連續(xù)精餾過程動(dòng)態(tài)累積操作方式的研究.pdf

1、精餾是化工分離方法中工業(yè)化最成熟,處理量最大的分離方法。連續(xù)精餾處理含低濃度雜質(zhì)的溶液時(shí),對(duì)于指定的產(chǎn)品純度,增加塔板數(shù)將提高主產(chǎn)品的收率,但設(shè)備投資也隨之提高;降低塔板數(shù),則雜質(zhì)流股中將帶走大量的產(chǎn)品導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低。間歇精餾處理含低濃度雜質(zhì)的溶液不存在流股過小或主產(chǎn)品大量損失的問題,但間歇精餾的只能進(jìn)行小批量的生產(chǎn),處理量遠(yuǎn)不如連續(xù)精餾。針對(duì)這種情況,本文提出和研究了連續(xù)精餾的動(dòng)態(tài)累積操作方式。
　　首先提出了連續(xù)精餾的動(dòng)態(tài)累

2、積操作方案。該方案存在三個(gè)操作步驟:1,塔頂持續(xù)采出,塔中連續(xù)進(jìn)料,二者流量相同,至塔頂餾分累積罐中輕組分純度降至目標(biāo)濃度停止。2,保持其他條件不變,塔釜持液以一定的速度采出,采出時(shí)間不宜過長,防止塔頂產(chǎn)品不合格。3,增大回流比,使塔頂采出量減少,塔釜持液量增加至初始水平。建立了連續(xù)精餾的動(dòng)態(tài)累積數(shù)學(xué)模型,用MATLAB進(jìn)行了過程模擬求解和考察了不同操作參數(shù)對(duì)操作過程的影響。
　　其次,使用ChemCAD對(duì)正己烷-環(huán)己烷物系分離的

3、連續(xù)精餾的動(dòng)態(tài)累積操作過程第一步操作進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果顯示當(dāng)塔板數(shù)為45,回流比為5.8時(shí),連續(xù)精餾動(dòng)態(tài)累積操作塔頂輕組分的收率為99.9999％,高于普通連續(xù)精餾的99.9%。動(dòng)態(tài)累積操作的有優(yōu)勢但不明顯。當(dāng)塔板數(shù)降低為25時(shí),前者變?yōu)?9.16%,后者變?yōu)?6.47%,二者之間的差距變大。動(dòng)態(tài)累積連續(xù)精餾在保證收率的前提下,操作更加簡單,控制更加方便。同時(shí)動(dòng)態(tài)累積連續(xù)精餾塔釜獲得的丙醇純度也高于普通連續(xù)精餾,因此該操作方式也適用于

4、含低濃度產(chǎn)品混合物的分離。
　　最后使用乙醇-正丙醇物系和甲醇-水進(jìn)行了連續(xù)精餾的動(dòng)態(tài)累積操作實(shí)驗(yàn)。在乙醇-正丙醇實(shí)驗(yàn)中,使用乙醇體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇-正丙醇溶液為原料,塔釜溫度從78.4℃逐漸升高到96.4℃,塔釜中正丙醇的質(zhì)量含量從1.02%升高到92.94%。塔頂溫度始終保持在78.4℃左右,產(chǎn)品純度保持在99.9%以上。實(shí)驗(yàn)過程溫度、濃度的動(dòng)態(tài)變化以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合,表明了連續(xù)精餾動(dòng)態(tài)操作方式在處理含低濃度雜質(zhì)