间歇共沸精馏分离正己烷和乙酸乙酯混合物的研究

摘要

在化工生产中经常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近1或形成共沸物的系统，遇到这种情况，需要采用特殊的精馏方法才能加以分离，共沸精馏就是其中的方法之一。由于在分离共沸物或相近沸点混合物方面优点突出，间歇共沸精馏正受到日益广泛的重视。本文首先进行了均相共沸精馏的全程实验；然后提出了一个新的间歇共沸精馏计算模型；最后进行了工业间歇共沸精馏分离正己烷和乙酸乙酯的实验研究。 本文首先进行了均相间歇共沸精馏全过程的实验研究，重点考察了均相共沸精馏时共沸剂的选择，以及共沸剂的配比问题，同时还研究了回流比等操作参数对分离的影响。实验表明，当丙酮与正己烷的质量比为1.15时，回流比为3时，正己烷和乙酸乙酯均有较高的单程收率。 本文提出了均相共沸精馏过程的计算模型，将共沸精馏塔分成再沸器、塔体、和冷凝器几部分，用Newton-Raphson法与泡点法结合对这三个部分进行了迭代计算。经实例模拟表明，操作条件指定合理，本模型只需要用很简单的初值，能以较快的速度收敛到正确解，模拟结果与实验结果吻合得较好，证明本模型是可靠的。本模型对均相间歇共沸精馏有一定的指导意义。 本文在工业塔上以丙酮为共沸剂成功的完成了正己烷和乙酸乙酯共沸物的分离，分别获得纯度很高的正己烷和乙酸乙酯。同时验证了实验室研究得到的结论。

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1共沸精馏的概述

1.1.1共沸精馏的特点

1.1.2共沸精馏的分类

1.2共沸剂的选择

1.2.1共沸剂选择的基本依据

1.2.2共沸剂选择的具体方法

1.3剩余曲线图

1.3.1剩余曲线图的构造

1.3.2剩余曲线的简捷画法

1.4过程模拟计算

1.4.1间歇精馏的数学模型

1.4.2数学模型的求解

1.4.3共沸精馏的模拟研究进展

1.5本文研究的内容

第二章共沸剂的选择和剩余曲线的绘制

2.1共沸剂的选择

2.2剩余曲线的测定

2.2.1实验装置

2.2.2实验分析条件

2.2.3实验过程

2.2.4实验结果分析

2.3本章小结

第三章分离正己烷和乙酸乙酯的实验研究

3.1实验装置

3.2实验过程

3.2.1精馏塔流体力学参数测定

3.2.2理论板数的测定

3.2.3实验条件的选择计算

3.2.4实验分析条件

3.2.5实验操作步骤

3 3试验结果分析

3.3.1塔顶浓度变化及分析

3 3.2塔釜温度随时间变化趋势

3.3.3最佳共沸剂的配比的选择

3 3.4最佳回流比的选择

3.3.5正己烷—丙酮共沸物的萃取实验结果分析

3 4本章小结

第四章均相间歇共沸精馏的模拟计算

4.1模型方程

4.1.1模型中的假设

4.1.2数学模型的建立

4.1.3计算框图

4.2模拟结果与实验结果对比分析

4.2.1共沸剂配比对各组分收率的影响

4.2.2回流比对各组分收率的影响

4.3本章小结

第五章均相间歇共沸精馏的工业实验研究

5.1装置与流程

5.2操作步骤

5.3实验结果及讨论

5.3.1操作过程中塔顶、塔釜温度随时间的变化

5.3.2操作中塔顶各组分浓度随时间的变化

5 4本章小结

第六章结论

符号说明

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢