分离丙二醇甲基醚与水共沸物的过程综合与控制策略

发布时间：2021-03-16 02:48

　　丙二醇甲基醚与水在常压下可形成二元共沸物。本文以分离工业过程产生的组成为92.2 mol%水和7.8 mol%丙二醇甲基醚,处理量为1000 kmol/h的混合物为例,研究了液液萃取-非均相共沸精馏工艺和液液萃取-萃取精馏工艺。以年度总费用（TAC）最小为目标对两种工艺的稳态流程进行了经济优化,考察了两种工艺的动态特性,开发了稳健的动态控制结构。基于NRTL模型,借助平衡曲线和含残余曲线的三元相图考察了萃取剂的萃取效果和两种工艺的可行性。采用序贯迭代优化程序进行了工艺过程优化。其中,液液萃取-非均相共沸精馏最佳工艺的TAC和CO₂排放量分别为3478014$/y,2762.380 kg/s,比传统的非均相共沸精馏工艺的TAC和CO₂排放量分别降低了40.24%和45.37%。液液萃取-萃取精馏最佳工艺的TAC和CO₂排放量分别为3112250$/y,2168840 kg/s,比传统的萃取精馏工艺的TAC和CO₂排放量分别降低了34.18%和43.95%。结果表明,液液萃取-非均相共沸精馏工艺和液液萃... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1. 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 共沸机理及分类
    1.3 共沸体系分离方法研究进展
        1.3.1 萃取精馏工艺
        1.3.2 共沸精馏工艺
        1.3.3 液液萃取工艺
        1.3.4 变压精馏工艺
        1.3.5 工艺过程综合
    1.4 动态特性和控制模拟
    1.5 本课题的研究内容与意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究意义
2. 萃取剂的筛选和实验数据的测定
    2.1 萃取剂的筛选
    2.2 实验数据的测定
    2.3 本章小结
3. 工艺的稳态流程设计与优化
    3.1 工艺的稳态流程设计
        3.1.1 液液萃取-非均相共沸精馏工艺初步流程设计
        3.1.2 液液萃取-萃取精馏工艺初步流程设计
    3.2 工艺的经济优化
    3.3 结果与讨论
    3.4 本章小结
4. 工艺的动态特性与控制策略
    4.1 设备尺寸设计与温度灵敏板的选择
    4.2 液液萃取-非均相共沸精馏工艺的动态控制策略
        4.2.1 液液萃取-非均相共沸精馏工艺基础控制结构
        4.2.2 液液萃取-非均相共沸精馏工艺改进控制结构
    4.3 液液萃取-萃取精馏工艺的动态控制策略
        4.3.1 液液萃取-萃取精馏工艺基础控制结构
        4.3.2 液液萃取-萃取精馏工艺改进控制结构
    4.4 对比与讨论
    4.5 本章小结
5. 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间取得的学术成果



本文编号：3085271