內(nèi)部能量耦合精餾塔及其節(jié)能效果的模擬研究

【摘要】： 本文介紹了一種新型高效的精餾節(jié)能技術(shù)—內(nèi)部能量耦合精餾技術(shù)。應(yīng)用化工流程模擬軟件ASPEN PLUS和面向?qū)ο缶幊陶Z言VB6.0對內(nèi)部能量耦合精餾塔進(jìn)行模擬研究。以苯-甲苯和丙烯-丙烷物系為例,模擬分析內(nèi)部能量耦合精餾塔(HIDiC)的特性及其節(jié)能效果,將模擬結(jié)果與傳統(tǒng)精餾塔(CDIC)及熱泵精餾塔(VRC)進(jìn)行比較。結(jié)果顯示,內(nèi)部能量耦合精餾塔的溫度、流率和濃度分布都與傳統(tǒng)精餾塔存在較大的差別。對苯-甲苯物系,熱泵精餾塔的節(jié)能效果最好,節(jié)能百分率可達(dá)40%。對丙烯-丙烷物系,理想內(nèi)部能量耦合精餾塔的節(jié)能優(yōu)勢明顯,節(jié)能百分率在60%~80%。 鑒于換熱量平均分布方式在現(xiàn)實(shí)中難以實(shí)現(xiàn),本文提出了更合理的熱溫匹配方式,分析了壓縮比、進(jìn)料熱狀態(tài)及換熱量分布方式對內(nèi)部能量耦合精餾塔特性和節(jié)能效果的影響。壓縮比和進(jìn)料熱狀態(tài)對內(nèi)部能量耦合精餾塔特性和節(jié)能效果的影響作用顯著。壓縮比越小,節(jié)能效果越好,但壓縮比的下限為最小壓縮比,否則會產(chǎn)生逆向傳熱。內(nèi)部能量耦合精餾塔的節(jié)能效果隨進(jìn)料熱狀態(tài)的增加而增大。兩種換熱量分布方式的節(jié)能效果基本一致,而熱溫匹配方式可以在壓縮比較小時大幅度減小傳熱面積。 將內(nèi)部能量耦合精餾塔應(yīng)用于分離多組元物系,得出與二組元物系基本一致的結(jié)論,表明內(nèi)部能量耦合精餾塔同樣適用于多組元物系的分離,只要物系的相對揮發(fā)度足夠小,內(nèi)部能量耦合精餾塔就可以顯示出良好的節(jié)能效果。 【關(guān)鍵詞】：內(nèi)部能量耦合精餾塔(HIDiC) 壓縮比 進(jìn)料熱狀態(tài) 換熱量分布方式 節(jié)能效果
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TQ028.31
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 前言9-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-27
• 1.1 精餾技術(shù)的發(fā)展11-12
• 1.2 精餾過程熱力學(xué)分析12-14
• 1.2.1 最小分離功（W_(min)）的計算12-13
• 1.2.2 有效能消耗（Q_(dic)）的計算13-14
• 1.3 精餾過程的節(jié)能思路14-15
• 1.4 精餾過程的節(jié)能措施15-20
• 1.4.1 不改變流程的節(jié)能技術(shù)15-16
• 1.4.1.1 預(yù)熱進(jìn)料15
• 1.4.1.2 選擇適宜的進(jìn)料位置15
• 1.4.1.3 塔頂蒸汽余熱的回收利用15-16
• 1.4.1.4 選擇適宜的回流比R16
• 1.4.2 改變流程的節(jié)能技術(shù)16-20
• 1.4.2.1 優(yōu)化多塔精餾的排列順序16-17
• 1.4.2.2 多效精餾17
• 1.4.2.3 增設(shè)中間再沸器和中間冷凝器17
• 1.4.2.4 熱泵精餾17
• 1.4.2.5 熱耦精餾17-18
• 1.4.2.6 透熱精餾18-19
• 1.4.2.7 內(nèi)部能量耦合精餾19-20
• 1.5 內(nèi)部能量耦合精餾的發(fā)展和研究現(xiàn)狀20-25
• 1.5.1 二次回流與蒸發(fā)蒸餾（SRV）20
• 1.5.2 塔間換熱式內(nèi)部能量耦合塔20-23
• 1.5.2.1 隔板式內(nèi)部能量耦合塔（DWC）21
• 1.5.2.2 雙層內(nèi)部能量耦合塔21-22
• 1.5.2.3 代夫特工業(yè)大學(xué)內(nèi)部能量耦合塔22-23
• 1.5.3 換熱器式內(nèi)部能量耦合塔23-24
• 1.5.3.1 日本學(xué)者研究成果23-24
• 1.5.3.2 其它學(xué)者研究成果24
• 1.5.4 國內(nèi)研究動態(tài)24-25
• 1.6 精餾過程模擬25-27
• 1.6.1 序貫?zāi)K法25-26
• 1.6.2 聯(lián)立方程法26
• 1.6.3 聯(lián)立模塊法26-27
• 第二章 內(nèi)部能量耦合精餾技術(shù)的工作原理、節(jié)能分析及其建模27-32
• 2.1 內(nèi)部能量耦合精餾技術(shù)的工作原理27
• 2.2 內(nèi)部能量耦合精餾技術(shù)的節(jié)能分析27-30
• 2.2.1 圖解法27-28
• 2.2.2 熱力學(xué)分析28-30
• 2.3 內(nèi)部能量耦合精餾技術(shù)建模30-32
• 第三章 二組元內(nèi)部能量耦合精餾塔模擬研究32-57
• 3.1 內(nèi)部能量耦合精餾塔特性分析和參數(shù)研究32-44
• 3.1.1 內(nèi)部能量耦合精餾塔特性分析32-37
• 3.1.1.1 溫度分布32-33
• 3.1.1.2 液相流率分布33-34
• 3.1.1.3 濃度分布34
• 3.1.1.4 夾點(diǎn)分析34-37
• 3.1.2 影響內(nèi)部能量耦合精餾塔特性的參數(shù)研究37-44
• 3.1.2.1 壓縮比影響37-40
• 3.1.2.2 進(jìn)料熱狀態(tài)q影響40-43
• 3.1.2.3 換熱量分布方式影響43-44
• 3.2 內(nèi)部能量耦合精餾塔能量利用狀況模擬分析44-55
• 3.2.1 苯-甲苯物系45-51
• 3.2.1.1 以熱力學(xué)效率為基準(zhǔn)46-48
• 3.2.1.2 以公用工程費(fèi)用為基準(zhǔn)48-51
• 3.2.2 丙烯-丙烷物系51-55
• 3.2.2.1 以熱力學(xué)效率為基準(zhǔn)52-53
• 3.2.2.2 以公用工程費(fèi)用為基準(zhǔn)53-55
• 3.3 物系比較55
• 3.4 小結(jié)55-57
• 第四章 多組元內(nèi)部能量耦合精餾塔模擬研究57-67
• 4.1 理論板數(shù)影響57-61
• 4.1.1 BTX物系57-59
• 4.1.2 PCM物系59-61
• 4.2 壓縮比和進(jìn)料熱狀態(tài)影響61-65
• 4.2.1 BTX物系61-64
• 4.2.2 PCM物系64-65
• 4.3 小結(jié)65-67
• 第五章 結(jié)論與展望67-69
• 符號說明69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明75-76
• 致謝76

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