發(fā)布時(shí)間：2018-01-06 12:31

  本文關(guān)鍵詞：含溶劑多組元相平衡的研究及應(yīng)用　出處：《天津大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 相平衡 苯 噻吩 二甲基亞砜 醋酸水分離 流程模擬

【摘要】：相平衡是分離工藝開發(fā)、設(shè)備設(shè)計(jì)及流程準(zhǔn)確模擬的理論基礎(chǔ)。相平衡數(shù)據(jù)給出了平衡分離過程進(jìn)行分離操作的極限,是多組元分離計(jì)算的基礎(chǔ)。對于相對揮發(fā)度接近于1的難分離物系工業(yè)上通常采用特殊精餾(萃取精餾或共沸精餾等)的手段進(jìn)行分離,其原理都是往混合物中加入溶劑,以增大各組分間的相對揮發(fā)度。因而,含溶劑的多組元體系相平衡數(shù)據(jù)對于此類難分離物系而言顯得尤為重要。本研究中,利用汽液雙循環(huán)相平衡儀,針對苯-噻吩和醋酸-水兩組難分離物系,測定了加入相關(guān)溶劑后的多組元體系的汽液平衡數(shù)據(jù),以期為其分離過程設(shè)計(jì)、工藝改進(jìn)及流程模擬計(jì)算提供準(zhǔn)確可靠的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)測定了101.33kPa下苯-噻吩、苯-二甲基亞砜(DMSO)和醋酸-醋酸仲丁酯(SBA)三個(gè)二元物系及苯-噻吩-二甲基亞砜、醋酸-醋酸仲丁酯-水兩個(gè)三元體系的汽液平衡數(shù)據(jù),豐富了苯-噻吩及醋酸-水兩個(gè)待分離體系含溶劑的多元汽液平衡數(shù)據(jù)。測得的二元物系汽液相平衡數(shù)據(jù)均符合Herington面積法熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。選用NRTL和UNIQUAC活度系數(shù)模型對不含醋酸的二元物系實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行熱力學(xué)關(guān)聯(lián);對于含醋酸的體系,考慮到醋酸的強(qiáng)締合性質(zhì),采用化學(xué)理論和HaydenO’Connell(HOC)相結(jié)合的方法對汽相的非理想性進(jìn)行校正,選用NRTL-HOC和UNIQUAC-HOC模型進(jìn)行關(guān)聯(lián);獲得了相應(yīng)的二元交互作用參數(shù),溫度偏差及組成偏差,結(jié)果表明兩種模型均能較好的關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。利用二元物系UNIQUAC模型參數(shù)預(yù)測三元體系汽液平衡數(shù)據(jù),預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值較為符合,平均偏差均在3%以內(nèi),獲得了較好的預(yù)測結(jié)果,滿足工程實(shí)際需求。此外,對醋酸-水體系的分離,在共沸精餾的基礎(chǔ)上,提出一種萃取-共沸精餾集成的分離工藝。以醋酸仲丁酯為溶劑,通過間歇萃取實(shí)驗(yàn)對萃取段的可行性及模型參數(shù)的準(zhǔn)確性、可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證;應(yīng)用Aspen Plus流程模擬軟件對集成分離工藝進(jìn)行模擬優(yōu)化,并以最低能耗為目標(biāo)進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)分析。在相同設(shè)備條件和設(shè)計(jì)規(guī)定下,分別以醋酸正丙酯和醋酸異丁酯為溶劑對分離過程進(jìn)行模擬優(yōu)化,得到最優(yōu)能耗,進(jìn)而對三種不同溶劑分離過程的能耗進(jìn)行對比分析。
[Abstract]:The phase equilibrium separation process development, theoretical basis of equipment design and process simulation. The phase equilibrium data gives the equilibrium separation process for ultimate separation operation, the multicomponent separation calculation basis. The relative volatility of close to 1 are usually difficult to isolate the Department of industrial used special distillation (or extractive distillation were azeotropic distillation etc.) means of separation, the principle is adding solvent to the mixture, so as to increase the relative volatility between different components. Therefore, the multi-component systems containing solvent phase equilibrium data for such hard separation system is particularly important. In this study, the use of double circulating vapor-liquid equilibrium according to the instrument, thiophene and benzene - acetic acid water two group hard separation system, the vapor-liquid equilibrium data of multicomponent system added after the solvent was determined, in order for the separation process design, process improvement and process simulation for accurate The thermodynamic basis of reliable data. The experimental determination of 101.33kPa benzene and thiophene, benzene and two dimethyl sulfoxide (DMSO) - sec butyl acetate and acetic acid (SBA) three two yuan system and benzene and thiophene - two dimethyl sulfoxide, acetic acid sec butyl acetate - two three yuan water vapour liquid system equilibrium data, rich benzene and thiophene and acetic acid - water separation system to two solvent containing multiple vapor-liquid equilibrium data. Two yuan is measured by the vapor-liquid phase equilibrium data were fitted with Herington area method of thermodynamic consistency test standard. The choice of NRTL and UNIQUAC activity coefficient model were related to two yuan. Department of experimental data for containing acetic acid; acetic acid containing system, taking into account the strong association properties of acetic acid, the chemical theory and HaydenO Connell (HOC) method combining the non ideal phase correction of steam, using NRTL-HOC and UNIQUAC-HOC models were obtained corresponding relationship; The two element interaction parameters, composition and temperature deviation deviation, the results show that the correlation of experimental data of two kinds of model can better predict. Three yuan of vapor-liquid equilibrium data with two component system UNIQUAC model parameters, the predictive value is consistent with the experimental values, the average deviation is within 3%, obtain better prediction results and meet the actual needs of the project. In addition, the separation of acetic acid water system, on the basis of azeotropic distillation, put forward a kind of integrated extraction azeotropic distillation separation process. The SEC butyl acetate as solvent, the feasibility and accuracy of the model parameters on the extraction section of the intermittent extraction experiments, reliability has been verified the application of Aspen Plus process simulation software; simulation and optimization of integrated separation technology, and with the minimum energy consumption as the target of analysis of heat exchanger network. In the same conditions and provisions of equipment design, respectively, n-Propyl Acetate and vinegar The separation process was simulated and optimized by isobutyl ester as the solvent, and the optimal energy consumption was obtained. Then the energy consumption of three different solvent separation processes was compared and analyzed.

【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ028;TQ013.1

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本文編號：1387892