多儲罐間歇精餾液相串聯(lián)操作及其能量集成的研究.pdf

1、針對所需理論塔板數(shù)較多的精密精餾，本文提出了多儲罐間歇精餾液相串聯(lián)操作(CMVBD)。該操作具有如下特點:(1)系統(tǒng)由多個多儲罐間歇精餾塔組成;(2)各塔獨立進行全回流操作，僅通過各儲罐內(nèi)持液的液相交換實現(xiàn)串聯(lián)操作;(3)系統(tǒng)的總壓降僅為單塔壓降;(4)能夠有效減弱返混現(xiàn)象對分離過程的不利影響。為了克服CMVBD系統(tǒng)能耗高的缺點，進一步設(shè)計了基于蒸汽再壓縮的多儲罐間歇精餾液相串聯(lián)操作(VRCMVBD)。而且采用模擬和實驗方法對CMVBD

2、和VRCMVBD進行了深入研究。
　　在多儲罐間歇精餾全回流操作(MVBD)基礎(chǔ)上結(jié)合液相串聯(lián)操作，構(gòu)建了CMVBD。首先對MVBD進行了模擬和實驗研究，結(jié)果表明其具有高效省時的優(yōu)點，適合分離相對揮發(fā)度較小或輕組分含量較低的難分離二元混合物。進而研究了CMVBD，對其操作過程進行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明CMVBD系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)難分離物系的高效分離;設(shè)計了CMVBD的實驗系統(tǒng)，采用相對揮發(fā)度較小的乙醇-異丙醇二元物系進行分離實驗，實驗結(jié)果

3、和模擬數(shù)據(jù)的變化規(guī)律一致，證明其數(shù)值模擬準確可靠，并且說明CMVBD具有良好的可行性和可操作性。
　　為了降低CMVBD系統(tǒng)操作能耗，首先對其基本操作單元——MVBD的能量集成方案進行研究，提出了基于蒸汽再壓縮的多儲罐間歇精餾全回流操作（VRMVBD）和帶有內(nèi)部熱集成的多儲罐間歇精餾全回流操作(IHIMVBD)及其強化形式(Int-IHIMVBD)。通過模擬分離乙醇-正丙醇的實例表明，VRMVBD不僅能顯著降低操作能耗并提高經(jīng)濟效

4、益，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計實施。
　　根據(jù)以上研究結(jié)果，將蒸汽再壓縮技術(shù)應用于CMVBD系統(tǒng)，設(shè)計了基于蒸汽再壓縮的多儲罐間歇精餾液相串聯(lián)操作(VRCMVBD)。該操作利用壓縮機將塔頂蒸汽壓縮到較高的壓力，使其在塔釜再沸器處冷凝，釋放出的潛熱供給塔釜料液再沸，從而實現(xiàn)塔頂?shù)蜏匚粺崃康脑倮谩８鶕?jù)壓縮機的運轉(zhuǎn)方式，VRCMVBD可分為定速VRCMVBD和變速VRCMVBD。通過模擬分離乙醇-異丙醇的實例表明，VRCMVBD能夠完成精