带有中间储罐塔的间歇萃取精馏的研究

摘要

该文通过理论分析和实验相结合的方法,主要研究了萃取精馏溶剂的选择以及带有中间储罐塔的间歇萃取精馏过程的操作性能和设计计算问题.溶剂的选择是萃取精馏的核心.该文通过正规溶液理论进行分析得到了运用溶解度参数初步选择溶剂的方法,并且推导出达到规定的选择性的溶剂的溶解度参数范围.该方法适用于被分离体系和溶剂不形成氢键的正偏差系统,不仅适用于单一溶剂,该文还将其推广到混合溶剂的选择中.该文还利用UNIFAC方程并结合溶剂的选择性定义进行理论推导,导出了溶剂选择的严格方法,即基团贡献法.将溶剂的选择性分成部分组合选择性和部分剩余选择性,部分组合选择性表示了溶剂与被分离关键组分分子大小和形状差别对选择性的贡献,部分剩余选择性表示了溶剂与被分离关键组分分子间作用力对选择性的贡献.分别研究了部分组合选择性和部分剩余选择性的影响因素,得到了使部分组合选择性大于1的条件.将被分离关键组分和溶剂基团所构成的基团交互作用参数表分成四个区,其中被分离关键组分的基团所构成的区对溶剂的选择性没有影响,其余三个区对溶剂的选择性有影响,研究了这三个区中溶剂基团与被分离关键组分基团之间的交互作用参数对部分剩余选择性的影响.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

1.1萃取精馏的分类

1.1.1连续萃取精馏

1.1.2间歇萃取精馏

1.2溶剂的选择

1.2.1溶剂的选择性

1.2.2溶剂的选择方`

1.2.3萃取精馏所用溶剂的类型

本章主要参考文献

第二章萃取精馏溶剂的选择

2.1溶解度参数法选择溶剂

2.1.1公式的推导

2.1.2溶剂选择预测举例

2.2基团贡献法选择溶剂

2.2.1公式的推导

2.2.2萃取剂选择的基团贡献法

2.2.3基团贡献法选择萃取剂举例

2.3溶剂与被分离体系的相溶性

2.3.1临界溶解点的条件及完全互溶和部分互溶的判断方法

2.3.2萃取精馏物系溶剂相溶性判断

2.4溶剂的选择实验

2.4.1实验装置

2.4.2实验方法

2.4.3实验结果

本章主要符号说明

本章主要参考文献

第三章带有中间储罐塔的间歇萃取精馏过程的模拟

3.1模型基本假设

3.2数学模型的建立

3.3方程的数值解法

3.3.1组分物料衡算方程

3.3.2总物料衡算方程及焓衡算方程

3.4子程序计算流程

3.5模拟计算举例

3.5.1异丙醇-水体系

3.5.2丙酮-甲醇体系

3.6间歇萃取精馏的影响因素

3.6.1回流比的影响

3.6.2萃取剂与蒸汽量之比的影响

3.6.3再沸比的影响

3.6.4理论板数的影响

3.6.5原料初始浓度的影响

3.6.6中间储罐持液量的影响因素

本章主要符号说明

本章主要参考文献

第四章带有中间储罐塔的间歇萃取精馏实验研究

4.1实验装置及实验过程

4.1.1实验装置及流程

4.1.2实验操作步骤

4.2实验装置的数学描述

4.2.1模型基本假设

4.2.2数学模型的建立

4.2.3方程的数值解法

4.3实验结果与模拟计算结果的比较

4.3.1异丙醇-水体系

4.3.2丙酮-甲醇体系

本章主要符号说明

第五章带有中间储罐的间歇萃取精馏塔的设计研究

5.1过程设计中可行性研究的数学模型

5.1.1带有中间储罐的间歇萃取精馏的操作步骤

5.1.2数学模型

5.1.3计算步骤

5.2过程可行性分析

5.2.1加溶剂全回流操作

5.2.2有溶剂塔顶出料，塔底不出料操作

5.2.3有溶剂塔顶和塔底同时出料操作

5.3带有中间储罐的间歇萃取精馏塔的简捷设计方法

5.3.1带有中间储罐的间歇萃取精馏塔的设计问题

5.3.2各设计变量的求解方法

本章主要符号说明

本章主要参考文献

第六章结论

致谢

博士在读期间发表的论文