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分布器持液量对间歇精馏的影响

作　者: 贾鹏飞
导　师: 曾爱武
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 间歇精馏持液量分布器数学模型模拟计算
分类号: TQ028.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
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内容摘要

本文对精馏塔内的持液进行了全面分析,包括分布器上的持液量。研究了不同精馏操作条件下分布器上的持液量对间歇精馏过程的影响,并且编制了一套适合间歇精馏模拟计算的程序。主要包括以下几部分内容：1.本论文考虑了分布器上的持液量,建立了恒摩尔持液和恒体积持液的间歇精馏平衡级严格数学模型；2.分析了影响间歇精馏模拟计算稳定性和准确性的因素；采用适合刚性微分方程组的吉尔法对模型进行求解,详细描述了间歇精馏模拟计算的完整求解过程；3.研究了分布器上的持液量的大小、分布器的位置及回流比对间歇精馏过程的影响,模拟计算结果表明：分布器上轻组分的液相组成大于相邻两块塔板上的轻组分的液相组成,而分布器上重组分的液相组成则小于相邻两块塔板上的重组分液相组成；分布器的位置越靠下,全回流后,塔顶冷凝器中轻组分的浓度就越大,重组分的浓度就越小；随着间歇精馏过程的进行,分布器上持液量的大小对塔顶产品组成的影响也在发生变化,因此不能笼统地说分布器上持液量的存在对间歇精馏过程究竟是有益还是有害；随回流比的增加,中间馏分与总馏分的比值在减小,与分布器上无持液相比,分布器上有持液时,中间馏分与总馏分的比值相对较小；分布器上持液量越大,中间馏分与总馏分的比值也越大；与相对挥发度大的物系相比,相对挥发度小的物系在间歇精馏过程中,中间馏分与总馏分的比值相对较大。4.详细叙述了物性估算的方法,并且编制了一套适合精馏模拟计算的物性估算程序。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
前言  9-10
第一章文献综述  10-19
  1.1 间歇精馏  10-11
  1.2 持液量对于间歇精馏过程的影响  11-13
  1.3 间歇精馏模拟的研究和发展  13-17
  1.4 本文的研究内容和目的  17-19
第二章间歇精馏过程的模拟计算  19-42
  2.1 间歇精馏过程模拟概述  19-21
    2.1.1 描述间歇精馏过程的基本方程  19
    2.1.2 平衡级模型  19-20
    2.1.3 影响间歇精馏模拟准确性的因素分析  20-21
  2.2 间歇精馏过程的模型  21-26
    2.2.1 模型的数学描述  21-23
    2.2.2 恒摩尔持液模型  23-25
    2.2.3 恒体积持液模型  25-26
  2.3 间歇精馏模型自由度分析  26-28
  2.4 微分方程组的数值解法  28-30
    2.4.1 截断误差的定义  28-29
    2.4.2 数值方法的精度  29
    2.4.3 稳定性的定义  29-30
  2.5 刚性微分方程组  30-33
    2.5.1 刚性微分方程的定义  30-31
    2.5.2 刚性微分方程数值求解的困难  31-32
    2.5.3 间歇精馏的刚性问题  32-33
  2.6 数值积分方法的选择  33-35
  2.7 间歇精馏恒体积持液模型的数值解法  35-42
    2.7.1 全回流稳态条件的计算  36-37
    2.7.2 数值计算过程的启动  37
    2.7.3 模拟计算流程  37-42
第三章模拟计算与讨论  42-56
  3.1 分布器上的液相组成的变化  42-44
  3.2 分布器上持液对间歇精馏过程的影响  44-51
    3.2.1 分布器的位置对全回流时回流罐液相组成的影响  44-46
    3.2.2 分布器持液量对全回流时回流罐液相组成的影响  46-47
    3.2.3 分布器上的持液量对间歇精馏过程的影响  47-51
  3.3 回流比对间歇精馏过程的影响  51-54
  3.4 分布器持液对中间馏分的影响  54-56
第四章物性估算方法  56-72
  4.1 气、液相平衡计算  56-66
    4.1.1 相平衡关系  56
    4.1.2 相平衡预测方法  56-57
    4.1.3 相平衡~(γ-)计算方法  57-63
      4.1.3.1 活度系数~(γ_i)的计算  57-59
      4.1.3.2 气相逸度系数~(_i)的计算  59-62
      4.1.3.3 标准态逸度f_i~0的计算  62-63
    4.1.4 相平衡状态方程计算方法  63-66
      4.1.4.1 PR方程  64
      4.1.4.2 纯组分~i逸度  64-65
      4.1.4.3 气、液相混合物中i组分逸度  65-66
      4.1.4.4 气、液相混合物的等温焓差  66
  4.2 液相混合物密度的计算  66-68
    4.2.1 饱和态下纯液体体积~(V_s)的计算  66-67
    4.2.2 液体混合物体积的计算  67-68
  4.3 气液相焓的计算  68-72
    4.3.1 液相焓的计算  68-69
      4.3.1.1 纯液体的焓  68
      4.3.1.2 液体混合物的焓  68-69
    4.3.2 气相焓的计算  69-72
      4.3.2.1 理想气体的焓  69-70
      4.3.2.2 实际气体混合物的焓  70-72
第五章全文总结  72-73
参考文献  73-75
附录A 间歇精馏模拟计算程序框图  75-76
附录B 全回流稳态计算流程框图  76-77
附录C 符号说明  77-79
致谢  79

分布器持液量对间歇精馏的影响

内容摘要

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