共沸精馏系统可行结构的合成

论文摘要

分离过程网络综合的任务是如何选择适宜的分离方法,确定最优的分离序列,使系统的经济与社会效益最高。分离过程网络综合作为过程综合的一部分,它的研究具有重要的意义。但是,由于分离过程本身的复杂性和多样性,目前的理论和方法还只能解决一些比较简单的问题,在分离过程网络综合研究方面还存在很多困难和不足。本文在分析分离过程本身特性的基础上,提出了一套分离过程网络综合的新方法。本文以非均相共沸精馏体系为例介绍分离过程网络可行结构合成的方法和步骤。首先,利用残余曲线图分析判断非均相共沸精馏体系的分离趋势,然后结合精馏边界线、溶解度曲线、临界混溶点等利用新开发的残余曲线图物料集划分方法划分物料集,确定生成目标产物及其中间产物的所有可行操作单元,最后以两种不同的思路合成非均相共沸精馏体系的可行结构,结合简单的目标函数,寻找最优的可行结构。本文以乙酸-甲苯-水体系和乙酸-水-乙酸乙酯体系为例论述非均相共沸精馏体系可行结构的两种合成方法,结果表明利用系统法从最大结构逆向合成可行结构,可以拓宽思路,一定可以找到最优结构,其次也表明残余曲线图物料集划分方法是种系统方法,是过程综合不可缺少的一部分,更为重要的是验证了本文创新的最大结构合成方法的正确性和有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 过程综合
• 1.1.1 过程综合的基本概念
• 1.1.2 过程综合的基本步骤
• 1.1.3 过程综合问题的分类
• 1.1.3.1 反应路径的综合
• 1.1.3.2 换热器网络的综合
• 1.1.3.3 分离过程网络的综合
• 1.1.3.4 反应器网络的综合
• 1.1.3.5 生产全流程的综合
• 1.1.4 过程综合的基本方法
• 1.2 分离过程网络综合
• 1.2.1 分离过程网络综合研究的问题
• 1.2.2 分离过程网络综合的主要方法
• 1.2.2.1 直观推断法
• 1.2.2.2 调优法
• 1.2.2.3 专家系统
• 1.2.2.4 热力学分析法
• 1.2.2.5 数学规划法
• 1.2.3 分离过程网络综合的研究意义
• 1.3 本文的研究目标和研究内容
• 第二章 分离过程网络综合的原理和方法
• 2.1 分离过程网络合成的系统法
• 2.2 分离网络综合的步骤
• 2.3 残余曲线图
• 2.3.1 残余曲线
• 2.3.1.1 残余曲线的获得方法
• 2.3.1.2 残余曲线边界线图的性质
• 2.3.1.3 残余曲线图中的蒸馏区域和边界线
• 2.4 划分物料集
• 2.5 确定操作单元
• 2.6 P-图
• 2.7 可行结构
• 2.7.1 合成问题
• 2.7.2 可行结构
• 2.8 最大结构
• 2.8.1 最大结构的定义
• 2.8.2 最大结构合成方法
• 2.8.2.1 MSG算法
• 2.9 小结
• 第三章 乙酸-甲苯-水体系的可行结构合成
• 3.1 乙酸-甲苯-水体系的介绍
• 3.2 乙酸-甲苯-水体系的残余曲线图
• 3.3 划分物料集
• 3.3.1 根据精馏边界线划分物料集
• 3.3.2 根据相分离划分物料集
• 3.3.3 根据中间产品划分物料集
• 3.4 确定操作单元
• 3.4.1 确定生成目标产物的必要操作单元
• 3.4.2 确定生成必要操作单元进料的操作单元
• 3.4.3 确定其它辅助操作单元
• 3.5 乙酸-甲苯-水体系的可行结构
• 3.5.1 可行结构的附加条件
• 3.5.2 可行结构的合成
• 3.5.3 可行结构的分析
• 3.6 小结
• 第四章 乙酸-水-乙酸乙酯体系可行结构的合成
• 4.1 分离乙酸-水体系处理工艺现状
• 4.2 物料集划分及操作单元确定
• 4.3 乙酸-水-乙酸乙酯体系的最大结构
• 4.3.1 在MSG算法的基础上改进的最大结构合成方法
• 4.3.2 乙酸-水-乙酸乙酯体系的最大结构
• 4.4 乙酸-水-乙酸乙酯体系的可行结构
• 4.4.1 可行结构的附加条件
• 4.4.2 可行结构的合成
• 4.4.3 可行结构的分析
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢