Разделение смеси циклогексан – бензол – этилбензол с использованием анилина в качестве экстрактивного агента возможно в схемах, содержащих сложные колонны с боковыми секциями. Выше была проведена процедура синтеза таких схем и получено пять работоспособных структур. С целью выявить наименее энергоемкий из них, нами была проведена параметрическая оптимизация полученных вариантов разделения. В результате при фиксированных температуре, давлении и составе исходной смеси и качестве продуктовых потоков была определена совокупность параметров (температура, расход и уровень ввода экстрактивного агента, количество и уровень бокового отбора, положение тарелок питания колонн технологической схемы), которые обеспечивают минимальные энергозатраты. Для всех технологических схем, включающих сложные колонны с боковыми секциями, этапы оптимизация идентичны. В связи с этим представим полную процедуру нахождения оптимальных параметров для одной структуры, принципиальная схема которой приведена на рис.27.

Исходная смесь подается в середину колонны К1, где в качестве куба выделяется ЭБ. Остальная смесь поступает в середину сложной колонны К2, а экстрактивный агент (анилин) подается наверх этой колонны. Дистиллятом является практически чистый циклогексан. Ниже точки питания в паровой фазе отбирается поток, который направляют в боковую исчерпывающую секцию К3, продуктом которой является бензол. Кубовый продукт сложной колонны представляет собой практически чистый анилин, который смешивают с небольшим количеством свежего экстрактивного агента и направляют на рецикл в сложную колонну.

Рис.27. Схема экстрактивной ректификации смеси циклогексан – бензол – этилбензол, содержащая сложную колонну с боковой укрепляющей секцией.

Все расчеты проводили на 100 кмоль/ч исходной смеси состава ЦГ: Б: ЭБ = 10: 80: 10%мол. Качество продуктовых фракций задавали равным 95%мол., регенерированного анилина – 99,9%мол. Все аппараты технологической схемы работают при давлении 0,3 кг/см2. Эффективность сложной колонны в данном случае составляет 30 т. т., боковой секции – 10 т. т., колонны регенерации – 20 т. т.

Первоначально было исследовано влияние на энергозатраты температуры подачи экстрактивного агента при закрепленном соотношении исходная смесь: ЭА = 1: 2 и фиксированном количестве отбора в боковую секцию 87 кмоль/ч. При этом для каждого значения температуры агента определили оптимальное положение тарелок подачи в колонну исходной смеси и ЭА и тарелки отбора в боковую секцию. Результаты расчетов приведены в табл.12.

Таблица 12. Зависимость энергозатрат от температуры подачи в колонну ЭА. Соотношение F: ЭА = 1: 2; количество отбора в боковую секцию – 87 кмоль/ч