多再沸器提馏塔分离热敏物质的研究

论文摘要

本文提出了一种针对热敏物质分离的新型间歇提馏操作方式——多再沸器提馏塔间歇精馏操作。该操作方式在塔中设置多个再沸器进行分散加热,有效地减少塔釜的持液量,从而有效缩短了轻组分和较轻组分的受热时间,这些优点非常有利于分离热敏物质。本文进行了多再沸器提馏塔的实验研究,分别采用了两种性质不同的物系:正丙醇-异丙醇和乙醇-乙酸-乙酸乙酯。运用正丙醇-异丙醇物系初步验证了该操作方式在持液量和操作时间上的优势,并且运用乙酸-乙醇-乙酸乙酯物系进一步验证这种操作方式对于分离热敏物质的有效性,采用一个再沸器时乙酸乙酯的分解率能减少9.54%,采用两个再沸器时乙酸乙酯的分解率能减少16.8%。本文对多再沸器提馏塔分离热敏物质的优越性进行了理论上的研究,通过设备降解指数ID和热敏物质理论分解率D的计算,验证了塔身分散加热在减少热敏物质分解方面相对于普通提馏方法的优越性。以乙酸乙酯为例,计算表明,与普通提馏相比,塔身采用一个再沸器时设备降解指数ID减小了3.84,理论分解率D减小了13.02%;采用两个再沸器时设备降解指数ID减小了3.96,理论分解率D减小了15.597%。本文运用化工模拟软件对多再沸器提馏操作方式进行了模拟和优化,通过对该操作方式中的三个重要参数:塔身再沸器功率、再沸器数量和再沸器位置对塔顶产品浓度的影响的分析,找出最优化的操作参数,实现了该操作方式的优化。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 间歇精馏分离热敏物料的研究进展
• 1.2 分离热敏物料新方法的研究
• 1.2.1 减压水蒸气精馏
• 1.2.2 分子蒸馏
• 1.2.3 冷存料复合式分批精馏
• 1.2.4 带有冷存料塔釜的间歇精馏
• 1.2.5 强制循环式间歇精馏
• 1.3 热敏物料分离设备的研究
• 1.3.1 循环釜式间歇蒸馏塔
• 1.3.2 半连续真空蒸馏塔
• 1.3.3 膜式蒸发塔
• 1.3.4 填料塔
• 1.4 分批精馏操作方式的研究进展
• 1.4.1 提馏式分批精馏塔
• 1.4.2 带有中间贮罐的分批精馏塔
• 1.4.3 多罐间歇精馏塔
• 1.4.4 双再沸器间歇精馏塔
• 1.5 间歇精馏模拟的研究进展
• 1.6 本文研究工作
• 第二章 多再沸器间歇提馏塔的实验研究
• 2.1 操作方法的提出
• 2.2 多再沸器间歇提馏实验装置及说明
• 2.3 实验试剂、设备及分析方法
• 2.4 正丙醇—异丙醇体系
• 2.4.1 实验步骤
• 2.4.2 实验结果与数据处理
• 2.4.3 小结
• 2.5 乙醇—乙酸－乙酸乙酯体系
• 2.5.1 实验步骤
• 2.5.2 实验结果与数据处理
• 2.6 本章小结
• 第三章 多再沸器间歇提馏法的理论研究及计算
• 3.1 热敏物料的设备降解指数
• 3.1.1 机理研究
• 3.1.2 设备降解指数的计算
• 3.1.3 小结
• 3.2 热敏物料的理论分解率的计算
• 3.2.1 热敏物料的理论分解率
• 3.2.2 多再沸器间歇提馏装置物料分解率的计算
• 3.3 乙酸乙酯的理论分解率的计算
• 3.3.1 普通提馏乙酸乙酯理论分解率的计算
• 3.3.2 多再沸器（单塔身再沸器）提馏乙酸乙酯理论分解率的计算
• 3.3.3 多再沸器（两塔身再沸器）间歇提馏乙酸乙酯理论分解率的计算
• 3.3.4 小结
• 3.4 乙酸乙酯的理论分解率计算公式的推广
• 3.4.1 公式的引出
• 3.4.2 不同操作时间乙酸乙酯分解率的计算
• 3.4.3 小结
• 3.5 本章小结
• 第四章 多再沸器间歇提馏法的模拟研究和优化
• 4.1 多再沸器间歇提馏塔模型的建立
• 4.2 塔身再沸器功率量对产品浓度的影响
• 4.2.1 单个再沸器功率的改变对产品浓度的影响
• 4.2.2 多再沸器功率的改变对产品浓度的影响
• 4.2.3 小结
• 4.3 塔身再沸器位置对产品浓度的影响
• 4.3.1 单再沸器位置的改变对产品浓度的影响
• 4.3.2 两塔身再沸器位置的改变对产品浓度的影响
• 4.3.3 多塔身再沸器位置的改变对产品浓度的影响
• 4.3.4 小结
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 符号说明
• 参考文献
• 附录
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢