过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (5): 550-560.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225195
薄守石, 王美玉, 李璎, 孙兰义*
Shoushi BO, Meiyu WANG, Ying LI, Lanyi SUN*
摘要: 工业废水中常存在含多种共沸物的混合物,其相平衡的复杂性给分离带来了挑战。本工作对医药行业生产废水中的乙腈、正丙醇、水混合物进行分离研究。筛选出乙二醇为萃取剂,基于三元相图和剩余曲线设计了分离序列,进而搭建常规三塔精馏工艺、四塔预浓缩萃取精馏工艺和带有集成蒸馏塔的三塔预浓缩萃取精馏工艺。借助改进非支配排序遗传算法(NSGA-II),以年总费用(TAC)、二氧化碳排放量(E_(CO_2 ))及热力学效率(η)为目标,对各工艺进行多目标优化,要求各组分质量分数达到99.9wt%,循环萃取剂质量纯度为99.99%。选择TAC最小的一组Pareto前沿解为最优解,与常规三塔流程相比,带有集成蒸馏塔的三塔预浓缩萃取精馏工艺TAC降低了41.2%,二氧化碳排放量降低了50.4%,热力学效率提升约102%,表明带有集成的预浓缩萃取精馏工艺是分离乙腈-正丙醇-水体系的高效节能、降本增效工艺。