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萃取精馏分离环己烷—环己烯的研究

作　者: 周洋
导　师: 何杰
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 萃取精馏环己烷环己烯溶剂选择汽液平衡
分类号: TQ231.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来我国在苯选择性加氢制取环己烯的研究领域取得了很大的进展,环己烯下游产品的开发研究也已获许多成果。以环己烯为原料的下游产品主要有1,2-环己二醇、环氧环己烷、环己酮、环己醇和己二酸等,它们都是重要的化学中间体,具有很高的经济价值。但由于环己烯和环己烷的沸点非常接近,分别为82.98℃和80.74℃,常规精馏过程很难实现二者的分离。因此,本文采用萃取精馏的方法并对其分离过程及效果进行研究。萃取精馏主要用于分离共沸物和近沸程物系。通过加入第三种物质(溶剂),来提高原二元组分的相对挥发度,从而实现分离。本文首先利用以往分离相关物系所积累的经验,挑选出几种常用的溶剂作为备选溶剂。然后再通过汽液平衡的相关数据对备选溶剂进行筛选,比较单一溶剂和混合溶剂的相关性能。再利用间歇精馏实验对选出的溶剂进行性能评估,并考察溶剂加入速率和回流比等相关参数对间歇精馏操作过程的影响。最后通过商用流程模拟软件Pro/Ⅱ对连续萃取精馏操作的过程进行模拟,确定相关参数,如:理论塔板数、溶剂比、回流比等。以上结果表明,证明二甲基亚砜是一种分离能力较好的溶剂,N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺则是溶解性和分离能力都较佳的溶剂。在较大溶剂比的情况下,推荐使用二甲基亚砜作为单一溶剂,否则推荐使用混合溶剂。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章文献综述  7-23
  1.1 前言  7-8
  1.2 萃取精馏溶剂概述  8-12
    1.2.1 溶剂作用的微观机理  8-9
    1.2.2 溶剂的选择  9-11
    1.2.3 单一溶剂和混和溶剂  11-12
  1.3 萃取精馏的操作  12-18
    1.3.1 操作方式分类  12-16
    1.3.2 萃取精馏操作规则  16-17
    1.3.3 萃取精馏中操作参数的优化  17-18
  1.4 萃取精馏的模拟计算  18-22
    1.4.1 模拟的作用与优势  18-19
    1.4.2 模拟的局限性  19
    1.4.3 精馏过程模拟的分类和构造  19-20
    1.4.4 平衡级模型  20-21
    1.4.5 间歇精馏模拟的发展状况  21-22
  1.5 本文的工作  22-23
第二章溶剂的筛选  23-43
  2.1 物性及结构分析  23-28
  2.2 汽液平衡实验  28-38
    2.2.1 汽液平衡理论  28-30
    2.2.2 实验方法及设备的选择  30-31
    2.2.3 平衡釜的热力学校验  31-35
    2.2.4 加入溶剂的汽液平衡实验  35-38
  2.3 溶解性实验  38-43
第三章间歇萃取精馏实验  43-52
  3.1 实验装置  43
  3.2 持液量和理论塔板数的测定  43-45
    3.2.1 持液量的测定  43-44
    3.2.2 理论塔板数的测定  44-45
  3.3 溶剂性能比较实验  45-48
    3.3.1 实验过程  45-46
    3.3.2 实验结果分析与讨论  46-48
  3.4 参数实验  48-52
    3.4.1 溶剂加入速率的影响  48-50
    3.4.2 回流比的影响  50-52
第四章连续萃取精馏过程模拟  52-57
  4.1 过程模拟及分析  52-55
    4.1.1 理论塔板数的影响  52-53
    4.1.2 溶剂比的影响  53-54
    4.1.3 萃取精馏塔回流比的影响  54-55
    4.1.4 溶剂与原料加入位置的影响  55
  4.2 小结  55-57
第五章结论  57-59
参考文献  59-64
发表论文和参加科研情况说明  64-65
符号说明  65-67
致谢  67

萃取精馏分离环己烷—环己烯的研究

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