动态累积过程的数学模拟及实验验证.pdf

摘 要 动态累积循环操作是近年来开发的间歇精馏新操作方法之一。本文的主要工 作是针对目前动态累积间歇精馏模拟没有适当的模型，提出有效理论板模型，通 过Visual Basic编程进行过程数学模拟。 本文对动态累积全过程模拟分为两个部分。第一，全回流增浓阶段，本文用 文献获得的间歇精馏分离四氢呋喃一乙酸乙酯的实验数据，验证了动态累积中采 用的全回流模型和模型解法。全回流模型采用MESH方程组，用两点隐含法处理 积分．微分方程，用0校正法校正浓度，用NRTL方程处理汽液平衡，结合组分加 和式校正温度，用热量恒算校正汽相流率。通过同文献实验数据的比较，表明这 些方法能有效地抑制误差的累积，计算过程的稳定性和收敛速度较好，计算精度 较高。 第二，无回流充液阶段，考虑了无回流充液阶段塔身持液量和液相流率随时 间的变化关系，提出有效理论板模型，同时对应于无回流充液阶段塔身持液减少 的过程，提出了塔身充液阶段。对这两个阶段分别建立数学模型，并应用在全回 流中己验证的求解模型方法求解模型方程。 本文还对动态累计过程中无回流充液阶段的流体力学特性进行了系统的实 验研究，结合理论推导，得出一个适合无回流充液阶段的液相流率计算式。并以 两个不同相对挥发度的物系异丙醇一正丙醇、乙醇一异丙醇体系为对象，对带双 累积罐的动态累积间歇精馏过程进行了实验研究，用于验证有效理论班模型的计 算结果。 应用有效理论板模型对实验条件下的两个分离物系进行过程模拟，并同现有 的L=O模型一起，跟实验数据相比较，表明有效理论板模型计算结果同实际结 果更相近，特别是在相对挥发度较小的物系模拟中，有效理论板模型明显优于 L=0模型。并且应用模拟程序，研究了无回流充液阶段各操作参数对动态累积间 歇精馏的影响，表明计算结果同文献报道的实验结果相符，进一步说明本文提出 的有效理论板模型能够较准确的模拟动态累积循环操作。 关键词：间歇精馏模拟计算动态累积操作无回流充液过程有效理论板模 型 ABSTRACT Accumulation TotalReflux Dynamic Operation(DAO，orCyclic Operation)is oneofthenew modesofbatchdistillation．Thisaimisto operating paper propose MutativeValidTheoretical the simulation、)l，ith Plates(MVTP)and performsprocess Visual therehasbeennoaccuratemathematicalmodelforDAO． Basic，for The simulationofDAOWasdividedintotWOsections．Forthetotal process reflux dataaboutthe of acetatemixture period，the separationtetrahydrofuran—ethyl fromliteraturewasusedtOva]Iidatethemodeloftotalrefluxandthesolution methods．Thetotalrefluxmodel arethe MESH equationstypical equations，andt11ey weresolvedthemethodof with0 by implicitintegralmatrix，combinedconvergence