新型多级逆流式超重力旋转床精馏性能研究

摘要

在化工生产中，通常利用塔器精馏设备对液-液混合物进行分离。但是在传统塔器设备中，液相靠重力自上而下流动，液膜较厚且流动缓慢，存在传质系数低、设备庞大、操作弹性小等缺点。在原料浓度波动大、流量不稳定、有一定间歇性的溶剂回收等领域，传统的塔器精馏设备难以满足操作要求。超重力旋转床作为一种过程强化设备，可有效弥补塔器精馏设备在上述领域的不足，有望发挥更加重要的作用。
　　 本文在总结传统旋转填料床(RPB)和折流式旋转床(RZB)特点的基础上开发出一种新型连续精馏设备——多级逆流式超重力旋转床(MSCC-RPB)，采用转子外径365mm、内径145mm、具有双层转子的MSCC-RPB，在常压下以甲醇-水体系为主要研究对象、乙醇-水体系为辅助研究对像，进行连续精馏实验，以理论塔板数(NT)来表征旋转床分离效率，考察了旋转床填料、转速(N)、进料浓度(xF)、进料热状况(q)、回流比(R)、分离体系对NT的影响规律。研究结果表明，不同操作条件下，填装填料后旋转床的分离效率提高了30-75％，且随转子转速的增加提高幅度减小。MSCC-RPB的NT随N的增加先增大后减小，并在700-800 r·min-1时达到最佳值。NT随xF的增加变化不大，随q及R的增加而增大。MSCC-RPB对乙醇-水体系的分离效率明显高于甲醇-水体系。在实验考察范围内，对乙醇-水体系，MSCC-RPB理论塔板高度在19.5-31.4mm之间，与传统两台RPB连续精馏的理论塔板高度相当，与RZB相比传质效率提高近一倍且最佳转速更低。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章文献综述

1.1传统精馏技术概述

1.1.1传统塔器精馏原理及设备

1.1.2传统塔器精馏的优缺点

1.2超重力技术

1.2.1超重力旋转床的工作原理

1.2.2超重力旋转床的转子结构

1.2.3超重力旋转床的主要研究及应用状况

1.2.4超重力旋转床在精馏领域的研究

1.3本论文的研究目的和内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

第二章新型多级逆流式超重力旋转床

2.1基本结构

2.2工作原理

2.3本课题所用旋转床

第三章实验流程及样品浓度分析方法

3.1实验流程及方法

3.1.1实验设备

3.1.2实验所用药品

3.1.3实验流程

3.1.4实验方法

3.2样品浓度分析方法

3.2.1气相色谱检测系统

3.2.2分析所用药品

3.2.3样品浓度分析方法的确定

3.3本章小结

第四章多级逆流式超重力旋转床精馏分离效率的研究

4.1理论塔板数的确定

4.1.1全回流下理论塔板数的确定

4.1.2连续精馏下理论塔板数的确定

4.2操作条件对分离效率的影响

4.2.1填 料

4.2.2转 速

4.2.3进料浓度

4.2.4进料热状况

4.2.5回流比

4.2.6体系

4.3与其他超重力精馏设备的比较

4.4本章小结

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

附录

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者简介、导师简介