本文關(guān)鍵詞：分離三組分物系精餾方式的模擬和優(yōu)化選擇

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【摘要】：精餾是化工生產(chǎn)中最常用的分離技術(shù),但是也為耗能高的過程。熱集成和熱耦合方式是常見的精餾節(jié)能方式。常見的熱集成方式有前饋集成和反饋集成,熱耦合方式有部分熱耦合與全部熱耦合(即隔板塔DWC)。一些研究表明,全熱耦合塔相對于傳統(tǒng)序列能夠節(jié)能30%左右。然而,由于缺少成熟的設(shè)計方法和潛在的控制問題,全熱耦合塔的工業(yè)應(yīng)用受到了很大的限制。而且從不少文獻還可以看出,任何一種精餾方式的節(jié)能效果均和所分離的物系和進料組成等有很大的關(guān)系,對于某一特定的物系和進料組成,應(yīng)該采用哪一種精餾方式則是重要的優(yōu)化決策問題。本文針對三組元混合物的分離,研究傳統(tǒng)的直接分離序列、間接分離序列、熱集成方式(包括帶有反饋集成的直接序列和帶有前饋集成的間接序列)、部分熱耦合序列的側(cè)線精餾和側(cè)線提餾,以及完全熱耦合方式(即隔板塔)的總費用及其之間的比較,以期給出適合不同物系及組成的最佳精餾分離方式。本文選取六種不同分離指數(shù)的烴類物系,以及多種進料組成條件,針對不同物系分別給出在多種進料條件下總費用最小的精餾分離方式,據(jù)此將最適合某種精餾方式的進料組成標于進料組成三角圖,進而在圖上給出適于不同精餾方式的區(qū)域劃分。結(jié)果表明,分離指數(shù)以及進料組成對于精餾方式的選擇有很大的影響;熱集成精餾、部分熱耦合以及完全熱耦合精餾方式分別在不同物系和組成條件下具有優(yōu)勢。根據(jù)上述分析結(jié)果,本文還提出了選擇三組元分離最佳精餾方式的經(jīng)驗規(guī)則,且據(jù)此建立了用于選擇三組元分離最佳精餾方式算法,并通過算例對算法進行的驗證。本文還對三種改進的完全熱耦合精餾塔流程進行了嚴格模擬,對其有效性和等價型進行了驗證,并結(jié)合塔徑的設(shè)計,證明了這三種改進流程的可行性。
【關(guān)鍵詞】：熱集成 熱耦合 分離指數(shù) 嚴格模擬 隔板塔新方式
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ028.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 前言9-11
• 第一章 文獻綜述11-26
• 1.1 精餾分離技術(shù)的特點11
• 1.2 精餾的節(jié)能技術(shù)11-16
• 1.2.1 增設(shè)中間再沸器和中間冷凝器11-12
• 1.2.2 多效精餾12
• 1.2.3 熱泵精餾12
• 1.2.4 透熱精餾12-13
• 1.2.5 內(nèi)部能量集成精餾13-14
• 1.2.6 熱耦合精餾14-16
• 1.3 隔板塔的應(yīng)用情況16-17
• 1.4 隔板塔的研究現(xiàn)狀17-22
• 1.5 本課題的背景22-25
• 1.6 本課題的研究內(nèi)容和意義25-26
• 第二章 精餾方式的初始設(shè)計和嚴格模擬研究26-41
• 2.1 研究的精餾方式26-27
• 2.2 精餾方式的初始設(shè)計27-31
• 2.2.1 傳統(tǒng)序列27-28
• 2.2.2 熱集成序列28-29
• 2.2.3 部分熱耦合方式29
• 2.2.4 完全熱耦合方式29-31
• 2.3 三元物系的選擇和案例分析31-35
• 2.4 精餾方式的嚴格模擬結(jié)果35-40
• 2.4.1 傳統(tǒng)序列36-37
• 2.4.2 熱集成序列37-38
• 2.4.3 部分熱耦合方式38-39
• 2.4.4 完全熱耦合方式39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 分離三組分物系的精餾方式的優(yōu)化選擇41-51
• 3.1 ESI<1 物系的情況41-42
• 3.2 ESI>1 物系的情況42-44
• 3.3 ESI=1 物系的情況44-46
• 3.4 精餾方式優(yōu)化選擇的經(jīng)驗規(guī)則46
• 3.5 三組元精餾分離方式選擇的算法46-47
• 3.6 算例分析47-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第四章 減少氣相耦合流股隔板塔的嚴格模擬研究51-59
• 4.1 新精餾方式的產(chǎn)生51-54
• 4.2 案例分析54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-61
• 參考文獻61-66
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

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本文編號：782737