包含间壁塔的精馏序列的分析与研究

发布时间：2020-06-08 20:20

【摘要】：精馏是化学工业中最主要、应用最普遍的分离方法。但因其能耗较大,探索精馏过程中有效的节能途径一直以来是专家学者们的研究重点。间壁塔不但节能效果显著,而且设备投资可以有效降低,因此一直受到工业和学术界的关注。多组分精馏分离必将涉及精馏序列的选择,较优的序列可以有效降低化工生产过程中的能耗。将间壁塔引入到精馏序列中,虽然可以减少序列中的塔个数,但同时增加了分离子问题数和精馏序列的变化。本研究对比已有的普通塔的相关结论,推导了多种包含间壁塔的不同情形的精馏序列数、分离子问题数和分离子群数的计算公式。间壁塔结构形式复杂,难以准确建模。本文通过先在Aspen中采用简捷算法和严格算法进行初步的设计和模拟,随后在gPROMS中建立严格模型的方式实现对间壁塔的模拟优化。对不同体系或组成的案例进行对比研究,在得到塔优化结果的基础上,采用动态规划法得到相应的最优精馏序列。并对此进行讨论和分析,进一步挖掘分子间作用力层面的影响,试图找寻间壁塔在精馏序列中的较优位置,可以有效的减少模拟优化的工作量,对后续研究具有指导意义。
【图文】：

热泵精馏,精馏

逦Ｂ逡逑图１－２热泵精馏逦图１－３中间冷凝器和中间再沸器逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｈｅａｔ邋ｐｕｍｐｉｎｇ邋ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ逦Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｉｄｅ邋ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ邋ａｎｄ邋ｓｉｄｅ邋ｒｅｂｏｉＪｅｒ逡逑三、多效精馏逡逑多效精馏能够有效地利用各级的能量品位。双效精馏的两个塔，操作压力存在差逡逑异。因此，高压塔顶采出气，可以被用作低压塔底的加热蒸汽使用。也就是说，一级逡逑精馏移除的热量，，可以在二级精馏（或者更低等级）中被利用［Ｍ］。因此，一级热源的逡逑利用程度得到提升。精馏体系可以内部循环利用其他冷凝器产生的潜热。这在一定程逡逑度上降低了热力学的不可逆性，有效地实现节能降耗［１９，２（３］。逡逑双效精馏可以根据物流和能量流的方向被分为平流、顺流和逆流三种方式［２１］，其逡逑应用最为广泛。因为随着精馏塔数量的增加，多效精馏节能优势会下降的很快。因为逡逑３逡逑

中间冷凝器,再沸器,和中,精馏

逦Ｉ逦Ｂ逡逑图１－２热泵精馏逦图１－３中间冷凝器和中间再沸器逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｈｅａｔ邋ｐｕｍｐｉｎｇ邋ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ逦Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｉｄｅ邋ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ邋ａｎｄ邋ｓｉｄｅ邋ｒｅｂｏｉＪｅｒ逡逑三、多效精馏逡逑多效精馏能够有效地利用各级的能量品位。双效精馏的两个塔，操作压力存在差逡逑异。因此，高压塔顶采出气，可以被用作低压塔底的加热蒸汽使用。也就是说，一级逡逑精馏移除的热量，可以在二级精馏（或者更低等级）中被利用［Ｍ］。因此，一级热源的逡逑利用程度得到提升。精馏体系可以内部循环利用其他冷凝器产生的潜热。这在一定程逡逑度上降低了热力学的不可逆性，有效地实现节能降耗［１９，２（３］。逡逑双效精馏可以根据物流和能量流的方向被分为平流、顺流和逆流三种方式［２１］，其逡逑应用最为广泛。因为随着精馏塔数量的增加，多效精馏节能优势会下降的很快。因为逡逑３逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ028.31

【参考文献】