發(fā)布時間：2021-10-16 02:34

　　在化工生產過程中,會產生各種各樣的共沸物,例如,丙酮-庚烷,甲醇-四氯化碳等,用普通的精餾分離方法在經濟上是不太合適的。萃取精餾是化工精餾中的一種常用的方法,適合共沸物和近沸點物系的分離。方法是是向待分離物系中加入第三種組分,這樣可以增大混合組分間的揮發(fā)度,從而能夠達到分離混合物的目的。本文通過用苯為萃取劑,利用萃取精餾分離丙酮和庚烷混合物。首先,通過直接序列分離和間接序列兩種不同的方式進行穩(wěn)態(tài)模擬優(yōu)化。在直接序列分離過程中,優(yōu)化后的相關參數(shù):萃取塔壓強為0.83atm,塔板數(shù)為70塊,原料和溶劑的進料位置分別為第63塊和第37塊。溶劑的進料溫度為50℃,進料流量為30kmol/h。溶劑回收塔壓強為0.40atm,塔板數(shù)為65塊,進料位置為第55塊,Total Annual Cost（TAC）的最優(yōu)值為1.358x106$/year。在間接序列分離過程中,優(yōu)化后的相關參數(shù)如下:萃取塔壓強為0.55atm,塔板數(shù)為50塊,原料和溶劑進料位置分別為第42塊和第7塊。溶劑的進料溫度為50℃,進料流量為9kmol/h。溶劑回收塔壓強為0.80atm,塔板數(shù)為55塊,進料位置為第49塊,Tota... 

【文章來源】：山東科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１萃取精餾的工藝流程??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｏｆ?ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ??

２．３丙嗣－庚烷共沸體系直接序列的研究??在本文的丙酮和庚烷的萃取分離中，原料（丙酮－庚烷混合物）的流率為??ｌＯＯｋｍｏｌ／ｈ，丙酮和庚院的摩爾分率都為０．５。米出的丙酮和庚燒的摩爾純度為??９９．６ｍｏｌ％。在模擬過程中，涉及到很多變量，如：壓強，溫度，塔板數(shù)，進料??位置，最佳溶劑量等。這些變量都需要優(yōu)化，從而找到最佳參數(shù)，使得在達到萃??取要求的前提下，全年總費用（Ｔｏｔａｌ?Ａｎｎｕａｌ?Ｃｏｓｔ）?Ｚ＾Ｃ達到最小。??在直接序列過程中，首先優(yōu)化萃取塔的壓強，得到使得全年總費用最低的??萃取塔壓強Ｐ／。然后利用得到Ｐ／，改變回收塔壓強乃，計算泣Ｃ。最小的??值對應的壓強為回收塔的最佳壓強。模擬中把壓強改為最佳壓強，然后優(yōu)化萃??取塔的最佳塔板數(shù)和最佳進料位置。調整萃取塔塔板數(shù)和最佳進料位置為最佳??值，然后優(yōu)化溶劑回收塔的塔板數(shù)，找到最小時對應的最佳溶劑量和最佳??進料位置。利用以上得到最佳參數(shù)，最后，再優(yōu)化溶劑的進料溫度。??Ｉ?ＥＨ???

０．３０?０．３５?０．４０?０．４５?０．５０?０．５５?０．６０??尸（ａｔｍ）??圖２．３回收塔塔壓強與Ｚ４Ｃ的關系??Ｆｉｇ．２．３?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｃｏｌｕｍｎ?ａｎｄ?ＴＡＣ??圖２．２提供了萃取塔壓強變化時與ＭＣ的曲線圖。從中可以看出，當萃取??塔壓強為０．８３ａｔｍ，回收期（ｐａｙｂａｃｋ?ｐｅｒｉｏｄ）為３年時，ＴＡＣ的值最小，為??３．３９４ｘｌ〇６Ｓ／ｙｅａｒ。圖２．３為回收塔塔壓與ＷＣ的關系曲線圖。從圖中可以得出，??當回收塔的壓強為０．４０ａｔｍ時，ＷＣ是最小的。??表２．３為相關的計算公式。另外，換熱器和冷凝器的總傳熱系數(shù)都為??０．８５２ｋＷ／（Ｋ．ｍ２），冷凝器的傳熱溫差Ａ丁采用經驗值１３．９Ｋ。再沸器的總傳熱系數(shù)??為０．５６８ｋＷ／（Ｋ＿ｍ２），傳熱溫差ＡＴ的經驗值為３４．８Ｋ。公用工程中使用的蒸汽有??低壓蒸汽（１６０。〇?


本文編號：3438980