【摘要】：本文從熱力學(xué)、萃取劑、穩(wěn)態(tài)過程優(yōu)化與工藝強化以及動態(tài)控制四個方面對萃取精餾進(jìn)行了總結(jié)研究。提出運用定量構(gòu)效關(guān)系(QSPR,即quantitative structure-property relationship)技術(shù)對二元共沸物萃取精餾分離的相對揮發(fā)度的建模分析,本文針對異丙醇-水和叔丁醇-水體系萃取劑的選擇方面,分別建立萃取精餾相對揮發(fā)度模型來研究萃取劑對相對揮發(fā)度的影響因素,基于四氫呋喃和丙酮所建立的構(gòu)效模型,通過流程模擬的方式驗證模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。2、以Discovery Studio和Material Studio軟件為工具,分別建立兩體系的萃取劑分子結(jié)構(gòu),通過一系列的分子力場優(yōu)化方法建立能量最小分子結(jié)構(gòu)。采用內(nèi)置描述符計算模塊,計算得一維、二維和三維描述符共計617種,采用遺傳算法嚴(yán)格篩選和GFA建模,建立兩研究體系的相對揮發(fā)度模型。對模型進(jìn)行了內(nèi)部及外部驗證來檢驗?zāi)Ｐ偷目煽啃?對于異丙醇-水體系,驗證參數(shù)R~2=0.8,R~2_(CV)=0.857,R~2_(adj)=0.7,通過最終的模型驗證方法,所計算的參數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。對于叔丁醇-水體系,驗證參數(shù):R~2=0.983,R~2_(CV)=0.976,R~2_(adj)=0.937。所計算的參數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),通過最終的模型驗證�；诙繕�(gòu)效理論,建立四氫呋喃(THF)-丙酮(ACT)體系相對揮發(fā)度QSPR模型,以此模型為基礎(chǔ)篩選出新型萃取劑正辛烷并計算新、舊(丁基醚)萃取劑相對揮發(fā)度。借助Aspen Plus軟件構(gòu)建正辛烷/THF/ACT三元剩余曲線圖,并以此分析分離可行性。建立兩萃取劑下的萃取精餾分離工藝流程,以年度總費用為目標(biāo)函數(shù),采用基于序貫迭代法的Visual Basic優(yōu)化工具,對流程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化。基于最優(yōu)穩(wěn)態(tài)工藝設(shè)計,研究萃取精餾動態(tài)控制最優(yōu)策略,以平方誤差積分(ISE)對控制策略進(jìn)行評估。通過比較相對揮發(fā)度、穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)性、溫控可控性,實現(xiàn)對QSPR模型的穩(wěn)定性與可預(yù)測性工業(yè)分離驗證。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ028.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 張尹炎;潘勇;;基于QSPR方法的烴類物質(zhì)苯胺點預(yù)測[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2015年06期

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1 李美萍;QSAR/QSPR方法在環(huán)境、藥物和材料化學(xué)中的應(yīng)用[D];山西大學(xué);2014年

本文編號：2723282