甲乙醇—四氢呋喃体系的共沸特性及其变压精馏分离工艺优化

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1、甲／乙醇一四氢呋喃体系的共沸特性及其变压精馏分离工艺优化学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：青岛科技大学研究生学位论文fIIrlIMMMIIIIrlIIIIIY2552985甲／乙醇一四氢呋喃体系的共沸特性及其变压精馏分离工艺优化摘要本文对甲／乙醇．四氢呋喃两种压力敏感性共沸物系的变压精馏分离工艺进行了研究。在对甲／乙醇．四氢呋喃体系共沸特性的研究基础上，确定了采用变压精馏作为其分离的工艺。使用AspenPlus模拟软件，基于最小年度总费用TAC，对甲／乙醇．四氢呋喃变压精馏分离工艺进行优化，获得最佳的精馏塔操作工艺参数及相应的设备参数。研究了两种进料组成的甲醇．四

2、氢呋喃体系，此体系的优化结果符合最低共沸物变压精馏一般设计规则，塔顶组成稍稍偏离所对应压力下的共沸组成。研究发现对于25％THF进料组成的体系，应采用先低压再高压的塔序列并使用完全热集成方案，而对于75％THF进料组成的体系，先高压再低压的塔序列使用完全热集成工艺是合适的。该结论说明，高低压塔序列和热集成方案选择均受进料组成的影响。对10％、50％年n90％THF三种进料组成的乙醇．四氢呋喃体系进行研究，发现乙醇．四氢呋喃体系是很特殊的压力敏感性物系，虽然共沸组成随压力改变非常明显，但是对其的优化不符合最低共沸物变压精馏一般设计规则，塔顶组成偏离共沸组成很大。这一现象应归因于乙醇．

3、四氢呋喃体系所特有的共沸特性，值得进一步深入研究。对于乙醇．四氢呋喃体系，进料组成也影响高低压塔序列和热集成方案。此外，研究了高压塔塔顶冷凝器热负荷与低压塔塔底再沸器热负荷数量关系对热集成方案选择的影响，由数量关系确定热集成方案，简化了热集成方案优化中计算过程。关键词：甲醇乙醇．四氢呋喃变压精馏TAC优化热集成青岛科技大学研究生学位论文AZEOTROPICCHARACTERISTICS0FⅣ匝THANOL／ETHANOL—TETRAHYDROFURANSYSTEMSANDOPTIMIZATION0FPRESSURE—SWINGDISTILLATl0NPROCESSABSTRACTT

4、heseparationofmethanol-THFandethanol-THF．systemsusingpressure-swingdistillationisstudiedinthisa．rticle．Theselectionofoperatingpressure．ofthetwocolumnsisbasedontheazeotropiccharacteristicsoftetrahydrofuran．alcoholsystem．Basedonthemodleofcost，theoptimizedprocessoperationparametersandcapitalparam

5、etersweredeterminedonthebasisofanalysisingcapitalinvestmentandenergycostinthetotalannualcost(TAC)‘Theoptimizationandimprovementfocusedonpressure-swingdistillationseparatingmethan01．THFandethanol-THFiscarriedoutinthisarticleusingadvancedchemicalengineeringsottware(AspenPlus)．Simulation．andoptim

6、izationofpressure．swingdistillationseparatingmethanol-THFandethanol-THFwerecarriedoutapplyingUNIQUACmodel．Theimpactoffeedlocation，refluxratioandnumberofstagesonTACwasstudiedin’thispaper．Furthermore，theseparationprocessofmixturewithdifferentcomposition’iSalsooptimizedandtheresultsshowsthatthefe

7、asiblesequenceofhighandlowpressureoftwocolumnsinthepressure．swingdistillationprocessandthesuitableheatintegrationschemearebothdeterminedbythefeedcomposition．Refluxratioandsolventflowaremainfactorsaffectingseparatingefficiencyofextractiv