探析非均相间歇共沸精馏过程的研究

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1、天津大学硕士学位论文非均相间歇共沸精馏过程的研究姓名：孙国秀申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：崔现宝20070601中文摘要非均相间歇共沸精馏是间歇精馏和共沸精馏的集成过程，适用于共沸物和近沸物的分离。具有设备投资小，可单塔分离多组分混合物，灵活性强的优点。本文采用以对二甲苯和环已烷为共沸剂的非均相间歇共沸精馏方法分离N一乙基哌嗪一乙醇胺的共沸混合物。通过理论分析、实验验证以及模拟计算对其可行性和影响非均相间歇共沸精馏过程的各个操作参数进行了详细地研究。本文首先测定了N一乙基哌嗪一乙醇胺、对二甲苯-N-乙基哌嗪、对二甲苯一乙醇胺在常压下的汽液平衡数据以及

2、共沸物的共沸点。实验结果经Herington方法检验，符合热力学一致性，并拟合出了NRTL活度系数方程参数。测定了N．乙基哌嗪一乙醇胺．对二甲苯在20"C和50℃下的液液平衡，并结合残余曲线图对该体系非均相间歇共沸精馏过程的可行性进行了分析。采用UNIFAC基团贡献法预测了环己烷一乙醇胺、环己烷一N一乙基哌嗪常压下的汽液平衡。在此基础上，进行了N_乙基哌嗪一乙醇胺共沸体系的非均相间歇共沸精馏实验。通过实验证明，对二甲苯和环己烷均是进行N一乙基哌嗪一乙醇胺共沸体系非均相共沸精馏的有效共沸剂。本文还建立了非均相间歇共沸精馏数学模型，并以对二甲苯为共沸剂对N一乙基哌嗪

3、一乙醇胺共沸体系进行了非均相间歇共沸精馏过程的模拟计算，研究了原料组成、回流比和理论板数等因素对非均相间歇共沸精馏过程的影响，并得到了这些参数对非均相间歇共沸精馏的影响规律。关键词：非均相间歇共沸精馏：汽一液平衡；液一液平衡；N．乙基哌嗪；模拟计算ABSTRACTTheheterogenousazcotropicbatchdistillationis跚integratedprocessofbatchdistillationandheterogenousazeotropicdistillation,whichisusedtoseparateclose-boilin

4、gmixtureandazeotropes．Ithasmanyadvantages，suchaslowequipmeminvestment，separationofmulti-componentmixturebyasinglecolumnandflexibility．N—ethylpiperazineandmonoethanolaminewereseparatedbYtheheterogenousazeotropicbatchdistillationwithp-xyleneandcyclohexaneastheentrainers，respectively．Th

5、efeasibilityandtheeffectsofdifferentoperationparametersoftheheterogenousazeotropicbatchdistillationprocesswerestudiedviatheoreticalanalysis，experimentsandsimulation．Thevapor-liquidequilibriumdataforbinarysystemsofN··ethylpiperazine-monoethanolamine，p-xylene—N—ethylpiperazineandp-xyle

6、ne-monoethanolaminewereobtainedbythevapor-liquidequilibriaexperimentsatambientpressure，alsotheazeotropicpointsforbinaryazeolropicsystemswereobtained．TheexperimentalresultsweretestedforthermodynamicconsistencyandtheparametersofNRTLequationforthesebinarysystemsWCl'ecorrelatedbytheexper

7、imentaldata．Theliquid-liquidequilibriumforternarysystemsofN·ethylpiperazine-monoethanolamine—p-xylenewasobtainedbytheliquid-liquidequilibriumexperimentat20"Cand50。C，andthefeasibilityoftheseparationbytheheterogcnousazeotropicbatchdistillationwasanalyzedwithresiduecl：ll'Vemaps．Thevapor

8、-liquidequil