多組元分批精餾過程和設(shè)計(jì)方法的研究.pdf

1、分批精餾過程的研究已有百余年歷史,但至今尚無一種完善的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,大部分設(shè)計(jì)方法是在忽略持液和過渡段的條件下采用連續(xù)精餾的簡捷設(shè)計(jì)法或憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),這主要是由于人們對分批精餾過程規(guī)律的認(rèn)識存在一定的局限性,因此該文首先對分批精餾規(guī)律進(jìn)行了深入研究:在全回流操作的研究中,引入了平衡程度系數(shù)概念,研究了全回流結(jié)束時適宜的平衡程度系數(shù),在此基礎(chǔ)上提出了全回流操作塔板數(shù)的確定方法.在有持液產(chǎn)品段的研究中,用有持液分離難度系數(shù)關(guān)聯(lián)了各種參數(shù)對

2、二元、三元物系產(chǎn)品段回流比的影響,結(jié)果表明:對一具體分離任務(wù)適宜的分離難度系數(shù)范圍為0.4<'~>0.6.在過渡段的研究中,提出了以釜濃為過渡段結(jié)束條件的方法,計(jì)算結(jié)果表明:采用釜濃結(jié)束條件比采用頂濃結(jié)束條件過渡段所需蒸餾時間大大縮短,目標(biāo)函數(shù)大大提高;在此基礎(chǔ)上提出了過渡段放塔內(nèi)持液的新型操作方式,并討論了該操作方式下各種參數(shù)對二元、三元物系過渡段最優(yōu)回流比、重組分保留率、相對蒸餾時間和目標(biāo)函數(shù)的影響.系統(tǒng)地研究了持液對產(chǎn)品段回流比的

3、作用,模擬結(jié)果顯示:塔頂持液量增大,所需回流比增加;q<0.7時,塔板持液量在一定范圍內(nèi)增大可使所需回流比降低,q>0.7時,塔板持液量增大,所需回流比增大.對塔內(nèi)持液的動態(tài)作用規(guī)律的深入研究表明:持液量與釜液量之比為一個因子,因此對于一個確定的分批精餾塔,當(dāng)q<0.7時,存在最佳投料量.該文采用甲苯-乙苯二元物系對分批精餾過程的最佳投料量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果吻合較好.文中以最大產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù),建立了確定最佳持液量與釜液量

4、之比(UP/U<'0>B)的方法,找出了二元物系各種因素對UP/U<'0>B最佳值的影響規(guī)律.設(shè)計(jì)方法的研究是本文的重點(diǎn),文中建立了用夾緊區(qū)原理準(zhǔn)確求解分批精餾的最小回流比的方法,克服了用Underwood公式求最小回流比的不足;在對產(chǎn)品段和過渡段分批精餾規(guī)律研究的基礎(chǔ)上,提出了無持液簡捷設(shè)計(jì)-有持液校正法和有持液簡捷設(shè)計(jì)法,這兩種設(shè)計(jì)方法不僅考慮了過渡段的存在和持液作用,而且方法簡單并能較好地完成設(shè)計(jì)任務(wù),滿足工程實(shí)際需要.在新塔型的