多儲(chǔ)罐間歇精餾液相串聯(lián)操作及其能量集成的研究.pdf

1、針對(duì)所需理論塔板數(shù)較多的精密精餾，本文提出了多儲(chǔ)罐間歇精餾液相串聯(lián)操作(CMVBD)。該操作具有如下特點(diǎn):(1)系統(tǒng)由多個(gè)多儲(chǔ)罐間歇精餾塔組成;(2)各塔獨(dú)立進(jìn)行全回流操作，僅通過各儲(chǔ)罐內(nèi)持液的液相交換實(shí)現(xiàn)串聯(lián)操作;(3)系統(tǒng)的總壓降僅為單塔壓降;(4)能夠有效減弱返混現(xiàn)象對(duì)分離過程的不利影響。為了克服CMVBD系統(tǒng)能耗高的缺點(diǎn)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了基于蒸汽再壓縮的多儲(chǔ)罐間歇精餾液相串聯(lián)操作(VRCMVBD)。而且采用模擬和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)CMVBD

2、和VRCMVBD進(jìn)行了深入研究。
　　在多儲(chǔ)罐間歇精餾全回流操作(MVBD)基礎(chǔ)上結(jié)合液相串聯(lián)操作，構(gòu)建了CMVBD。首先對(duì)MVBD進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明其具有高效省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，適合分離相對(duì)揮發(fā)度較小或輕組分含量較低的難分離二元混合物。進(jìn)而研究了CMVBD，對(duì)其操作過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明CMVBD系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)難分離物系的高效分離;設(shè)計(jì)了CMVBD的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用相對(duì)揮發(fā)度較小的乙醇-異丙醇二元物系進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、和模擬數(shù)據(jù)的變化規(guī)律一致，證明其數(shù)值模擬準(zhǔn)確可靠，并且說明CMVBD具有良好的可行性和可操作性。
　　為了降低CMVBD系統(tǒng)操作能耗，首先對(duì)其基本操作單元——MVBD的能量集成方案進(jìn)行研究，提出了基于蒸汽再壓縮的多儲(chǔ)罐間歇精餾全回流操作（VRMVBD）和帶有內(nèi)部熱集成的多儲(chǔ)罐間歇精餾全回流操作(IHIMVBD)及其強(qiáng)化形式(Int-IHIMVBD)。通過模擬分離乙醇-正丙醇的實(shí)例表明，VRMVBD不僅能顯著降低操作能耗并提高經(jīng)濟(jì)效

4、益，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)實(shí)施。
　　根據(jù)以上研究結(jié)果，將蒸汽再壓縮技術(shù)應(yīng)用于CMVBD系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于蒸汽再壓縮的多儲(chǔ)罐間歇精餾液相串聯(lián)操作(VRCMVBD)。該操作利用壓縮機(jī)將塔頂蒸汽壓縮到較高的壓力，使其在塔釜再沸器處冷凝，釋放出的潛熱供給塔釜料液再沸，從而實(shí)現(xiàn)塔頂?shù)蜏匚粺崃康脑倮?。根?jù)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，VRCMVBD可分為定速VRCMVBD和變速VRCMVBD。通過模擬分離乙醇-異丙醇的實(shí)例表明，VRCMVBD能夠完成精