探究间歇精馏全回流浓缩—无回流采出过程的研究

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1、簿首磊翁⑧天毕大薯#国近代第所大学硕-k学位论文学科专业：化学工稗作者姓名：朱自伟指导教师：白鹏教授2006年1月摘要间歇精馏全回流浓缩．无回流采出是一种新型的间歇精馏操作方法，该操作方法与传统精馏操作方法的根本区别就是前者整个过程是一个全回流浓缩一无回流采出连续进行的过程，采出时没有回流液体，后者在一定的回流比下操作。该方法彻底突破了传统精馏的回流比理论，使全回流和全采出各自在浓缩和分离方面的优势得以充分发挥，是一种有很大发展潜力和应用前景的操作技术。目前，对间歇精馏无回流采出过程所作的研究还很少，本文的主要工作即是对间歇精馏全回流浓缩一无回流采出全过程进行实验研究和数学模拟。本文进行了间歇

2、精馏全回流浓缩一无回流采出的实验研究，采用三种相对挥发度不同的物系异丙醇一正丙醇体系、乙醇一异丙醇体系、甲醇一水体系分别在不同配料比下进行研究。首先进行全回流浓缩，待建立起稳定的浓度梯度后，开始无回流采出，记录塔顶、塔中和塔釜取样点处的温度，采出结束后用气相色谱对样品进行分析并进行数据处理。由实验数据图表可以看出，在无回流采出过程开始后，精馏塔各取样点处的温度均升高，而易挥发组分的浓度(质量分数)均下降，其中塔顶和塔中开始几分钟变化剧烈，之后变化趋缓，而塔釜一直平缓变化。本文对间歇精馏全回流浓缩一无回流采出过程的模拟计算进行了研究，将精馏塔分成冷凝器、塔体、塔釜几部分进行物料衡算，结合两点隐含

3、法与0校正法求解。考察了全回流操作阶段塔顶轻组分的浓度随操作时间的变化趋势，以及塔板数、相对挥发度、持液量和汽液相流率对操作时间的影响。对三种不同相对挥发度的物系异丙醇一正丙醇体系、乙醇一异丙醇体系、甲醇一水体系进行模拟计算，结果表明摩尔蒸发潜热接近的物系模拟结果与实验结果吻合较好。本模型对间歇精馏全回流浓缩一无回流采出这种新的操作方法应用于工业实践有一定的指导意义。关键词：间歇精馏全回流浓缩无回流采出模拟ABSTRACTThetotal·-refluxcencentratingandno·-refluxwithdrawingprocessofbatchdistillationisakindo

4、fnewdistillationmode．Thedifferentiationofthisprocessandtraditionaldistillationprocessisthatduringtheno-refluxprocessthereisnorefluxliquidwhichisnecessaryinthetraditionaldistillationprocess．Thisoperationmethodmadeabreakthroughintherefluxratiotheoryofdistillation．ItCanmakegooduseoftheadvantageoftotal—

5、refluxandno·refluxincencentratingand辩p鼬血g，respectively．Therefore曲eno-refluxoperationisa．verypromisingoperationandCallbeappliedwidely．Inthispaper,theexperimentalstudyinvestigatedatotal-refluxconcentratingandnO·refluxwithdrawingprocessofbatchdistillation．Threemixtureswhichhavedifferentrelativevolatili

6、ties，iso—propanol-n-propanol,alcohol—iso-propanolandmethol—water,havebeenconductedatdifferentfeedcomposition．Duringthewithdrawingstage，thetemperatureprofilesandtheconcentrationprofileoftheliquidphasealongtheeolunmweremeasured．ItCanbeseenfromthedataobtainedthatwhentheno-refluxwithdrawingprocessstarte

7、d,thetemperatureofthecohmmincreasedwhiletheconcentrationofthelightcomponentdecreased．Thechangeatthetopandbodyofthecolumnismoredramaticthantheoneatthestillduringthefirstfewminutes．Thispaperprovidedasim