發(fā)布時間：2018-01-06 12:31

  本文關鍵詞：含溶劑多組元相平衡的研究及應用　出處：《天津大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 相平衡 苯 噻吩 二甲基亞砜 醋酸水分離 流程模擬

【摘要】：相平衡是分離工藝開發(fā)、設備設計及流程準確模擬的理論基礎。相平衡數據給出了平衡分離過程進行分離操作的極限,是多組元分離計算的基礎。對于相對揮發(fā)度接近于1的難分離物系工業(yè)上通常采用特殊精餾(萃取精餾或共沸精餾等)的手段進行分離,其原理都是往混合物中加入溶劑,以增大各組分間的相對揮發(fā)度。因而,含溶劑的多組元體系相平衡數據對于此類難分離物系而言顯得尤為重要。本研究中,利用汽液雙循環(huán)相平衡儀,針對苯-噻吩和醋酸-水兩組難分離物系,測定了加入相關溶劑后的多組元體系的汽液平衡數據,以期為其分離過程設計、工藝改進及流程模擬計算提供準確可靠的熱力學基礎數據。實驗測定了101.33kPa下苯-噻吩、苯-二甲基亞砜(DMSO)和醋酸-醋酸仲丁酯(SBA)三個二元物系及苯-噻吩-二甲基亞砜、醋酸-醋酸仲丁酯-水兩個三元體系的汽液平衡數據,豐富了苯-噻吩及醋酸-水兩個待分離體系含溶劑的多元汽液平衡數據。測得的二元物系汽液相平衡數據均符合Herington面積法熱力學一致性檢驗標準。選用NRTL和UNIQUAC活度系數模型對不含醋酸的二元物系實驗數據進行熱力學關聯;對于含醋酸的體系,考慮到醋酸的強締合性質,采用化學理論和HaydenO’Connell(HOC)相結合的方法對汽相的非理想性進行校正,選用NRTL-HOC和UNIQUAC-HOC模型進行關聯;獲得了相應的二元交互作用參數,溫度偏差及組成偏差,結果表明兩種模型均能較好的關聯實驗數據。利用二元物系UNIQUAC模型參數預測三元體系汽液平衡數據,預測值與實驗值較為符合,平均偏差均在3%以內,獲得了較好的預測結果,滿足工程實際需求。此外,對醋酸-水體系的分離,在共沸精餾的基礎上,提出一種萃取-共沸精餾集成的分離工藝。以醋酸仲丁酯為溶劑,通過間歇萃取實驗對萃取段的可行性及模型參數的準確性、可靠性進行了驗證;應用Aspen Plus流程模擬軟件對集成分離工藝進行模擬優(yōu)化,并以最低能耗為目標進行換熱網絡分析。在相同設備條件和設計規(guī)定下,分別以醋酸正丙酯和醋酸異丁酯為溶劑對分離過程進行模擬優(yōu)化,得到最優(yōu)能耗,進而對三種不同溶劑分離過程的能耗進行對比分析。
[Abstract]:The phase equilibrium separation process development, theoretical basis of equipment design and process simulation. The phase equilibrium data gives the equilibrium separation process for ultimate separation operation, the multicomponent separation calculation basis. The relative volatility of close to 1 are usually difficult to isolate the Department of industrial used special distillation (or extractive distillation were azeotropic distillation etc.) means of separation, the principle is adding solvent to the mixture, so as to increase the relative volatility between different components. Therefore, the multi-component systems containing solvent phase equilibrium data for such hard separation system is particularly important. In this study, the use of double circulating vapor-liquid equilibrium according to the instrument, thiophene and benzene - acetic acid water two group hard separation system, the vapor-liquid equilibrium data of multicomponent system added after the solvent was determined, in order for the separation process design, process improvement and process simulation for accurate The thermodynamic basis of reliable data. The experimental determination of 101.33kPa benzene and thiophene, benzene and two dimethyl sulfoxide (DMSO) - sec butyl acetate and acetic acid (SBA) three two yuan system and benzene and thiophene - two dimethyl sulfoxide, acetic acid sec butyl acetate - two three yuan water vapour liquid system equilibrium data, rich benzene and thiophene and acetic acid - water separation system to two solvent containing multiple vapor-liquid equilibrium data. Two yuan is measured by the vapor-liquid phase equilibrium data were fitted with Herington area method of thermodynamic consistency test standard. The choice of NRTL and UNIQUAC activity coefficient model were related to two yuan. Department of experimental data for containing acetic acid; acetic acid containing system, taking into account the strong association properties of acetic acid, the chemical theory and HaydenO Connell (HOC) method combining the non ideal phase correction of steam, using NRTL-HOC and UNIQUAC-HOC models were obtained corresponding relationship; The two element interaction parameters, composition and temperature deviation deviation, the results show that the correlation of experimental data of two kinds of model can better predict. Three yuan of vapor-liquid equilibrium data with two component system UNIQUAC model parameters, the predictive value is consistent with the experimental values, the average deviation is within 3%, obtain better prediction results and meet the actual needs of the project. In addition, the separation of acetic acid water system, on the basis of azeotropic distillation, put forward a kind of integrated extraction azeotropic distillation separation process. The SEC butyl acetate as solvent, the feasibility and accuracy of the model parameters on the extraction section of the intermittent extraction experiments, reliability has been verified the application of Aspen Plus process simulation software; simulation and optimization of integrated separation technology, and with the minimum energy consumption as the target of analysis of heat exchanger network. In the same conditions and provisions of equipment design, respectively, n-Propyl Acetate and vinegar The separation process was simulated and optimized by isobutyl ester as the solvent, and the optimal energy consumption was obtained. Then the energy consumption of three different solvent separation processes was compared and analyzed.

【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ028;TQ013.1

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 郭繼志,劉濤,袁渭康;局部面積搜索法在高壓相平衡中的應用[J];中國工程科學;2001年03期

2 郭春秋,袁士義,葉繼根,呂選鵬;一種實用有效的三相相平衡計算方法及應用[J];天然氣工業(yè);2003年05期

3 李留定,高軍,朱兆友,汝紹剛;氣體與長鏈烴類體系的相平衡模型研究[J];天然氣化工;2004年03期

4 劉俊梅;;水鹽體系相平衡實驗研究現狀[J];化學工程與裝備;2010年01期

5 孫長宇;袁青;馬慶蘭;李清平;陳光進;;多元氣-液-固復雜體系相平衡[J];中國科學:化學;2010年09期

6 А.Н.Моргунов;陳克平;;水—低分子酸—氧化蠟體系的相平衡研究[J];日用化學品科學;1980年01期

7 N.J.Trappeniers;J.A.Shouten;高占笙;;簡單體系的汽—液和氣—氣相平衡Ⅲ、氖—氪體系[J];天然氣化工(C1化學與化工);1979年04期

8 J.A.Schouten;A.Deerenberg;N.J.Trappenier;高先培;;簡單系統(tǒng)的汽-液和氣-氣相平衡 Ⅳ、氬—氪體系[J];天然氣化工(C1化學與化工);1980年03期

9 F.R.包伊德 ,必西;近代超高壓技術(續(xù)七)——第八章 高壓和高溫下硅酸鹽系統(tǒng)中的相平衡:裝置與若干選列結果[J];人工晶體;1979年01期

10 梁保民;;四元水鹽體系等溫單變相平衡的圖解法[J];化學通報;1979年03期

相關會議論文 前10條

1 宋彭生;;水鹽體系相平衡數據的評價[A];第十二屆全國相圖學術會議論文集[C];2004年

2 倪培;丁俊英;;低溫下人工合成包裹體中流體的相平衡研究[A];《國際有機裹體研究及其應用》短訓班第十四屆全國包裹體及地質流體學術研討會論文集[C];2004年

3 喬占平;卓立宏;;CsCl-LuCl_3-HCl-H_2O(25℃)的相平衡[A];中國化學會第十三屆全國化學熱力學和熱分析學術會議論文摘要集[C];2006年

4 畢玉敬;丁秀萍;時歷杰;孫柏;李武;宋彭生;;CaCl_2-SrCl_2-H_2O體系25℃相平衡研究[A];中國化學會第十五屆全國化學熱力學和熱分析學術會議論文摘要[C];2010年

5 徐美倩;錢仁淵;;汽液兩相雙循環(huán)加壓相平衡測定裝置[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（上冊）[C];2006年

6 鄭朝貴;王雙艷;;MgO-La_2O_3-TiO_2體系相平衡化合物與電性質[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

7 張維敬;;溶體相的溶解間隙及其在相平衡、相轉變中的影響和表征(綜述報告)[A];第九屆全國相圖學術會議論文集[C];1997年

8 郭瓦力;趙長偉;于萍;畢穎;高麗娜;;基于轉化法生產硫酸鉀的水鹽體系相平衡研究[A];第十二屆全國相圖學術會議論文集[C];2004年

9 劉建睿;冀棉;王振軍;張逢星;高勝利;;鋅鹽與L-蛋氨酸配合行為的研究[A];第九屆全國相圖學術會議論文集[C];1997年

10 王飛莉;胡道道;李君;唐宗薰;;BaCl_2-C_6H_(12)O_6-H_2O/CH_3CH_2OH體系30℃時的相平衡研究[A];第十屆全國相圖學術會議論文集[C];2000年

相關重要報紙文章 前1條

1 ;自然與人工創(chuàng)造相平衡的未來可持續(xù)性校園[N];中華建筑報;2013年

相關博士學位論文 前10條

1 高贊軍;鹵代烴+有機吸收劑相平衡理論與實驗研究[D];浙江大學;2015年

2 朱婧;固體和超（亞）臨界流體體系的相平衡研究[D];北京化工大學;2016年

3 曲紅梅;合成硝基麝香相平衡和結晶分離的研究[D];天津大學;2003年

4 李德棟;氣—水—鹽—礦體系相平衡耦合化學平衡及其在二氧化碳地質儲存數值模擬中的應用[D];中國科學院研究生院（地質與地球物理研究所）;2008年

5 于t熈，

本文編號：1387892