物系和分离要求对最优三组元精馏结构选择的影响研究

发布时间：2025-03-17 21:04

　　精馏是化工生产中最成熟可靠的分离单元操作,但同时也是一个高能耗、低热力学效率的过程,因此精馏过程的节能问题一直受到广泛关注,各种精馏节能技术也层出不穷,比如热集成精馏、热耦合精馏和热泵精馏等。这就使得对于相同的分离任务,存在多种可供选择的流程结构可以完成分离目标,但是其费用却大不相同,而精馏过程的费用与物系的热力学性质,进料组成和分离要求等息息相关。因此,如何在众多精馏结构中找到年度总费用(TAC)最低的精馏方式是一个非常关键的问题,同时,也引出了另外一个重要的过程系统优化问题,即在最优精馏结构的选择过程中,物系性质,进料条件和分离要求等因素对其有什么影响。本文针对三组分混合物的分离,选取六种不同分离指数(ESI)的物系,综合研究ESI、分离要求和进料组成对最优三组元精馏结构优化选择的影响。首先,对选定的六种物系,在不同的进料组成条件下,用简捷设计结合严格模拟分别对传统的直接和间接序列、带有热集成的精馏序列、部分热耦合精馏序列(侧线精馏和侧线提馏)以及全热耦合精馏序列(隔板塔)进行优化设计,并以TAC作为标准进行评价,将TAC最小的精馏方式标在进料组成三角图上,从而得出全局进料组成范围下...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
前言
第1章 文献综述
    1.1 先进精馏技术简介
        1.1.1 传统精馏及其改进技术
        1.1.2 能量集成精馏技术
        1.1.3 精馏塔中段换热技术
        1.1.4 热耦合精馏技术
    1.2 精馏过程影响因素的国内外研究进展
    1.3 本论文的研究课题、研究内容以及研究意义
        1.3.1 研究课题
        1.3.2 研究内容与研究意义
第2章 精馏结构选择及模拟计算过程
    2.1 精馏结构选择
    2.2 物系选择
    2.3 过程模拟与优化
        2.3.1 传统精馏序列的简捷设计与严格模拟优化
        2.3.2 热集成精馏序列的简捷设计与严格模拟优化
        2.3.3 部分耦合精馏序列的简捷设计与严格模拟优化
        2.3.4 隔板塔的简捷设计与严格模拟优化
    2.4 TAC的计算
        2.4.1 换热器费用的估算
        2.4.2 精馏塔主体费用的估算
        2.4.3 压缩机/泵费用的估算
        2.4.4 操作费用的估算
    2.5 本章小结
第3章 物系及进料组成对最优精馏结构选择的影响
    3.1 物系和进料组成对三组元精馏结构选择的影响
    3.2 进料组成对最优精馏结构能耗的影响
    3.3 本章小结
第4章 分离要求对最优精馏结构选择的影响
    4.1 有效分离因子的定义
    4.2 分离要求对最优三组元精馏方式选择的影响
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 论文的创新点
    5.2 总结与结论
    5.3 不足与前景展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：4035464