Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология продуктов органического синтеза

Диссертационная работа:

Моргунов Андрей Викторович. Разработка энергосберегающих схем экстрактивной ректификации, содержащих комплексы с частично связанными тепловыми и материальными потоками : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.04 / Моргунов Андрей Викторович; [Место защиты: Моск. гос. акад. тонкой хим. технологии им. М.В. Ломоносова].- Москва, 2009.- 191 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2305

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1 Литературный обзор 10

1.1 Экстрактивная ректификация и ее роль в промышленности 10
органического синтеза

  1. Теоретические основы экстрактивной ректификации. 11

  2. Промышленные технологии экстрактивной ректификации 23

1.2 Структурная оптимизация технологических схем разделения 25
1.2.1 Термодинамически обратимая ректификация как наиболее 25

совершенный процесс разделения

1.2.2 Приближение реального процесса к термодинамически 28
обратимому и другие способы повышения термодинамической
эффективности процессов разделения

1.2.3 Энергосбережение в процессах экстрактивной ректификации. 51

1.3 Методы синтеза схем экстрактивной ректификации 55
Постановка задачи 62

  1. Разработка метода синтеза схем экстрактивной ректификации в 64 комплексах колонн с частично связанными материальными потоками

  2. Объекты и методы исследования 104

  1. Моделирование паро-жидкостного равновесия 104

  2. Порядок оптимизации схем экстрактивной ректификации 113

3.3Методикарасчета схем со связанными материальными 118
потоками

  1. Выбор оптимальной схемы процесса экстрактивной 121 ректификации смеси циклогексан - бензол - 2,4-диетилпентан

  2. Выбор оптимальной схемы процесса экстрактивной ректификации смеси циклогексан - бензол — толуол

Выводы 179

Список литературы 180

Обозначения

БО - боковой отбор;

БС - боковая секция;

TCP - технологическая схема разделения;

ПЖР - парожидкостное равновесие;

Э А - экстрактивный агент;

ЭР - экстрактивная ректификация;

А, В, С — компоненты смеси;

D - поток дистиллята;

az - азеотроп;

F - поток питания;

NaA - номер тарелки подачи экстрактивного агента;

Np- номер тарелки питания;

R - флегмовое число;

S - поток экстрактивного агента;

Qkiui - тепловая нагрузка в кубе колонны;

Qkc»« - тепловая нагрузка в конденсаторе колонны;

W - кубовый поток.

Введение к работе:

Актуальность работы. В химической и нефтехимической промышленности высоко энергоемкими являются блоки выделения продуктов, потребности которых могут составлять 50^-80% от всего энергопотребления производства. Самым распространенным методом извлечения товарных продуктов является ректификация.

В настоящее время энергетические ресурсы достаточно дороги и, следовательно, снижение производственных затрат за счет уменьшения потребления энергии является актуальной задачей. Проблема энергосбережения в настоящее время включена в перечень критических технологий Российской Федерации.

Основными направлениями совершенствования процессов ректификации является повышение эффективности массообмена и увеличение термодинамической эффективности. В последнем случае эффект достигается путем приближения реальных процессов к термодинамически обратимой ректификации, которая является идеализированной моделью процесса разделения и обладает минимальным производством энтропии. Разработке таких методов и их практическому применению для зеотропных смесей посвящено значительное количество исследовательских работ, однако для экстрактивной ректификации (ЭР), эта проблема изучена мало. К настоящему времени получены только некоторые решения, в той или иной степени повышающие термодинамическую эффективность экстрактивной ректификации, однако комплексного подхода, позволяющего синтезировать схемы ЭР, содержащие сложные колонны, исходя из свойств и фазового портрета разделяемой смеси, в настоящий момент не существует и их разработка является актуальной.

Цель работы: разработка метода синтеза технологических схем экстрактивной ректификации с частично связанными тепловыми и материальными потоками, выявление работоспособных схем для всех топологических типов диаграмм парожидкостного равновесия трехкомпонентных азеотропных смесей. Выявление энергосберегающих схем ЭР со сложными колоннами и многозональной подачей экстрактивного агента (ЭА).

Методы исследования, теория графов, топологический анализ, математическое моделирование схем ректификации и расчетный эксперимент.

Научная новизна. Разработан алгоритм синтеза схем экстрактивной ректификации многокомпонентных азеотропных смесей, содержащих сложные колонны с частично связанными тепловыми и материальными потоками.

Выявлены работоспособные схемы экстрактивной ректификации, содержащие сложные колонны для всех непротиворечивых типов фазовых диаграмм трехкомпонентных азеотропных смесей. Показано, что если схема прообраз является работоспособной, то и все ее образы также работоспособны.

Для разделения азеотропных смесей со сложной структурой фазовой диаграммы предложены сложные колонны с двухзональной подачей экстрактивного агента; методом расчетного эксперимента подтверждена их работоспособность и эффективность.

Практическая значимость. Для фракции, содержащей смесь бензола, парафинов и нафтенов (циклогексан - бензол- 2,4-диметилпентан), предложены технологические схемы разделения с частично связанными тепловыми и материальными потоками с двухзональной подачей экстрактивного агента, что обеспечивает снижение энергозатрат на 70-80 % по сравнению с классическими четырехколонными схемами с промежуточной регенерацией экстрактивного агента.

Для разделения смеси циклогексан - бензол - толуол, входящей в состав пироконденсата, фракции сырого бензола при переработке угля, а также фракции БТК (процесс ароматизации олефинов С2-С4) разработаны схемы экстрактивной ректификации, обладающие минимальными энергозатратами (экономия тепла до 85% по сравнению с «классическими» схемами из двухотборных колонн).

Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались на XVIII Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Казань, 2005 г.; Первой Научно-технической конференции молодых ученых «Наукоемкие химические технологии», Москва, 2005 г.; VII Международной конференции по химической технологии «XT'07», Москва, 2007 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 статьи в журнале, рекомендованном ВАК («Теоретические основы химической технологии»), и тезисы 3-х докладов на научно-технических конференциях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и 5 приложений, напечатанных отдельным томом. Диссертация изложена на 191 странице машинописного текста, содержит 75 таблиц, 73 рисунка и библиографию из 159 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net