现有四氢呋喃现有四氢呋喃-乙醇-水的混合物溶剂需要分离回收，其含量为（质量分数）：四氢呋喃0.936，乙醇0.0635，水0.0005，流率为300kg/h。 要求把混合物分离为四氢呋喃与乙醇两股产品，其中：
（1）四氢呋喃中的乙醇含量低于0.0005，水低于0.0007；
（2）四氢呋喃与乙醇的质量回收率大于0.93。
缺陷者捧出的花束公用工程自己合理选择。
1. 分离方法的选择
四氢呋喃和乙醇都是有用的有机化工原料，大量应用于工业生产中。
四氢呋喃是一类杂环有机化合物。它是强的极性醚类之一，在化学反应和萃取时用做一种中等极性的溶剂。无易挥发液体，有类似乙醚的气味。溶于水、乙醇、乙醚等，常压下沸点为65℃。乙醇是一种常见有机物，能与水任意比混溶，常压下沸点为78.8℃。
在Aspen plus中使用tools-Conceptual Design-Azeotrope Search工具对四氢呋喃、水、乙醇形成的三元物系进行分析，得出该三元物系两两组合都可形成共沸物，如下图1-1所示。因为进料当中水的质量分数很小，只有0.0005，所以主要考虑四氢呋喃与乙醇形成的共沸物的分离。由分离工程的知识可知，对于共沸物体系，通常不能采用普通精馏分离，而需要采用特殊精馏进行有效分离。 通过查阅文献，我了解到目前对于四氢呋喃和乙醇的分离方法主要包括萃取精馏[1,2,3]和高低压双塔精馏[4,5,6]。萃取精馏通过向体系添加萃取剂而选择性分离出一种物质，但是缺点是需要分离出萃取剂，同时需要补充萃取剂而可能在产品里引入新的杂质。高低压双塔精馏和萃取精馏一样也需要两座塔，但是不需要引入另一种物质，而只需通过改变塔压来改变共沸物的组成实现有效分离，原理简单，操作易行，不会在产品中引入新的杂质。因而高低压双塔精馏比萃取精馏更具可行性。
在方法比较的基础上，我选择高低压双塔精馏来实现该体系的分离，并借助Aspen Plus流程模拟软件实现工艺计算。
图1-1 常压下四氢呋喃、乙醇、水三元物系形成的共沸物
2. 超材料天线可行性说明
根据文献[6]中的分离过程，选择一座低压塔 (1 atm) 和一座高压塔 (8 atm)联合操作。由于
镜泊湖的黄昏乙醇和四氢呋喃液相极性差异大，又因涉及加压操作，可选择Radlishh-Kwong方程计算气相的非理想性，选择NRTL计算液相的非理想性，故选用NRTL-RK方程计算平衡性质。
从图2-1中可以看出，常压下四氢呋喃-乙醇的共沸组成为四氢呋喃为90%、乙醇为10%。随着压力的增加，当压力增加到8atm时四氢呋喃在液相中的含量减少，较大程度地改变了其常压下共沸点，形成新的共沸组成，共沸组成如图2-2所示。当压力为8 atm时，物系共沸组成为四氢呋喃35%和乙醇65%。
李瑞海图2-1 常压条件下四氢呋喃-乙醇Txy相图
图2-2 1333KPa下四氢呋喃-乙醇Txy相图
从图中容易看出压力升高之后四氢呋喃乙醇共沸体系右移，因此我们可利用压力不同的两塔进行变压共沸精馏以所要求的分离目的。把题目给定的分离数据进料组成、两个共沸点数据标绘到图上，如图2-3所示。分离流程为在高压塔输入原料，高压塔顶共沸物D1作为低压塔的进料，低压塔顶共沸物再返回到高压塔，由此构成循环。在高压塔底得到四氢呋喃，在低压塔低得到乙醇，这样不用共沸剂，采用双塔精馏实现共沸物的分离。
图2-3 四氢呋喃乙醇在两个压力下温度组成图
D1-高压塔塔顶共沸物；D2-低压塔塔顶共沸物
3. 分离流程
3.1. 基本设置
两塔的理论板数和进料位置可由经验初步确定，然后根据分离要求，依据能耗最小的原则，采用软件的优化功能（灵敏度分析、设计规定等）确定理论塔板数和进料位置等参数。
步骤1：全局性参数设置。新建Aspen文件，在苏金生“setup祥林嫂之死”页进行模拟基本设置，模拟类型选择“flowsheet”，如下图3-1所示。
图3-1全局性参数设置
单击“Next”按钮，进入组分输入窗口，在“Component ID”中输入四氢呋喃、乙醇、水。
