多組元全熱耦合精餾分離的模擬研究.pdf

1、對(duì)于三組元以上的多組分分離,全熱耦合精餾塔較傳統(tǒng)分離序列有較顯著的節(jié)能優(yōu)勢(shì).本文通過(guò)模擬全熱耦合精餾塔(又稱(chēng)Petlyuk塔),獲得了不同進(jìn)料條件對(duì)中間組分在預(yù)分餾塔塔頂產(chǎn)品流股中的分配比參數(shù)最優(yōu)值的影響規(guī)律,進(jìn)而為全熱耦合精餾塔的設(shè)計(jì)和操作提供了依據(jù). 文章采用Aspen Plus軟件中RadFrac模型,在三塔模型的簡(jiǎn)潔法計(jì)算提供的初值基礎(chǔ)上,對(duì)三組元混合物的全熱耦合分離作了嚴(yán)格的模擬研究.由于采用嚴(yán)格法模擬,克服了采用簡(jiǎn)潔

2、法有可能產(chǎn)生較大偏差的弊端.研究過(guò)程中給出了全熱耦合塔的設(shè)計(jì)方法,同時(shí)主要針對(duì)不同進(jìn)料組成和組元的不同相對(duì)揮發(fā)度對(duì)決定系統(tǒng)能耗的關(guān)鍵因素--中間組分在預(yù)分餾塔頂產(chǎn)品的分配比β的影響進(jìn)行了探討.模擬結(jié)果表明,中間組分分配比β對(duì)全熱耦合塔總熱負(fù)荷影響顯著.進(jìn)料組成的不同比例分布以及不同相對(duì)揮發(fā)度分布對(duì)中間組分分配比β的最優(yōu)值均有影響.不僅不同相對(duì)揮發(fā)度的物系分離時(shí),最優(yōu)的β值不同,同一分離物系在進(jìn)料組成不同時(shí),最優(yōu)的β值也不同.雖然在一些情

3、況下,進(jìn)料條件對(duì)β最優(yōu)值影響較為復(fù)雜,但全熱耦合精餾塔具有與傳統(tǒng)精餾分離序列合成十分相近的優(yōu)化規(guī)則,即在預(yù)分餾塔中,β的取值應(yīng)符合優(yōu)先分離量較大以及較容易分離的組分的準(zhǔn)則. 與分離序列合成相同,對(duì)于難以應(yīng)用上述規(guī)則的比較復(fù)雜的情況,用嚴(yán)格模擬方法確定全熱耦合的最優(yōu)條件是必不可少的. 此外,在三組元精餾分離模擬的基礎(chǔ)上,文章對(duì)四組元全熱耦合精餾分離進(jìn)行了比較研究,通過(guò)添加重于重關(guān)鍵組分和輕于輕關(guān)鍵組分的第四組元,將中間組分