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碳酸二甲酯(Dimethyl carbonate,DMC)是近些年来国内外石油化工业引人注目的一种新型绿色环保化工产品,它可被利用来进行羰基甲氧基化、羰基化和甲基化反应,以取代旧生产工艺里被广泛使用的剧毒性的氯甲酸甲酯、光气以及硫酸二甲酯。在DMC的合成工艺中,最有工业化前景的是酯交换法和氧化羰基化法。这两种合成方法得到的粗产品均为DMC-MeOH共沸物,在常压下共沸温度为63.7℃,共沸物组成为MeOH70%(质量分数),DMC30%(质量分数)。普通的精馏分离工艺技术很难达到要求的高纯度产品,而DMC的产品纯度直接决定了工厂的效益如何,因此DMC-MeOH共沸物分离工艺的研究就显得很重要。目前,分离DMC-MeOH的手段主要有低温结晶工艺,变压精馏工艺,萃取精馏工艺,共沸精馏工艺以及膜分离工艺。其中低温结晶工艺能耗较大,并且操作复杂;变压精馏设备装置造价高,且能耗高;膜分离工艺还处在实验室阶段,未有工业应用的实例。因此,共沸精馏和萃取精馏法是目前主要的分离手段。变压精馏法是利用DMC-MeOH共沸体系对拉乌尔定律产生正偏差的特点,使用两个不同操作压力的精馏塔使DMC与MeOH分离。共沸精馏法是在DMC-MeOH共沸体系中加入新的共沸剂,如C5~C8烷烃或环烷烃,使甲醇和烷烃形成一种比原共沸物共沸温度更低的新共沸物,并且要求新形成的共沸物与原共沸物温度相差>10℃才适宜用于工业生产。萃取精馏(Extractive distillation,ED)通过加入一种本身挥发性很小,且不与混合物形成新的共沸物的质量分离剂(或者称为萃取剂),它能显著提高原混合物之间的相对挥发度,这样就能使用精馏方法分离共沸物。并且选取适当的萃取剂时可以打破共沸混合物的平衡,增大共沸混合物之间的相对挥发度,最终达到分离共沸混合物的目的。本文以DMC-MeOH共沸体系作为研究对象,分别对以上提到的变压精馏、共沸精馏和萃取精馏三种分离工艺用Aspen Plus建立稳态模拟,并以能耗最低为目标进行优化。比较优化后的三种工艺方法之间的能耗高低。对于综合能耗最低的分离方法,再用Aspen Dynamics做控制方案设计,最终得出DMC-MeOH二元共沸物分离的最佳工艺流程和控制方案。