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椰子油酸的連續(xù)減壓精餾分離（辛酸和癸酸）
椰子油脂肪酸中含有豐富的辛酸、癸酸和少量的己酸、十二烷酸。辛酸可用于制造染料、藥物、香料，也作殺蟲(chóng)劑、防霉劑、防銹劑、緩蝕劑、發(fā)泡劑、消泡劑等；癸酸主要用于制取癸酸酯類(lèi)產(chǎn)品，其酯類(lèi)用作香料、濕潤(rùn)劑、增塑劑和食品添加劑等。因此分離出椰子油脂中的辛酸和癸酸具有良好的商業(yè)前景。
ASPEN PLUS全稱(chēng)為“過(guò)程工程的先進(jìn)系統(tǒng)”(Advanced System for Process Engineering，簡(jiǎn)稱(chēng)ASPEN)，由美國(guó)麻省理工學(xué)院于上世紀(jì)七十年代后期研制開(kāi)發(fā)的大型化工過(guò)程模擬軟件。該軟件是基于穩(wěn)態(tài)化工模擬、優(yōu)化、靈敏度分析和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的大型化工流程模擬軟件，它提供了大量的物性數(shù)據(jù)、熱力學(xué)模型和單元操作模塊，可用于化工過(guò)程的模擬、設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
采用Aspen Plus化工模擬軟件中的嚴(yán)格計(jì)算法RadFrac單元操作模塊對(duì)椰子油脂肪酸進(jìn)行兩個(gè)精餾塔串聯(lián)操作模擬，選取熱力學(xué)模型UNIQUAC進(jìn)行計(jì)算，操作壓強(qiáng)為2500Pa(絕壓)，可得到高純度的辛酸(DIST1)和癸酸(DIST2)。物料經(jīng)B1塔分離時(shí)，由于己酸含量很少，塔頂直接得到產(chǎn)物辛酸(DIST1)；塔底產(chǎn)物(BOTM1)為癸酸和十二烷酸混合物，再經(jīng)B2塔精餾分離，塔頂?shù)卯a(chǎn)物癸酸(DIST2)。
精餾塔B1塔的操作條件確定
(1)塔板數(shù)對(duì)分離效果的影響
在進(jìn)料質(zhì)量流率為20kg/h、回流比為2、進(jìn)料位置為塔中部進(jìn)料的條件下考察塔板數(shù)對(duì)塔頂、塔底產(chǎn)物的影響。隨著塔板數(shù)的增加，辛酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和回收率也逐漸增加。當(dāng)塔板數(shù)為15時(shí)，塔板數(shù)繼續(xù)增加，而辛酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和回收率基本不變。因此，選擇最佳塔板數(shù)為15。
(2)進(jìn)料位置對(duì)分離效果的影響
在進(jìn)料質(zhì)量流率為20kg/h、回流比為2、塔板數(shù)為15的條件下考察進(jìn)料位置對(duì)塔頂?shù)挠绊憽＿M(jìn)料位置逐漸增加，塔頂辛酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和回收率逐漸增加；當(dāng)?shù)降?塊塔板時(shí)，隨著進(jìn)料位置的進(jìn)一步的增加，塔頂辛酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和回收呈下降趨勢(shì)。因此，最佳進(jìn)料位置為第8塊板。
(3)回流比對(duì)分離效果的影響
在進(jìn)料為20kg/h、塔板數(shù)為15、進(jìn)料位置為第8塊塔板的條件下考察回流比對(duì)塔頂產(chǎn)物的影響。利用ASPEN 軟件里的敏感性分析，考察了不同回流比對(duì)辛酸產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。隨著回流比的增大，產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨之增大，在回流比2這一點(diǎn)出現(xiàn)拐點(diǎn)，隨著回流比進(jìn)一步增大，產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒(méi)有明顯增加。所以最佳回流比定為2。
綜合上述可得：操作壓強(qiáng)為2500Pa(絕壓)，B1塔在進(jìn)料20kg/h，塔內(nèi)15塊塔板，進(jìn)料位置為第8塊塔板，回流比為2的條件下，在塔頂可得輕組分辛酸的質(zhì)量流率8.675kg/h，質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)98.58 %及回收率可99.83 %。塔底產(chǎn)物癸酸、十二烷酸的混合流股質(zhì)量流率為11.2kg/h，其中癸酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)97.14 %。塔底產(chǎn)物作為B2塔的進(jìn)料，再次精餾分離，得到產(chǎn)物癸酸的產(chǎn)量和回收率。
精餾塔B2塔的操作條件確定
(1)塔板數(shù)對(duì)分離效果的影響
由B1 塔底產(chǎn)物作為B2塔的進(jìn)料，已知進(jìn)料為質(zhì)量流率11.2kg/h，其中癸酸為10.8799 kg/h、十二烷酸0.3201 kg/h?；亓鞅葹?，塔中間位置進(jìn)料，考察B2塔板數(shù)對(duì)癸酸產(chǎn)物的影響。隨著增加塔板數(shù)，癸酸的回收率和質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨之增加，增加到15塊塔板時(shí)，癸酸回收率和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加就不明顯了，因此B2的塔板數(shù)15。
(2)進(jìn)料位置對(duì)分離效果的影響
在確定進(jìn)料質(zhì)量流率11.2kg/h、回流比為1，塔板數(shù)為15的條件下考察進(jìn)料位置的影響。隨著進(jìn)料位置的增加，癸酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和回收率也隨之增加，但是到了第9塊塔板是，塔板數(shù)繼續(xù)增加，回收率和質(zhì)量分?jǐn)?shù)反而下降，因此選擇第9塊塔板為進(jìn)料板。
(3)回流比對(duì)分離效果的影響
在條件進(jìn)料質(zhì)量流率為11.2kg/h，塔板數(shù)為15，進(jìn)料為第9塊塔板時(shí)，回流比對(duì)產(chǎn)物癸酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不大，回流比確定為1。
綜合可得，操作壓強(qiáng)為2500Pa(絕壓)，B2塔塔板數(shù)為15，第9塊塔板進(jìn)料，回流比為1，塔頂可得到產(chǎn)物癸酸的質(zhì)量流率為10.86kg/h，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9 9.79 %及回收率為98.81 %。
采用Aspen Plus模擬軟件對(duì)椰子油脂酸連續(xù)減壓精餾進(jìn)行模擬優(yōu)化，結(jié)果如下：操作壓強(qiáng)為2500Pa(絕壓)，B1塔塔板數(shù)為15，第8塊塔板進(jìn)料，回流比為2，塔頂可得到產(chǎn)物辛酸的質(zhì)量流率為8.67kg/h，質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)98.58 %，回收率可達(dá)99.83 %。塔底物料經(jīng)B2塔進(jìn)一步分離，B2塔塔板數(shù)為15，第9塊塔板進(jìn)料，回流比為1，塔頂可得到產(chǎn)物癸酸的質(zhì)量流率為10.86 kg/h，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.79 %及回收率為98.81 %。模擬結(jié)果表明，椰子油脂經(jīng)兩個(gè)精餾塔可以有效分離，得到的產(chǎn)物辛酸，癸酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都達(dá)99%及回收率可達(dá)98 %，對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)具有實(shí)際指導(dǎo)意義。
謝萍，翁居軾，馮暉 《廣東化工》 2012年 第17期
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