動態(tài)累積間歇精餾操作與模擬計算的研究.pdf

1、動態(tài)累積循環(huán)操作是近年來開發(fā)的間歇精餾新型操作方法之一。這種操作方法是由全回流濃縮、出料、無回流充液三個步驟構(gòu)成，反復(fù)循環(huán)直至操作結(jié)束。同傳統(tǒng)的間歇精餾操作方法相比，動態(tài)累積循環(huán)操作具有控制簡便、分離效率高等突出的優(yōu)點。雖然該操作方法早在20世紀60年代就已經(jīng)被提出，但目前的研究基本集中在操作方法優(yōu)化的理論研究上，而缺少對其自動控制和工業(yè)化裝置的實驗研究。特別是傳統(tǒng)精餾理論無法涉及的塔內(nèi)無回流充液階段的濃度變化問題一直沒有得到很好解決，

2、導(dǎo)致了以往動態(tài)累積循環(huán)操作法的數(shù)學(xué)模型和模擬計算只能以與塔內(nèi)真實狀況相差很大的簡化假設(shè)為基礎(chǔ)，這嚴重地阻礙著動態(tài)累積循環(huán)操作法的進一步發(fā)展。 本文建立了動態(tài)累積循環(huán)操作自動控制實驗裝置，研究了該實驗裝置的流體力學(xué)特性，提出了用兩個較小的累積罐進行交替切換的操作方法，在采出產(chǎn)品階段，通過溫度控制累積罐之間的切換，在過渡餾分采出階段，采用時間脈沖控制過渡餾分的采出。實驗也研究了投料濃度、投料體積的變化對實驗過程的影響。本文以異丙醇-

3、正丙醇為實驗物系對該操作進行的實驗研究，結(jié)果表明本文提出的操作方式是完全可行的，并使動態(tài)累積間歇精餾操作更加緊湊連貫，并且各組分的采出也非常容易實現(xiàn)自動控制。另外本文還對動態(tài)累積循環(huán)操作的無回流階段進行了實驗研究，分析了不同相對揮發(fā)度、不同進料濃度對無回流階段塔頂濃度的影響。最后本文建立了動態(tài)累積循環(huán)操作全過程的數(shù)學(xué)模型，并求解了模型方程。本文模型與文獻模型的主要區(qū)別在于針對無回流充液階段，前者考慮了流體力學(xué)關(guān)系的變化，取消了以往恒摩爾