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带有动态侧线出料的热敏物料间歇精馏

张晓凯  
【摘要】: 针对热敏物料的间歇精馏分离提纯问题,本文提出了用于提纯热敏物料的带有动态侧线出料的提馏式间歇精馏过程,建立了适用于分离热敏物料的带有动态侧线出料的提馏式间歇精馏数学模型,模型采用Gear法进行求解,并采用模拟退火算法进行了优化计算。 通过模拟计算研究了塔顶贮罐温度、反应度、塔底再沸器持液量、侧线出料位置等对带侧线出料的热敏物料间歇精馏过程的影响。通过模拟计算可知,当塔顶贮罐料液维持在泡点状态时,塔顶贮罐内热敏反应量大,产品收率低,而当塔顶贮罐内物料维持冷态进料时,可以大大减少塔顶贮罐内物料发生热敏反应的可能性,提高产品收率;一般情况下,反应度越小,热敏物料的收率越高;塔底再沸器持液量越低,热敏性产品的收率越高,因为低持液量可以大大减少热敏物料在塔釜的停留时间,减少热敏损失量。在带侧线出料的提馏式间歇精馏塔中,有一个最优的侧线出料位置,而最优出料位置与物料的相对挥发度有关。另外,通过对带侧线动态出料的提馏式间歇精馏塔和精馏式间歇精馏塔的比较可以发现:不管产品在精馏过程中生成轻组分还是重组分,由于倒立塔塔顶贮罐物料可以保持冷态的优势,对于热敏物料的间歇精馏,带侧线出料提馏式间歇精馏塔优于精馏式间歇精馏塔。 采用苯-甲苯-邻二甲苯体系进行了带有动态侧线出料的提馏式间歇精馏过程实验,对所建立的数学模型进行了实验验证,实验结果与模拟计算结果吻合良好。另外,还进行了带有直接接触传热蒸发釜和动态侧线出料的提馏式间歇精馏实验研究,该过程由于物料在塔釜停留时间短,更有利于热敏物料的分离。


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