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减压挥发过程分离共沸物的研究

作　者: 陈金婷
导　师: 白鹏
学　校: 天津大学
专　业: 制药工程
关键词: 减压蒸馏共沸物扩散系数分离方法
分类号: TQ028
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

对于具有恒沸现象的液体混合物,应用普通精馏方法难以对其进行有效的分离,寻求更多的解决这类物系分离的方法,一直是分离工程研究的课题。本文提出了在不引入第三组分的条件下分离共沸物的一种方法:减压挥发过程分离的方法,即控制系统温度低于沸点温度,使两组分在分离过程中不能形成共沸物,而靠二者之间的挥发速度和扩散速度差异,来突破共沸组成,达到分离共沸物系的目的。本文针对含水和不含水共沸物系,根据物系的共沸组成受压强改变的大小,选择了乙醇-水、异丙醇-水、正丁醇-间二甲苯、环己烷-乙醇和甲苯-乙醇五种共沸物为例进行实验研究。采用组成低于实验压强下共沸组成的原料,从实验中得到的各个产品的组成看,几个物系都能得到超过常压下或实验压强下共沸组成的产品。在实验过程中通过改变体系压强、温度和冷凝水温度来考察共沸物的分离效果,结果表明:随着体系压强的降低和体系温度的升高,分离效果增强。几种物系在实验过程中都有一定程度的分离,但分离效果不同,通过实验验证了此法分离共沸物的可行性。最后应用气液传质理论、扩散系数理论及各物质的蒸发潜热从理论上对此法的分离过程机理进行了分析,进一步说明用减压挥发过程分离共沸物的可行性。

全文目录

中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章文献综述  7-23
  1.1 共沸精馏  7-10
    1.1.1 共沸精馏概述  7-8
    1.1.2 共沸精馏流程  8-10
    1.1.3 共沸剂的选择  10
  1.2 萃取精馏  10-14
    1.2.1 萃取精馏概述  10-11
    1.2.2 萃取精馏流程  11-13
    1.2.3 萃取剂的选择  13-14
  1.3 加盐萃取精馏  14-16
    1.3.1 加盐萃取精馏概述  14
    1.3.2 加盐萃取精馏的应用  14-15
    1.3.3 加盐萃取精馏技术的关键  15-16
  1.4 变压精馏  16-17
  1.5 膜分离法  17
  1.6 膜蒸馏法  17-18
  1.7 吸附蒸馏法  18-20
  1.8 蒸馏结晶耦合法  20-21
  1.9 几种分离方法的比较  21
  1.10 本文的工作  21-23
第二章减压挥发分离共沸物的实验研究  23-39
  2.1 实验方案  23
  2.2 实验试剂、设备、装置和分析方法  23-26
    2.2.1 实验试剂、设备及分析方法  23-24
    2.2.2 实验装置  24-25
    2.2.3 实验步骤  25-26
  2.3 实验结果及讨论  26-39
    2.3.1 乙醇-水体系  26-28
      2.3.1.1 组分基本性质  26-27
      2.3.1.2 实验结果及数据处理  27-28
    2.3.2 异丙醇-水体系  28-31
      2.3.2.1 组分基本性质  28-29
      2.3.2.2 实验结果及数据处理  29-31
    2.3.3 正丁醇-间二甲苯  31-34
      2.3.3.1 正丁醇主要用途  31-32
      2.3.3.2 实验结果及数据处理  32-34
    2.3.4 环己烷-乙醇  34-36
      2.3.4.1 环己烷主要用途  34
      2.3.4.2 实验结果及数据处理  34-36
    2.3.5 乙醇-甲苯  36-39
      2.3.5.1 甲苯的用途  36
      2.3.5.2 实验结果及数据处理  36-39
第三章实验理论关联和计算  39-55
  3.1 气液传质理论及模型  39-43
    3.1.1 经典模型  39-40
    3.1.2 漩涡扩散模型  40-41
    3.1.3 界面非平衡理论  41-42
    3.1.4 相际传质的三膜模型  42-43
  3.2 分子传质理论  43-44
    3.2.1 气体中的分子扩散  43
    3.2.2 液体中的分子扩散  43
    3.2.3 固体中的分子扩散  43-44
  3.3 气体中的分子扩散速率方程  44-48
    3.3.1 组分A通过停滞组分B的扩散  44-46
    3.3.2 等分子反方向扩散  46-48
  3.4 二组分气体混合物的扩散系数  48-52
    3.4.1 气体扩散系数的测定  49-51
    3.4.2 扩散系数的估算  51-52
    3.4.3 MS 扩散系数  52
  3.5 减压挥发分离共沸物中扩散系数的计算  52-54
  3.6 本章小结  54-55
第四章结论  55-56
参考文献  56-61
发表论文和科研情况说明  61-62
符号说明  62-64
致谢  64

减压挥发过程分离共沸物的研究

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