超重力減壓精餾分離乙醇-水的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、無(wú)水乙醇是重要的有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工及航空等行業(yè)，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中常壓精餾操作并不能直接分離得到無(wú)水乙醇產(chǎn)品，所以需要應(yīng)用特殊的精餾手段將其分離開(kāi)，減壓精餾法可以避免共沸精餾和萃取精餾中加入第三組分的操作直接分離得到產(chǎn)品。本文將具備過(guò)程強(qiáng)化能力的超重力技術(shù)應(yīng)用于減壓精餾操作進(jìn)而探討該技術(shù)對(duì)乙醇-水的分離效果。
　　文中采用填裝了波紋絲網(wǎng)填料的單級(jí)旋轉(zhuǎn)填料床建立了超重力減壓精餾的間歇全回流操作工藝。首先在確定了

2、穩(wěn)態(tài)的操作方案基礎(chǔ)上，考察了塔釜加熱溫度100~150℃、進(jìn)料乙醇濃度50~95wt％、操作壓力101.325~11.325kPa和超重力因子20.9024~130.6397對(duì)乙醇-水體系分離效果的影響。通過(guò)因素-水平實(shí)驗(yàn)，得出分離效果最優(yōu)時(shí)相應(yīng)操作條件是xd=90wt%，Tw=100~110℃，β=64.0135~83.6094。在各操作壓力下時(shí)，分離接近共沸組成的原料雖不能改變各壓力下的共沸組成，可以達(dá)到非常逼近共沸組成的效果。結(jié)合

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析可以證明，增加超重機(jī)的填料高度可以繼續(xù)提高分離效果最終得到無(wú)水乙醇產(chǎn)品。
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程需要用到各壓力下的相平衡數(shù)據(jù)，因而借用Aspen Plus軟件選用NRTL法計(jì)算乙醇-水體系在不同壓力下的相平衡數(shù)據(jù)。選用Herington半經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)計(jì)算結(jié)果熱力學(xué)一致性進(jìn)行了驗(yàn)證，確保了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，利用二元物性分析功能繪制該體系的相圖，得出了不同壓力下的該體系的氣液組成關(guān)系及與相對(duì)揮發(fā)度的關(guān)系，進(jìn)而計(jì)算得出各組

4、實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備的傳質(zhì)參數(shù)，超重力減壓精餾設(shè)備均能保持穩(wěn)定的傳質(zhì)優(yōu)勢(shì)，其理論等板高度為8.0~40.0mm。
　　最后，選取在壓力P=11.325kPa時(shí)超重力減壓精餾對(duì)90wt%~95wt%的原料的分離實(shí)驗(yàn)，設(shè)定相同的操作參數(shù)，通過(guò)Aspen流程模擬建立與之相對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)填料塔流程。就分離效果而言超重力精餾設(shè)備優(yōu)于傳統(tǒng)填料塔，同時(shí)保持了較高的傳質(zhì)效果，傳質(zhì)單元高度為傳統(tǒng)填料塔的1/4~1/7。
　　綜合研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，超重力