短程蒸馏传热传质研究及其在废润滑油再生中的应用

发布时间：2017-05-01 06:08

  本文关键词：短程蒸馏传热传质研究及其在废润滑油再生中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 短程蒸馏是一种高真空度条件下操作的新型分离技术，具有蒸馏温度低、加热时间短、分离效率高等优点，，特别适用于高沸点、热敏性和易氧化物系的分离，在食品、医药、油脂加工、香料生产等精细化工领域有广阔的应用前景。刮膜式短程蒸馏器作为一种高效短程蒸馏设备，其刮板的搅动增强了液膜表面的更新，强化了传热和蒸发过程，但同时又使得设备内的液膜流动及液膜内的传递过程机理变得复杂。 本文详细介绍了短程蒸馏过程的原理，指出短程蒸馏与分子蒸馏本质上的区别，并对短程蒸馏技术的特点、设备类型与结构、工业应用的发展以及传热传质模型的研究现状等进行了系统的阐述。 通过对刮膜式短程蒸馏器内蒸馏过程的分析，指出在高真空下设备中残留惰性气体对蒸发过程的影响微弱，易挥发组分的蒸发阻力主要来自于组分在液膜中的扩散；在此基础上，建立传热和传质模型，得到了液膜内的传热传质微分方程，采用差分方法对微分方程及其边界条件进行离散化处理并编制了数值求解程序；以DBP(邻苯二甲酸二丁酯)和DBS(癸二酸二丁酯)二元混合物为物料进行模拟计算，获得了蒸发器内液膜的温度、浓度分布以及蒸发速率，并分析讨论了进料温度、进料量、初始浓度等参数的影响。 最后，利用一级薄膜蒸发和两级短程蒸馏工艺对废润滑油进行了再生回收工业应用试验，将柴油、汽油等轻油以及润滑油馏分分别蒸馏出来，而大部分胶质、沥青质、碳垢存在于残渣中，试验得到的再生润滑油符合基础油的标准，回收率达到75％，达到废润滑油再生的目的；同时再生过程中没有酸洗、碱中和等工序，不产生酸渣、二氧化硫等二次污染，是一种清洁环保的废润滑油再生工艺。对试验结果和模拟计算结果进行比较分析表明，两者吻合较好，短程蒸馏过程传热传质模型具有一定的可靠性。
【关键词】：短程蒸馏 刮膜蒸馏器 传热传质 数值模拟 废润滑油 再生
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TE626.3
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 第一章 绪论8-28
• 1.1 分离技术概述8-9
• 1.1.1 机械分离过程8
• 1.1.2 传质分离过程8-9
• 1.2 分子蒸馏基本原理9-12
• 1.2.1 分子蒸馏的基本概念9-10
• 1.2.2 影响分子运动平均自由程的因素10-11
• 1.2.3 分子蒸馏过程11-12
• 1.2.4 分子蒸馏工程应用问题12
• 1.3 短程蒸馏基本原理12-14
• 1.4 短程蒸馏的优点14-15
• 1.5 短程蒸馏设备的发展15-17
• 1.6 刮膜式短程蒸馏器的结构17-21
• 1.6.1 分配盘17-18
• 1.6.2 刮膜器18-20
• 1.6.3 脱气装置20-21
• 1.7 短程蒸馏的应用21-22
• 1.8 短程蒸馏过程的传热和传质模型研究22-26
• 1.8.1 间歇釜式短程蒸馏器22-23
• 1.8.2 降膜式短程蒸馏器23-24
• 1.8.3 离心式短程蒸馏器24-25
• 1.8.4 刮膜式短程蒸馏器25-26
• 1.9 本文的主要研究内容26-28
• 第二章 短程蒸馏过程的传热与传质研究28-52
• 2.1 刮膜式短程蒸馏器内的过程分析28-29
• 2.2 刮膜式短程蒸馏传热与传质数学模型29-31
• 2.3 液膜传热传质微分方程的离散化31-34
• 2.3.1 传热微分方程的离散33
• 2.3.2 传热微分方程边界条件的离散33-34
• 2.3.3 浓度微分方程的离散34
• 2.3.4 浓度微分方程边界条件的离散34
• 2.4 双组分温度场和浓度场的数值模拟34-42
• 2.4.1 刮膜式短程蒸馏器主要结构参数34-35
• 2.4.2 DBP-DBS的物性参数35-36
• 2.4.3 模拟计算程序36-42
• 2.5 模拟结果与分析42-51
• 2.5.1 液膜温度分布42-44
• 2.5.2 液膜浓度分布44-47
• 2.5.3 蒸发速率的分布47-49
• 2.5.4 蒸发量的分布49-51
• 2.6 小结51-52
• 第三章 短程蒸馏在废润滑油再生中的应用52-70
• 3.1 润滑油组成和分类52-53
• 3.1.1 矿物润滑油52
• 3.1.2 合成润滑油52-53
• 3.2 润滑油的理化性能指标53-54
• 3.3 废润滑油再生利用的意义54-55
• 3.4 国内外废润滑油的再生利用现状55-58
• 3.4.1 国外废润滑油再生加工情况55-57
• 3.4.2 国内废润滑油再生加工情况57-58
• 3.5 短程蒸馏再生废润滑油工艺试验58-65
• 3.5.1 主要设备59
• 3.5.2 试验原料和实验要求59-60
• 3.5.3 试验温度的确定60-61
• 3.5.4 废润滑油预处理61
• 3.5.5 短程蒸馏再生废润滑油工艺61-63
• 3.5.6 再生润滑油的精制63-65
• 3.6 实验的传热和传质模拟65
• 3.7 试验结果与模拟结果的关联和讨论65-68
• 3.8 再生润滑油的检测结果68
• 3.9 小结68-70
• 第四章 总结与展望70-72
• 4.1 本文工作总结70-71
• 4.2 工作展望71-72
• 符号说明72-73
• 参考文献73-79
• 硕士在读期间科研成果79-81
• 致谢81

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈城汉;黄卫星;杨明辉;孔行健;;短程蒸馏分离效果评价因子研究[J];高校化学工程学报;2013年05期

2 陈城汉;杨明辉;黄卫星;;短程蒸馏工艺参数对二元组分分离效果的影响[J];化工机械;2013年01期

3 马云飞;刘大学;许玮珑;沈利华;;交通运输业废机油再生现状与关键技术研究[J];中国资源综合利用;2010年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 孙红翠;分离高碳脂肪酸分子蒸馏工艺技术研究[D];山东理工大学;2011年

2 王华;抽提絮凝—白土精制工艺再生废润滑油的研究[D];华南理工大学;2012年

3 唐重和;模糊专家系统在蒸馏过程中的应用研究[D];长春工业大学;2012年

4 王招军;分子蒸馏分离煤焦油技术研究[D];山东理工大学;2013年

5 张珍珍;重质油分子蒸馏工艺技术研究与优化设计[D];山东理工大学;2013年

6 钟道悦;无机陶瓷膜在废润滑油再生中的应用研究[D];华南理工大学;2013年

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本文编号：338359