基于萃取精馏过程流程集成节能策略的研究

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1、分费^晰绷学}奁代码学～，1042^!【)【n(¨I(1IljII斜越大学硕士研究生学位论文论文题目：萃取精馏过程流程集成节能姓名指导教师学科专业专业代码研究A向策略的研究于洪芹韩方煜化学工程()8170l过程系统工矛青岛科技大学研究生学位论文萃取精馏过程流程集成节能策略的研究摘要苇取精馏作为一种分离近沸点混合物及其他低相对挥发度混合物的技术，在石油化学工业中得到广泛的应用。随着萃取剂选取方法的发展，萃取塔结构及工艺流程的改进和提高，萃取精馏技术的应用范围不断扩大。在选定萃取剂及萃取精馏塔结构不便改动的情况下，改变萃取精馏流程成为萃取精馏过

2、程降低能耗的必要手段。热集成技术是通过对不同级别不同量的热流进行合理匹配来降低能耗的方法。然而，在许多实际的分离过程中，由于受到过程背景及操作条件的制约，并不是所有的精馏过程都能通过这一技术使能耗最小。萃取精馏过程中，将复杂塔和热集成技术合成萃取精馏流程集成技术，会使整个过程形成一个集成系统，可以实现流程集约和节约能耗的目的。本文从流程集成的角度出发，对萃取精馏过程的竹能策略进行研究。具体分析了萃取精馏过程的特点，将该过程简化后的数学模型用松弛法与N．It法棚结合的算法进行求解，利用了松弛法稳定性好与N—R法收敛快的特点。对C5组分萃取精馏

3、过程中脱炔烃塔系进行模拟计算，结果表明该法适用于非理想性较强的物系。从流程的角度出发，分析了二级萃取精馏普通流程的能耗，提出了萃取精馏流程集成问题的逐层深入求解策略，即首先进行非热集成普通萃取精馏流程的模拟，然后对普通萃取精馏系统进行热集成，最后进行带热集成的萃取精馏系统的流程集成；制定了萃取精馏过程流程集成的六条调优规则，给出了萃取精馏流程集成的调优步骤，即将方案中对萃取精馏系统经济性最不利的单元进行改进并模拟，直到满足调优目标为止。最后以乙腈(ACN)萃取精馏分离C5馏分为例，运用本文提出的萃取精馏流程集成的竹能策略，进行流程的集成。在

4、调优规则的指导下，按照调优步骤将总公用工程费用作为渊优目标对流程逐步改进，同时进行热集成．并得到⋯个带有热集成的最优方案，该方案比初始流程热集成前和热集成后分别节省总公用工程费用达47．85％和1l65％。关键词：萃取精馏热集成流程集成节能策略．宣璺型垫查堂堕壅尘堂篁鲨塞STRATEGYSTUDYoFSAVINGENERGYINEXTRACTIVEDlSTlLLATIoNFLoWSHEETINTEGRATIoNABSTRACTExtractivedistillationisawell—knowntechnologyforseparating

5、azeotropesandmixturesofcomponentshavingcloseboilingpoint．Anditisappliedwidelyinpetrochemistryareas．Withthedevelopmentofmethodsforsearchingextractionsolvent、theimprovementoftrayconfigurationandprocessarrangement．extt‘aclivcdistillationhasbeenappliedmoreandmorewidely．Whenthe

6、solventandthetrayconfigurationCallnotbechangedeasily,thetranstbrmationofextractivedistillationflowsheetisaneffectivewaytoreduceenergyconsumption．Heat·integrationtechnologyisamethodforreducingtheenergyconsumptionbymatchingthequalityofheat．Butwiththerestrictionofprocessbackg

7、roundandtheoperatingconditions．notallthedistillationprocesscanachievetheleastenergyconsumptionwithonlyheat—integrationinpracticalseparationprocess．Inextractivedistillationprocess，complexcolumnandheat-integrationtechnologyCallmakethewholeprocessbecomeanintegratedsystem，andt

8、heflowsheetwillbecomeintensiveandtheenergyconsumptionwillbereducedgreatly．Thestrategyofsa