 于 現(xiàn) 有 填 料 的 不 足 ， 開 發(fā) SiC多 孔 陶 瓷 規(guī) 整 精餾 填 料 。 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 明 德 厚 學 沉 毅 篤 行 謝 謝 ！