探析非均相共沸间歇精馏控制回流操作的研究

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1、沈阳化工学院硕士学位论文非均相共沸间歇精馏控制回流操作的研究姓名：张英申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李文秀20040302沈m化T学院硕=}j学位论文摘要非均相共沸间歇精馏控制回流操作的研究摘要本文针对非均相共沸问歇精馏控制回流操作的特点，对非均相共沸间歇精馏体系进行深入的研究。提出将牛顿一拉普森法和两点隐含法相结合的训‘算模型。非均相共沸体系具有强非理想性，气液相平衡模型及液液相平衡均采用UNIFAC模型，采用切平面判据法对进入液体分层器的液体进行液相稳定性测试，提供液液相分离计算的初值，再结合牛顿～拉普森迭代法运算求得分层率，根据物料平衡求出

2、各相组成，经循环迭代可以求得分层各组分相关数据，共沸问歇精馏模拟计算采用两点隐含法进行迭代计算。本文以乙醇一水一正己烷(夹带剂)所组成的共沸精馏体系为例进行研究。以实验室的操作数据为基础数据，用这套算法对该非均相共沸体系进行模拟计算，计算结果与实验数据基本吻合，证明了该算法的可靠性。同时可以得：随着塔顶共沸物回流温度的增加，水相中水的含量与乙醇的含量的比值先增加后减小，水相结束的时间先减小后增加，综合考虑各种因素，本实验物系的回流温度为27℃时，分离效果较好。通过调节塔顶共沸物的温度可以有效地控制共沸间歇精馏过程。通过对不同目标函数进行分析：随着塔顶共沸物温

3、度的增加，：分离效果先提高后降低。利用Visual．Basic语言的可靠性，对文中物性参数的拟合、液相稳定性测试、液液相平衡分离、模拟计算的程序进行了编写。烷关键词：共沸精馏，间歇，液液相平衡，模拟计算，乙醇，水，正己阳化工学院硕士学位论文ABSTRACTSTUDYoNTHEoPERATIoNoFREFLUEFoRHETERoGENoUSAZEoTRoPICBATCHDISTILLAllIoNABSTRACTHeter02enousazeotropicbatchdistillationischaracteredlfortheoperationofreflux

4、。TheazeotropicdistiltationofthesystemiSstudied，Duetothenon—idealbehavior，UNIFACmodeliSUSedtodepictyapor—liquidandliquid—liquidequilibriumbehaviorofthesystem．Concerningtheliquidinthedecanter，thestabilityischeckedbytangentplanestabilityanalysis，andtheinitializationofphasesplittingcal

5、culationisproduced．AgoodestimateofthephasefractionisgottenbysuccessivesubstitutiOnwithNewton’Smethod．andeverycomponentOftwophasesisgottenbymassequilibriumequation．Finally，thesolutionofthiSequationiSproducedwithsuccessivesubstitutioncalculation．TheconnotationoftwopiontsmethodiSusedt

6、osimulationofazeotropicdistillation．Newton’SmethodandconnotationoftwopiontsmethodiScombined．Theazeotropicdistillationofthesystemethanol—water—hexane(agent)isstudied．BYvirtueofthiScombinedcalculationmethod．theSimulationisbegunWithexperimentdataasbasicaldata．Theresults0fSimulationacc

7、ordwiththeexperimentdata．whichprovedthatthecombinedcalculationmethodiscredible．Thetemperatureis27"(2，theeffectofseparationispreferabeforthesystem．Heterogenousazeotropicbatchdistillationiscontrolledbyoperatingthetemperatureofthereflux．Byanalyzingdifferentgoalfunction，thereisaoptimiz

8、ationvalue，astheincreasing