为什么分馏柱必须保持回流液

为什么分馏柱必须保持回流液

二甲基亚砜(DMSO)是一种重要的有机化合物,具有独特的物理化学性质,广泛应用于化学、医及工业领域。其基本性质包括:分子量78.13 g/mol,沸点189°C,熔点18.5°C,密度1.1 g/cm³(20°C),外观为无色透明液体,略带轻微的大蒜气味。

DMSO是一种极性溶剂,具有极强的溶解能力,可以与水、乙醇、等多种极性和非极性溶剂以任意比例混溶。其优异的溶解性能使其成为许多化学反应和提取工艺中的首选溶剂。DMSO在常温常压下相对稳定,但在高温或强氧化性条件下可能发生分解,生成有毒的二甲基硫醚或二氧化硫。

为提高DMSO的纯度,常常需要对市售的DMSO进行精制。精馏是一种有效的手段。本文旨在介绍通过精馏方法分离30%DMSO(水溶液)得到高纯度DMSO的工艺设计。

德大天壹DEA-JZ精馏塔在此过程中发挥着关键作用。精馏是基于混合物中各组分挥发性差异的分离技术。DMSO的沸点较高,而常见杂质如水的沸点较低。通过控制加热温度和蒸馏条件,可以有效分离DMSO与低沸点杂质。

本文首先针对30%DMSO水溶液通过精馏分离得到99%DMSO的工艺进行了系统设计,包括精馏塔的设计计算、换热器的选型、塔径和塔高的确定,以及理论塔板数的计算。通过使用ASPEN软件对该工艺进行模拟验证,评估了设计方案的可行性及优化空间。

在精馏塔的设计方面,我们考虑了混合物的挥发性差异,通过多级分离逐步提高DMSO的纯度。理论塔板数是衡量精馏塔分离能力的重要参数,直接影响精馏塔的设计和运行成本。我们采用了麦凯布-提列法(McCabe-Thiele Method)进行理论塔板数的估算,并进行了物料平衡、最小回流比、实际回流比、塔径计算、精馏塔高度、换热器设计等方面的细致工作。

模拟验证部分则在ASPEN Plus软件中建立了精馏流程模型,选择了UNIQUAC热力学模型以准确描述DMSO与水的相互作用。模拟结果表明,在设定的条件下,顶产品DMSO纯度达到99%,釜残液中DMSO含量约为1%,与设计目标一致。

文章还介绍了精馏塔的操作步骤和注意事项,包括设备准备、原料准备、操作步骤和防护措施等。实际操作中需严格遵守操作规范,以确保实验或生产的安全与高效。同时提到,对于更高级别的分离需求,可能还需要结合其他分离技术如减压蒸馏或萃取等。最后列出了相关的参考文献。


为什么分馏柱必须保持回流液