利用活性填料分离共沸物系的基础-研究

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1、符号说明q组分i的活度系数，=Z／f,。C蒸气压方程常数CE过量蒸气压常数，兰C—cof逸度G吉布斯自由能，J／m01．1岔瑶外在力场作用下的过量摩尔蒸发焓K组分i的分配系数l外在力场的数目n组分数P蒸气压P外在力场存在时组分i的饱和蒸气压，KPa；mmHg圪外在力场不存在时组分i的饱和蒸气压，KPa；mmHgP摩尔极化作用，聊3／tool-1r曲率半径；孔的半径，mR气体常数，=8．3143，／mol叫K．1S熵r在相口中组分i的摩尔分率希腊字母％：组分1对组分2的相对挥发度占介电常数，C2‘，-1／m-1‘相对介电常数，暑形仍外在力场存在时组

2、分i的逸度系数以外在力场存在时组分i的活度系数以．。外在力场不存在时组分i的活度系数孝与沙对应的广度参数K，K。无因次常数∥外在力场存在时在相口中组分i的化学势彪外在力场不存在时在相口中组分i的化学势万系统中相的数目符号说明盯表面张力，rtur／m‘2旷外在力场存在时在相口中i的物理化学势甲表征外在力场的参数下标A共沸时的性质F在外在力场时的性质i组分iL色散作用0外在力场不存在时的性质0其它作用上标E外在力场存在时的过量热力学性质l液相．s固相u汽相∞曲率半径无穷大时的性质，平面一部分摩尔热力学性质独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师

3、指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得鑫垄盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。⋯⋯躲弓旨侨⋯期：卅1∥月多／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

4、。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：溶椿答字日期：1年，月≥1日新签名坼枇材＼新签名卅伴韧＼签字日期：∽7年‘月／日，第一章文献综述精馏是过程工业中应用最广泛的分离操作，据估计，90％---95％的产品提纯和回收由精馏实现，这除了由于其技术比较成熟的原因外，最主要的是因其通常只需要提供能量和冷却剂，就能得到高纯度产品，操作简单，一般比较经济⋯。一般的蒸馏或精馏操作是以液体混合物中各组分的相对挥发度差异为依据的。组分间挥发度差别愈大愈容易分离。但对于某些液体混合物，组分间的相对挥发度相差很小以至于不宜或不能用一般精馏方法分离

5、，而从技术上、经济上又不适用于其它方法分离时，则需要采用特殊精馏方法，另外随着生物技术、中药现代化和环境化工等领域的不断发展和兴起，人们对蒸馏技术提出了很多新的要求(如低能耗、无污染等)，由此也促进了许多新型精馏技术的产生。共沸物系的分离一直是化工分离领域研究的热点，尤其是随着全球环保意识的增强，对有机溶剂的排放要求愈来愈高，已经从末端控制逐渐过渡到源头控制，争取实现“零”排放。自新世纪2000年至2006年的7年时间里，在SCI和El收录的刊物上发表的关于“azeotropicdistillation”的论文分别为350和390余篇，平均每年发

6、表50多篇。在这些论文中主要是研究分离共沸物系的分离工艺和开发新的共沸剂，以及针对不同新共沸物系采用共沸精馏的概念设计等他~53。其中一个新出现的研究分离共沸物系的方法——毛细管精馏是一个很有发展前景的方向。毛细管现象在自然界的存在和应用由来已久，如植物吸收水分，人体血液循环等等。毛细管精馏技术最早是由Yeh等哺1于1959年提出的，由AbuAI．Rub和Datta"3改进的新型分离工艺——采用多孔毛细管不锈钢筛板改变混合物汽液平衡的精馏方法。毛细管精馏技术是一种新型的分离共沸物系的技术，美国等发达国家已经开始进行了开发性的研究，但出于保密的原因

7、，对该技术的基础理论和商业化应用研究的文献报道还不多；而国内对毛细管精馏技术的研究目前还未见到文献报道。因此，在国内进行毛细管精馏的科学和技术问题研究，可以使我们尽快掌握这种新型的分离技术。1．1毛细管精馏理论基础毛细管精馏技术可以在一个分离塔装置内进行，仅依靠塔内件的特殊作用就可以改变共沸物系的汽液平衡关系，使共沸点消失，该分离技术不需要使用外加第一章文献综述的共沸剂，所以也就不需要共沸剂的回收分离塔，不仅节能而且减少了分离过程溶剂的损耗和排放，对环境是友好的。毛细管精馏技术之所以比传统的填料塔和板式塔精馏技术具有分离共沸物系的优势，主要是由于

8、其独特的毛细管结构导致的共沸物系汽液两相流动和接触方式及汽液平衡关系的不同。到目前为止，对于毛细管精馏装置的设计和传质规律公开的文献报道