To recycle isobutanol and ethanol from wastewater, different extractive distillation flowsheets with different entrainers are proposed. Firstly, the entrainers glycerol (GI), ethylene glycol (EG) and different deep eutectic solvents (DESs) are compared from the perspective of relative volatility and quantum chemical calculation. Subsequently, the indirect extractive distillation (IED) process and direct extractive distillation (DED) process with ChCl/GI(1:2) or EG as entrainer are studied and optimized using the NSGA-II method. Moreover, heat integration is utilized to optimize energy efficiency. The results reveal that the ChCl/GI(1:2) processes are more environmentally friendly and economical than EG processes. The heat integrated indirect extractive distillation process (IED) with ChCl/GI(1:2) entrainer demonstrates the most promising process, with a reduction of 35.93% in TAC and 34.89% in CO₂ emissions compared to the IED-EG process.

中文翻译：

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使用深共熔溶剂进行萃取蒸馏实现异丁醇/乙醇/水的节能分离


为了从废水中回收异丁醇和乙醇，提出了具有不同夹带剂的不同萃取蒸馏流程。首先，从相对挥发性和量子化学计算的角度比较了夹带甘油 （GI）、乙二醇 （EG） 和不同的共熔溶剂 （DES）。随后，使用 NSGA-II 方法研究和优化了以 ChCl/GI（1：2） 或 EG 作为夹带剂的间接萃取蒸馏 （IED） 工艺和直接萃取蒸馏 （DED） 工艺。此外，热集成用于优化能源效率。结果表明，ChCl/GI（1：2） 工艺比 EG 工艺更环保、更经济。带有 ChCl/GI（1：2） 夹带剂的热集成间接萃取蒸馏工艺 （IED） 展示了最有前途的工艺，与 IED-EG 工艺相比，TAC 减少了 35.93%，二氧化碳排放量减少了 34.89%。