探析共沸精馏系统可行结构的合成

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1、天津大学硕士学位论文共沸精馏系统可行结构的合成姓名：张中正申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：宋海华20080501摘要分离过程网络综合的任务是如何选择适宜的分离方法，确定最优的分离序列，使系统的经济与社会效益最高。分离过程网络综合作为过程综合的一部分，它的研究具有重要的意义。但是，由于分离过程本身的复杂性和多样性，目前的理论和方法还只能解决一些比较简单的问题，在分离过程网络综合研究方面还存在很多困难和不足。本文在分析分离过程本身特性的基础上，提出了一套分离过程网络综合的新方法。本文以非均相共沸精馏体系为例介绍分离过程网络可行结构合成的方法和步骤。首先，利用残余曲线图分析判断非均相

2、共沸精馏体系的分离趋势，然后结合精馏边界线、溶解度曲线、临界混溶点等利用新开发的残余曲线图物料集划分方法划分物料集，确定生成目标产物及其中间产物的所有可行操作单元，最后以两种不同的思路合成非均相共沸精馏体系的可行结构，结合简单的目标函数，寻找最优的可行结构。本文以乙酸一甲苯一水体系和乙酸一水一乙酸乙酯体系为例论述非均相共沸精馏体系可行结构的两种合成方法，结果表明利用系统法从最大结构逆向合成可行结构，可以拓宽思路，一定可以找到最优结构，其次也表明残余曲线图物料集划分方法是种系统方法，是过程综合不可缺少的一部分，更为重要的是验证了本文创新的最大结构合成方法的正确性和有效性。关键词：共沸精馏过

3、程合成分离网络最大结构可行结构P．图残余曲线图ABSTRACTThepurposeofseparation—networksynthesisishowtochoosesuitablesepa“ltemethodsandtoconfi咖thebestseparatesequenceintennsofeconomiccompetence．Separation-networksynthesis，asapartofprocesssynthesis，isstudiedwithimpoftantmeaning．Butbecauseofthecomplexit)，andmultifornlityoft

4、heseparation-neMorksynthesisitself：theactualtheo巧andmethodcanonlysolVesomesimpleproblemsrelativelV．whichexistlotsofdi衢cultiesandde6cienciesintheresearchoftheseparation．networksynthesis．Theworkpresentedinthisthesisaimsatpr0Ⅳidinganewmethodofs印aration．networksynthesisbasedonanalysisofseparationproc

5、essitself．Inthemesis，themethodsofSolution-structuresgenemtionareillustratedbytakingheterogenerousazeotropic—distillationsystemsforexample．First，tema巧heterogene-rousazeotropicmixtlJreisstudiedwithresiduecurvem印s(RCM)todetemlinetheseparationdirection，andthenallthecandidateoperatingunitsareidentined

6、byaninnovativemethodofpartitioning1umpedmaterialswiththecriticalcun，esandlines．Atlast，wegeneratethesolution-structuresandthenfindtheoptimalsolutionsunderthere嘶ctionofsimpleobjectiVe向nctions．Inthethesis，HOAc．Tbluene．WatersystemandHOAc-Wate卜EtOACsystemaretakenasex锄Dlestodemonstratetwomethodsoffeasi

7、bleflowsheetsgeneration，andtheresultsshowt11atbackwardsynthesizingofsolution-structuresf而mmaXimalstructureinvolvealltheonessothattheoptimaIflowsheetcann’tbelost，andthesystematicmethodofpartioningthelumpedmaterialsisess