高等化学工程学报

抽象的

正丁烷/水/正丁醇体系相平衡测定及节能型生物丁醇萃取工艺开发

町田浩、渡边昭夫、堀添博利

生物丁醇作为替代燃料与生物乙醇相比具有许多优势，例如热值高、吸湿性低、腐蚀性低，尽管生物丁醇由于其初始浓度低（约 1-3 wt%）而需要较高的脱水能量。为了开发利用轻质烃萃取的节能脱水工艺，选择丁烷溶剂作为合适的溶剂，因为丁烷溶剂具有无共沸点或丁醇溶解度高等特性。利用高压相平衡测量装置确定了正丁烷/水/正丁醇体系的相平衡数据，并回归了 NRTL 模型参数。提出的丁醇脱水工艺包括萃取塔和蒸馏塔。在萃取塔中，丁醇被浓缩至 90%，然后在蒸馏塔中分离丁烷和丁醇。引入蒸汽再压缩系统进行热回收。从蒸馏塔底部回收无水丁醇。使用开发的模型评估了生物丁醇脱水过程的能量消耗，结果表明，从初始正丁醇浓度为 2 wt% 到最终回收率为 99.9 wt% 的生物丁醇，能耗为 5 MJ/kg 生物丁醇。