Modelado y simulación de la destilación extractiva para la purificación del metilciclohexano

Abstract

Los procesos de destilación extractiva pueden separar mezclas finas, incluidas mezclas azeotrópicas de punto de ebullición más bajo o más alto y mezclas de volatilidad relativamente baja. Después de la destilación azeotrópica, la extracción alimentada en otro lugar que no sea la mezcla principal induce la extracción dentro de la columna. Los criterios generales de factibilidad indican que los insertos medianos a livianos y los insertos no homogéneos son apropiados junto con los insertos pesados comunes. Para cada tipo de insumo, definimos una clase de diferenciación extraíble que combina la región de viabilidad, el resultado a lograr y los límites de la relación insumo-alimentación. Dependiendo de la clase de separación, la configuración de la columna de separación directa o indirecta permite la detección del destilado o del producto de fondo. La separación de mezclas aromáticas/alifáticas como toluenometilciclohexano es muy difícil por destilación fraccionada convencional debido a los puntos de ebullición cercanos de ambos componentes (pb: 110,8 °C y 101 °C). Los métodos para aislar la mezcla se dividen por la cantidad de compuestos aromáticos presentes en la mezcla. Por lo tanto, la extracción líquido-líquido produce del 20 al 65 % en peso de sustancias aromáticas, la destilación extractiva produce del 65 al 90 % en peso y la destilación azeotrópica produce más del 90 % en peso de sustancias aromáticas en la mezcla. Los solventes orgánicos comúnmente usados para la destilación extractiva de mezclas aromáticas/alifáticas han sido reportados en la literatura, incluyendo N-metil-2- pirrolodona (NMP), dimetilformamida (DMF), fenol y otros. El fenol fue elegido como solvente de extracción para esta tesis.

----- Extractive distillation processes can separate fine mixtures, including lower or higher boiling azeotropic mixtures and mixtures of relatively low volatility. After azeotroping, extraction fed elsewhere than the main mixture induces extraction within the column. General feasibility criteria indicate that medium to light inserts and inhomogeneous inserts are appropriate along with common heavy inserts. For each type of input, we define an extractable differentiation class that combines the region of viability, the outcome to be achieved, and the limits of the input-feed relationship. Depending on the separation class, the direct or indirect separation column configuration allows the detection of the distillate or the bottom product. The separation of aromatic/aliphatic mixtures such as toluenemethylcyclohexane is very difficult by conventional fractional distillation due to the close boiling points of both components (bp: 110.8 °C and 101 °C). The methods for isolating the mixture are divided by the amount of aromatic compounds present in the mixture. Thus, liquid-liquid extraction produces 20 to 65% by weight of aromas, extractive distillation produces 65 to 90% by weight, and azeotropic distillation produces more than 90% by weight of aromas in the mixture. Organic solvents commonly used for the extractive distillation of aromatic/aliphatic mixtures have been reported in the literature, including N-methyl-2-pyrrolodone (NMP), dimethylformamide (DMF), phenol, and others. Phenol was chosen as the extraction solvent for this thesis.