多組分物系間歇精餾的模擬研究.pdf

1、隨著科技進步和人類生活水平的不斷提高，對精細化學品和特殊化學品的需求越來越大，作為精細化工產品主要加工和分離手段的間歇精餾的模擬研究也越來越受到重視。 本文開展多組分物系間歇精餾模擬研究，研究工作主要圍繞多組分間歇精餾數學模型建立以及數學模型的數值計算方法、模擬研究的實驗驗證展開。主要研究內容如下： (1)建立數學模型。本文建立了一個多組分間歇精餾改進恒摩爾持液數學模型，模型還考慮了塔釜加熱量發(fā)生變化的情況。恒摩爾持液模

2、型適用于各組分分子量、液體密度和汽化潛熱等均較接近的物系。 傳統的恒摩爾持液模型計算量較大，計算時間長，并且模擬研究都是針對塔釜加熱量不變的情況。本文所建立間歇精餾數學模型適用于塔釜加熱量變化的情況，同時針對分離物系是同系物的情況，使用了恒摩爾流的假設，就不需要進行熱量恒算，減小了計算量。 (2)數學模型的數值計算方法研究。間歇精餾是動態(tài)過程，描述該過程的數學模型是微分代數方程組。數學模型中的微分方程組屬于剛性微分方程組

3、。 剛性微分方程組不能采用一般微分方程組的求解方法，必須采用特殊方法。本文采用單步特雷特顯式法。單步特雷特顯式法計算思路簡單，計算量小，對于剛性比不是很大的剛性微分方程組具有計算過程穩(wěn)定、計算結果準確性較好的優(yōu)點。本文建立的間歇精餾數學模型的剛性比數量級約為102，與強剛性比的數量級106相比小很多，屬于剛性較弱情況，因此適合采用單步特雷特顯式法進行數值求解。 (3)多組分間歇精餾實驗研究。實驗研究工作在一個具有八塊塔板