Three-Phase Distillation of Ethyl Acetate/Water/Ethanol: Separation Feasibility and Conceptual Design

Abstract

Показано, що при безперервному виробництві етилацетату виникають проблеми розділення через значну кількість азеотропів. Застосовано вдосконалений трифазний метод дистиляції за допомогою різних сценаріїв очищення для потрійного розділення етилацетатної системи (етилацетат/вода/етанол). Встановлено, що вказана неідеальна суміш містить чотири азеотропи та три області дистиляції. Для вибору найкращої області дистиляції досліджена можливість розділення та розроблений концептуальний проект установки за допомогою методу розширеної граничної величини для різних варіантів подачі сировини та вилучення продукту. Визначено, що область, в якій етанол є стабільним компонентом, є найбільш придатною для процесу дистиляції. Концептуальна конструкція трифазної колони оптимізована внаслідок зміни флегмового числа та робочого тиску. На основі результатів концептуального проектування проведено точне моделювання процесу, і визначено, що чистота відділення етанолу становить 99,25 % мол.Continuous production of ethyl acetate involves various separation challenges due to multiple azeotropes. In this study, three-phase advanced distillation method is applied through diverse purification scenarios for ternary separation of ethyl acetate system (ethyl acetate/water/ethanol). This highly non-ideal mixture contains four azeotropes and three distillation regions. To select the best distillation region, the separation feasibility and conceptual design of ethyl acetate three-phase distillation unit are comprehensively investigated by the extended boundary value method for various feed locations and numerous product recoveries. It was found that the region in which ethanol is a stable component was the most suitable region for the distillation process. Further, the conceptual design of the three-phase column is optimized by variation of reflux ratio and operating pressure. Ultimately, based on the conceptual design results, rigorous simulation of the process is accomplished and ethanol is separated with 99.25 mol % purity.