三相精馏过程的非平衡模型与优化研究

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1、浙江大学博士学位论文三相精馏过程的非平衡模型与优化研究姓名：郭敏强申请学位级别：博士专业：控制科学与工程指导教师：王树青20040501ii摘要两相填料塔精馏过程需要更多的填料分段数目。4．基于阶跃摄动测试，对非平衡模型主要参数进行了灵敏度分析，结果表明模型中的有效相接触面积的灵敏度最大。由此，本文提出了一种两相和三相精馏过程有效相接触面积优化计算方法。优化结果表明：在精馏操作载点和泛点之间，三相精馏过程的有效相接触面积优化值比文献模型预测值更大，而两相精馏过程的有效相接触面积优化值与文献模型预测值吻合良好。5．实验结果表明三相精馏过程在载点之前的分离效率比两相精馏过程的分离效

2、率低21％，而在载点和泛点之间，三相精馏过程的分离效率则比两相精馏过程的分离效率高了近51％。6．建立了一个三相动态非平衡模型。对于本文的研究对象，三相动态非平衡模型的仿真结果表明了系统具有轻微的不对称非线性特性以及一定的耦合性。最后总结全文，提出了有待进一步研究的工作重点。关键词：非平衡模型；相稳定性；菲均相；灵敏度分析；优化浙扛大学博士学位论文AbstractSimulationandoptimizationofdistillationprocessesareusuallycarriedoutusingequilibriummodelwhereinthevapourphas

3、eisassumedtobeinequilibriumwiththeliquidphasesleavingthetheoreticalstages．TheequilibriummodelischaracterizedbytheMurphreeefficiencyorHei曲tofEquivalenttoaTheoreticalPlate(HETP)valuesinceatrayisgenerallynotworkinglikeallequilibriumstage．However,thesevaluesarenotthesameinsystemswithmorethantwoc

4、omponentsandcannotbecorrelated．Especiallyforcomplicatedmulticomponentdistillationprocesses，SUchasthree-phasedistillationsinthiswork，theequilibriummodelwilIIcadtoasignificanterrorinthedistillationmodellingTherefore．anovelmodellingmethodiSurgentfortheincreasingdemandsontheaccuracyofdistillatio

5、nmodel．Nonequilibriummodelhasbeenconsideredandinvestigatedasanovelrigoroussimulationmethod．Atopicofgreatpracticalandparticularindustrialinterestinrecentyearshasbeenthree-phaseazeotropicdistillationorheteroazeotropicdistillation．Thistechniqueiscommonlyemployedtoeffectivelyseparateazeotropicsy

6、stems，whicharedifficultforconventionaldistillationtechnique．Forheterogeneousazeotropicdistillations，threephases，onevapourphaseandtwoliquidphases，Cancoexist．Theexistenceofthesecondliquidphasecouldchangethehydrodynamicbehaviourandthereforeinfluencetheseparationefficiency．Meanwhile，themostdiffi

7、culttaskforsimulationandoptimizationofheterogeneousdistillationsistodeterminewhethertheliquidphaseisstableincolumnstagesorpackingsections．whichiSalsooneofthefocasesofthisdissertation．Inthisdissertation，athree-phasenonequilibriummodelforpackedcolumn