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尿素生产解吸及水解系统热力学研究与设备模拟

付雪梅  
【摘要】:本文搜集、整理、分析了NH_3-CO_2-H_2O-Urea(ACWU)体系在不同温度、压力、组成条件下的气液平衡实验数据、相图,采用活度系数法建立了ACWU体系的汽液平衡热力学模型。 本文在温度60~160℃、压力3.0MPa、液相氨摩尔含量0.3条件范围内,建立了ACWU无尿素反应体系的汽液平衡模型,其中采用扩展型UNIQUAC活度系数方程描述体系液相状态,SRK状态方程描述体系气相状态。为使模型能更好的描述体系汽液平衡状态,实验数据中增加了NH_3-CO_2-H_2O (ACW)体系温度60~160℃、压力3.0MPa、液相氨摩尔含量0.2条件下的实验数据,并将扩展型UNIQUAC方程中相互作用能参数进行了关于温度的修正,采用单纯形法回归得到的相互作用能参数。将建立的ACWU无尿素反应体系汽液平衡热力学模型运用于尿素生产解吸系统中解吸塔的模拟计算。 37组ACWU体系数据采用模型计算所得的平衡压力与文献值的平均相对误差为9.14%,390组ACW体系数据采用模型计算所得的平衡压力与文献值的平均相对误差为2.77%。结果表明,该模型可在较宽的温度、压力、浓度范围内预测ACW、ACWU汽液平衡体系;并为尿素工艺中低压回收系统的设备模拟计算、操作优化、设备核算提供可靠的理论基础。


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