非均相间歇共沸精馏模拟的研究

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1、天津大学博士学位论文非均相间歇共沸精馏模拟的研究姓名：李汝贤申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：张卫江20060801中文摘要本文综述了苯酚国内外生产现状，工业上的用途、以及工业生产苯酚的各种工艺方法，研究了甲苯苯甲酸法生产苯酚，在前人实验结果的基础上研究了工艺中不同溶剂的对反应的影响，同时对苯甲酸生产苯酚的机理进行了探讨。本文针对在甲苯苯甲酸法生产苯酚的过程中，由甲苯生产苯甲酸时，产生大量重组分废料进行了研究，通过高真空减压精馏，充分回收利用重组分废料，得到苯甲酸、苯甲酸苄酯和芴酮等高附加值工业产品。在甲苯苯甲酸法生产苯酚过程中，苯酚中的主要杂质为水，苯酚的精制过

2、程主要是使用非均相共沸精馏。本文以甲苯为夹带剂，以苯酚、甲苯、水的体系为例进行了非均相间歇共沸精馏的过程模拟。本文对共沸精馏以及间歇精馏的分离技术和进展进行了评述，应用严格的热力学模型，提出了一个可广泛应用于共沸精馏和一般精馏的平衡级间歇精馏模型，该模型摒弃了一般间歇精馏模型的松弛算法，使用同步校正方法，增强了模型的适用性和精确性，模型构造以微分方程．为主，具备可读性强，便于修改等优点。该间歇精馏模型为恒体积持液模型，可以简化得到恒摩尔持液模型，另外根据精馏塔塔顶回流组成的不同，模型可以解决精馏塔顶回流均相和非均相的不同操作情况’。间歇精馏模型需要严格的初值，本文提出了使

3、用组分物料衡算和总物料衡算结合的模型建立了全回流模型，模型具备算法简便，收敛快等优点，利用模型提出间歇共沸精馏最小夹带剂用量的概念，当夹带剂用量过量时，所需间歇精馏的理论板数最少，同时最小夹带剂用量随精馏塔理论板数的增加而减少。通过全回流模型确定间歇精馏的初值，使用Mat1ab软件实现间歇精馏的动态模型，不同物系可选用合适算法进行模拟运算。以苯酚、甲苯和水体系为例进行模拟，模拟计算结果与实验结果吻合较好。关键词：间歇精馏共沸精馏非均相模拟苯酚ABSTRACTInthispaperthecurrentstatusofphenolproductionanditsUSeinin

4、dustry，aswellasallkindsofprocessmethodsforproducingindustrialphenolwasdiscussed．Theeffectsonthereactionsofdifferentsolventsinoneproeesswerestudiedinthetoluene—benzoicacidmethodforproducingphenol，basedontheresultoftheformerexperiment．Atthesametime，theprincipleforusingbenzoicacidproducephen

5、olwasdiscussed．Theheavycomponentswastewasstudiedwhichwasproducedbythereactionofthetoluene-benzoicacidmethodforproducingphenol，throughhighvacuumanddecompressiondistillation，andrecycledadequately，withhighlyaddedvalueindustryproductssuchasbenzoicacid．benzylbenzoateand9·fluorenoneete．Intoluen

6、e-benzoicacidmethodforproducingphenolprocess，themain‘impurityinphenoliswater．Therefineprocessofphenolwascompletedbyheterogeneousazeotropicdistillation．Inthisarticle，tolueneisusedasentrainer，andphenol，toluene，watersystemwereusedasasampletostudyasimulationofheterogeneousazeotropiedistillati

7、on．Theazeotropicdistillationandtheseparationtechnologyofbatchdistillationweresummaried．Usingarigorousthermodynamicssimulation，allequipoisedegreebatchdistillationmodelwassetupwhichcanbeusedinbothazeotropicdistillationandgeneraldistillation．ThismodelUSeSsynchroemendat