多组分高温精馏回流比的特性与算法研究

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1、中图分类号——UDC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——硕士学位论文学校代码!Q53呈密级——多组分高温精馏回流比的特性与算法研究StudyOilCharacteristicsandalgorithmsofmulti—componenthightemperaturedis伽ationreflHXratio作者姓名：尹代冬学科专业：动力工程及工程热物理研究方向：热能工程学院(系、所)：能源科学与工程学院指导教师：谢锴副教授副指导教师：论文答辩日期丝!!：￡：垫答辩委员会主席盗窒兰型中南大学二零一三年五月一专一二，牛丑月原创性说明本人声明，所呈交的学位论

2、文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。储签名：雄吼丛年上月2日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学

3、位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：≠盛盔导师签名塑查丝日期：兰堕年』月2日多组分高温精馏回流比的特性与算法研究摘要：回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，是精馏过程中的关键节能参数，也是精馏过程优化操作的一大难点。为了解决目前多组分高温精馏体系的过渡分离问题，实现对多组分高温精馏回流比的控制，达到节能降耗的目的，本论文对多组分高温精馏回流比的特性与算法进行了研究。主要完成了以下工作：(1)以化工精馏数学模型为基础，比较传统的数学模型及求解方法的优缺点，结合多组分高温精馏的特点，建立了多组分高温精馏体系的数学模型，即MESH-C方程组，提出了多组分高温精馏体

4、系逐级计算法，并利用Matlab编写了逐级模拟计算程序。(2)分析了多组分高温精馏流量及组分浓度的变化规律，回流盘相邻两块塔盘问回流量、蒸发量成等差数列变化，从塔顶往下逐级增加，公差与散热量成正比例关系；回流比与回流段散热量成正比例关系，因此在回流比最小的情况下，其精馏能耗最小；回流盘相邻两块塔盘问易挥发组分浓度近似成等比数列变化，回流盘的散热量、冷凝量、蒸汽压强、活度系数会影响浓度的变化快慢。(3)用MESH．C数学模型计算所求得的散热量与热工测试所计算的相对误差在2．4％．4％之间，验证了MESH-C数学模型在锌精馏的实用性。基于此模型及逐级计算法对锌精馏铅塔回流段进行模拟计算，其

5、流量及组分浓度变化规律与模型分析结果一致。(4)通过分析回流比对各精馏参数的影响，提出了在满足分离任务的前提下，以产量最大化作为精馏操作的目标函数，并对其求解过程利用C语言程序进行编程，求解最小回流比。研究表明：采用本研究所求出的最小回流比，对铅塔进行参数调节，可实现节能2186吨标准煤／年。图23幅，表16个，参考文献6l篇。关键词：多组分高温精馏，回流比，精馏计算，锌精馏塔，散热强度分类号：TQ026ⅡStudyonCharacteristicsandalgorithmsofmulti-componenthightemperaturedistillationrefluxratioA

6、bstract：RefluxratioiSthemainfactorofaffectingthedistillationseparationeffect，isthekeyparametersofenergysavingdistillationprocess，andalsoadi伍cultproblemofopermionoptimizationofdistillationprocess．Inordertosolvethemultiplecomponentsofhightemperaturedistillationsystemtransitionseparationproblem，tor

7、ealizethecontr01ofmulti—componenthJ【幽temperaturedistillationrefluxratio，achievethepurposeofenergysaving，propertiesandalgorithmofthemulti-componenthJl曲temperaturedistillationrefluxratiowerestudied．Mainlycompletedthefollowingw