Физико-химические основы разделения биазеотропных смесей
Диссертация
Конкретными задачами исследования являются: синтезирование структур диаграмм фазового равновесия биазеотропных систем на основе заданного граничного контура диаграммы и выбор из полученного множества объектов для дальнейшего исследованияоценка возможности использования сложного фазового поведения как критерия адекватности моделей и получение термодинамически согласованных математических моделей… Читать ещё >
Содержание
- 1. Явление азеотропии и методы разделения азеотропных смесей
- 1. 1. Термодинамические ограничения ректификационного разделения сложных смесей
- 1. 2. Особенности поведения биазеотропных систем
- 1. 3. Математическое моделирование фазовых равновесий
- 1. 4. Методы разделения азеотропных смесей
- 1. 5. Постановка задачи исследования
- 2. Синтез структур фазовых диаграмм биазеотропных систем и выбор объектов исследования
- 2. 1. Генерирование множества возможных диаграмм дистилляционных и К-линий в тройных системах с известным граничным контуром
- 2. 2. Выбор методов и объектов исследования
- 3. Математическое моделирование парожидкостного равновесия и анализ структур фазовых диаграмм
- 3. 1. Моделирование биазеотропии
- 3. 2. Моделирование азеотропии и парожидкостного равновесия в биазеотропных бинарных системах
- 3. 3. Моделирование парожидкостного равновесия в тройных составляющих четырех-компонентных систем
- 4. Эволюция фазовых диаграмм биазеотропных систем в присутствии ди-метилсульфоксида. Закономерности экстрактивной ректификации
- 4. 1. Анализ закономерностей хода диаграмм а-многообразий биазеотропных систем с разделяющим агентом
- 4. 2. Эволюция диаграмм тройных биазеотропных систем при варьировании количества разделяющего агента
- 4. 3. Моделирование экстрактивной ректификации биазеотропных смесей
- 4. 4. Оценка возможности разделения промышленной биазеотропной смеси бутилпро-пионат-пропионовая кислота
- Выводы
Список литературы
- Термодинамика равновесия жидкость-пар./ Под редакцией Морачев-ского А.Г. Л.: Химия, 1989.-344 с.
- Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии. Т.1. -М.:Мир, 1989.- 304 с.
- Огородников С.К., Лестева Т. М., Коган В. Б. Азеотропные смеси. Справочник. Л.: Химия, 1971, 1406 с.
- Свентославский В.В. Азеотропия и полиазеотропия. М.:Химия, 1968.242 с.
- Хазанова Н.Е. Системы с азеотропизмом при высоких давлениях. М.: Химия, 1978.-216 с.
- Тимофеев B.C., Серафимов Л. А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза: Учебное пособие для вузов. -М: Химия, 2003.-536с.
- Серафимов Л.А., Фролкова А. К., Раева В. М. Термодинамический анализ полного пространства избыточных функций смешения бинарных растворов // Теор. основы хим. технологии. 1996. — Т. 30, № 6. — С. 611−617.
- Фролкова А.К., Раева В.М, Серафимов Л. А. Основные законы фазового поведения бинарных систем: Методическое пособие. М.: МИТХТ, 2001.-38 с.
- Шутова Г. В. Физико-химические закономерности биазеотропии в бинарных системах. Дис. .канд. хим. наук. М.: МИТХТ, 1992.
- Кушнер Т.М., Никитский А. В., Серафимов Л. А. Точки Банкрофта различного рода в тройных системах // ТОХТ.-1998.-Т.32, № 1.- С. 33−41.
- И.Никитский А. В. Закономерности эволюции тройных азеотропов при изменении внешних параметров как основа разделения тройных смесей. Дисс.канд. техн. наук. -М.: МИТХТ, 1999.
- Жаров В.Т., Серафимов Л. А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации. Л.: Химия, 1975, с. 240.
- Коган И.В., Морачевский А. Г. Равновесие жидкость пар в системе перфторбензол — бензол (образование двух азеотропов) // ЖПХ.-1972.-Т.45, № 8.-С. 1888−1890.
- Aucejo A., Monton J.B., Munoz R., Wisnniak J. Double Azeotropy in the Benzene + Hexafluoobenzene System // J. Chem. Eng. Data.- 1996. V. 41, No.l.-P. 21−24.
- Srivastava R., Smith B.D. Total-Pressure Vapor-Liquid Equilibrium Data for Binary System of Diethyl amine with Acetone, Acetonitrile and Methanol //J. Chem. Eng. Data. 1985. — V.30, No.3. — P. 308−313.
- Chai Kao C.-P., Paulaitis M.E., Yokozeki A. Double Azeotropy in Binary Mixtures of NH3 and CHF2CF3 // Fluid Phase Equilibria. 1997. — V. 127. -P. 191−203.
- Burguet M.C., Monton J.B., Munoz R., Wisnniak J., Segura H. Poli-azeotropy in Associating Systems: The 2-Methylpropyl Ethanoate + Etha-noic Acid System // J. Chem. Eng. Data. 1996. — V.41. — P. 1191−1195.
- Chai Kao C.-P., Miller R.N., Sturgis J.F. Double Azeotropy in Binary Mixtures 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-Decafluoropentane + Tetrahydrofuran. // J. Chem. Eng. Data. 2001. — V.46. — P. 229−233.
- Olson J.D. Thermodynamics of hydrogen-bonding mixtures 4: Ge, He, Se and CPE and possible double azeotropy of water + TV-methylethylenediamine // Fluid Phase Equilibria. 2001. — V. 185. — P. 209−218.
- Abid Chinikamala, George N. Houth, Z. Lowell Taylor Jr. // Journal of Chemical and Engineering Data, Vol.18, No 3, 1973.
- Gaw W.J., Swinton F.L., Trans. Faraday Soc. 64 (8), 2023 (1968).,
- Antonio Aucejo, Juan B. Monton, Rosa Munoz, Jaime Wisnniak // Journal of Chemical and Engineering Data, 1996,41,21−24.
- Ниссельсон JI.A., Третьякова K.B., Тюрин В. И. Равновесие кристаллы жидкость и жидкость — пар в системах NbCl5-NbF5 и TaCl5-TaF5 // ЖНХ. — 1973. — Т. 18, № 11. — С.3063−3067.
- Ниссельсон j1.a., Астахова Г. О. О равновесии жидкость пар в системе сера — фосфор, имеющей три экстремальные точки // Доклады Академии наук СССР. 1970. — Т. 192, № 6. — С. 1311−1312.
- Челюскина Т.В. Термодинамико-топологический анализ трёхкомпо-нентных систем с двумя тройными азеотропами. Дис.. канд. тех. наук. -М.: МИТХТ, 2001.
- Кушнер Т.М., Челюскина Т. В., Серафимов JI.A. Термодинамико-топологический анализ диаграмм равновесия пар-жидкость в тройных системах с двумя тройными азеотропами.// ЖФХ. 1999. — Т.73, № 3. -с.466−434.
- Челюскина Т.В., Кушнер Т. М. Диаграмма парожидкостного равновесия в системе бензол- перфторбензол метилпропионат с двумя тройными азеотропами.//ЖФХ — 2001, т.75, № 7. — с. 1324−1330.
- Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. JL: Химия, 1982.-592 с.
- Львов С.В. Некоторые вопросы ректификации бинарных и многокомпонентных смесей. М.: Изд. АН СССР, I960.- 166 с.
- Серафимов Л.А. Теоретические принципы построения технологических схем ректификации неидеальных многокомпонентных смесей. Дисс.докт.техн.наук. М.: МИТХТ, 1968.
- Серафимов Л.А., Фролкова А. К. Фундаментальный принцип перераспределения полей концентраций между областями разделения, как основа создания технологических комплексов. // Теоретические основы химической технологии. Том 31. № 2, 184−192, 1997.
- Кушнер Т.М., Тациевская Г. И., Серафимов JI.A., Львов С. В. Выделение низших карбоновых кислот из фракции оксидата прямогонного бензина // Хим. пром. 1969. — № 1. — С. 20−23.
- Гельперин Н.И., Новикова К. Е. // Журн. прикл. химии. 1961.- Т.34, № 9.-С. 11−16.
- Сторонкин А.В., Морачевский А. Г. К вопросу о зависимости между изменениями температуры, давления и состава азеотропов // ЖФХ. -1957.-Т.31, вып. 1.-С. 42−48.
- Раева В.М., Фролкова А. К., Серафимов Л. А. Изменение состава азеотропов при варьировании внешних условий // ТОХТ. 1996. — Т.30, № 1. — С.27−33.
- Раева В.М., Фролкова А. К. Разделение азеотропных смесей с использованием комплексов, основанных на варьировании давления // Росс, хим. журн. 1998. — Т. XLII, № 6. — С.76−86.
- Фролкова А.К., Раева В. М., Серафимов Л. А. Разделение азеотропных смесей с учетом особенностей их эволюции при варьировании внешних параметров //Тез. докл. IV Межд. научно-техн. конф. «Наукоемкие химические технологии». Волгоград. — 1996. — С.27−33.
- Ханина Е.П., Павленко Т. Г., Фролкова А. К., Тимофеев B.C. Синтез технологических схем разделения трехкомпонентных расслаивающихся смесей // ЖПХ. 1979. — Т. LII, № 7. — С. 1637−1639.
- Тимофеев B.C., Львов С. В., Серафимов Л. А. Некоторые вопросы конструирования технологических схем разделения гетероазеотропных смесей методом ректификации // Сб. трудов «Физико-химические основы ректификации». М.: МИТХТ, 1970, с. 282−292.
- Фролкова А.К., Крупинова О. Н., Серафимов Л. А. Исследование гомологических рядов разделительных комплексов, основанных на кривизне разделяющего многообразия // Хим.пром. 1999, № 7. — С.33−38.
- Носов Г. А., Мясоеденков В. М., Конде Ш. М. Разделение бинарных смесей путем сочетания процессов фракционной кристаллизации и периодической дистилляции // Хим. пром. 1992. — № 4. — С. 233−235.
- Носов Г. А., Бубенцов В. Ю. Разделение и очистка веществ путем сочетания различных массообменных процессов // Тезисы докл. III Межд. конференции «Наукоемкие химические технологии». Тверь. — 1995,-С. 52−53.
- Stephan Wolfgang, Noble Richard D., Koval Carl A. Design methodology for a membrane/distillation hybrid process // J. Membr. Sci. 1995. — V.99, N3.-P. 259−272.
- Кафаров B.B., Гордеев Л. С., Глебов М. Б. Разделение азеотропных смесей в мембранно-ректификационных комплексах // ТОХТ.- 1996.- Т. ЗО, № 2.- С. 180−187.
- Серафимов JI.A., Писаренко Ю. А., Тимофеев B.C. Реакционно мас-сообменные процессы: проблемы и перспективы // ТОХТ. — 1993. — Т. 27,№ 11.-С.4−13.
- Бенедикт М., Рубин Л. Экстрактивная и азеотропная дистилляция // Сборник «Физическая химия разделения смесей», № 1 / Пер. с англ. под ред. Н. Н. Жаворонкова. М.: Изд. «Иностр. лит-ра», 1949. — С.73−123.
- Коган В.Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. Изд. 2-е доп. и пер. Л.: Химия, 1971.
- Биттрих Г.-Й., Гайле А. А., Лемпе Д. и др. Разделение углеводородов с использованием селективных растворителей. Л.: Химия, 1987. — 192 с.
- Павлов С.Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л.: Химия, 1987. — 282 с.
- Зарецкий М.И. Разработка научных основ новой технологии селективного разделения смесей органических соединений с близкими физико -химическими свойствами. Автореф. дисс.. докт. хим. наук. М.: МИТХТ, 1990.
- Фролкова А.К., Павленко Т. Г., Тимофеев B.C. О некоторых особенностях разделения многокомпонентных смесей автоэкстрактивной ректификацией //Нефтепереработка и нефтехимия. 1980. — № 7. — С. 33−35.
- Кива В.Н., Тимофеев B.C., Виджесингхе А.М.Д.Ч., By Там Хюэ. Разделение бинарных азеотропов ректификацией с легкокипящим зео-тропным агентом // Тезисы докл. V Всесоюз. конф. по теории и практике ректификации. Ч. 1. — Северодонецк, 1984. — С. 19−21.
- Писаренко Ю.А., Фролкова А. К., Серафимов Л. А., Тимофеев B.C. Оценка эффективности использования экстрактивной ректификации при организации реакционно-массообменных процессов // Хим. пром. -1993.-№ 5(183).-С. 31−34.
- Иванова JIB., Тимошенко А. В., Тимофеев B.C. Синтез схем экстрактивной ректификации азеотропных смесей. // ТОХТ 2005. — т. 39. — № 1.-С. 19−26.
- Тимошенко А.В., Анохина Е. А., Иванова JI.B. Комплексы экстрактивной ректификации, включающие сложные колонны с частично связанными тепловыми и материальными потоками. // ТОХТ 2005. — т. 39. -№ 5.-С. 491−498.
- Иванова Л.В., Прохоренкова Н. М., Суркова Е. А., Моргунов А. В., Тимошенко А. В., Тимофеев B.C. Энергосберегающие технологии экстрактивной ректификации смеси ацетон-хлороформ-н-бутанол диме-тилформамид. // ТОХТ — 2006. — т. 40. — № 6. — С. 621−627.
- Ханина Е.П., Павленко Т. Г., Тимофеев B.C. Работоспособность установок разделения гетероазеотропных смесей с рециклами // ЖПХ. -1987.-Т.60,№ 1.-С. 215−218.
- Фролкова А.К., Серафимов Л. А., Павленко Т. Г. Определение условий существования стационарных режимов работы комплексов с рециклами для разделения тройных смесей //ТОХТ.- 1992.- Т.26, № 2.- С. 281 286.
- Фролкова А.К., Серафимов Л. А., Павленко Т. Г. Влияние структуры диаграммы фазового равновесия и состава исходной смеси на работоспособность комплексов разделения с рециклами //ТОХТ.-1992, — Т. 26, № 3.- С. 425−428.
- Жендарева А.Н., Фролкова А. К. Исследование работоспособности комплексов разделения трехкомпонентных гетероазеотропных смесей // Хим. пром. N 5, 1999. — С. 38−42.
- Комарова Л.Ф., Серафимов Л. А., Гарбер Ю.Н.// ЖФХ, 1974, Т. XLVIII, С.1391−1393.
- Серафимов Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей VII. Диаграммы трехкомпонентных смесей.// ЖФХ. -1970.- Т.44, № 4. С. 1021−1027.
- Андронов А.А., Леонтович Е. А., Гордон И. И., Майер А. Г. Теория бифуркаций динамических систем на плоскости // М.: Наука. 1967. -487с.
- Серафимов JI.A. Общие закономерности хода К-линий в трехкомпо-нентных системах жидкость-пар. // Сб. трудов «Физико-химические основы ректификации», М.:МИТХТ, 1970, с.20−30.
- Смирнова Н.А. Молекулярные теории растворов. -JL: Химия, 1987.336 с.
- ChemCad 5.2.0 Professional Chemstations, Inc. Houston, Texas — 2002.
- Серафимов JI.A., Фролкова A.K., Раева B.M. Термодинамический анализ модели NRTL с использованием концентрационных зависимостей избыточных функций // Теор. основы хим. технологии. 2002. — Т. 36, № 4.-С. 388−394.
- Серафимов Л.А., Фролкова А. К., Раева В. М. Термодинамический анализ модели Вильсона с использованием парциальных избыточных функций // Теор. основы хим. технологии. 2003. — Т. 37. № 2. — С. 174 183.
- Ермакова М.В. Исследование закономерностей экстрактивной ректификации бинарной биазеотропной смеси. Дипломная работа.-М: МИТХТ, 2003.
- Белоусов В.П., Морачевский А. Г. Теплоты смешения жидкостей. Справочник.-Л: Химия, 1970.-256 с.
- Белоусов В.П., Морачевский А. Г., Панов М. Ю. Тепловые свойства растворов неэлектролитов. Справочник.-Л.: Химия, 1981.-264 с.
- Фролкова А.К. Разработка технологических схем разделения поли-азеотропных смесей с использованием автоэкстрактивной ректификации. Дисс. .канд. техн. наук. М.: МИТХТ, 1980.
- Лейтман А.И., Гайле А. А. Зависимость селективности от структуры растворителей и разделяемых компонентов // ЖФХ. 1970. — Т.44, № 6. — С. 1431−1435- там же с. 1436−1439- ЖФХ. — 1971. — Т.45, № 1. -С.76−78.
- Фролкова А.К., Пирог Л. А., Павленко Т. Г., Пономарев В. Н., Тимофеев B.C. Выбор рациональных режимов разделения неидеальных смесей. 1. Явление инверсий взаимодействия разделяющих агентов // ЖПХ. -1988. -№ 8. С.2037−2041.
- Мягкова Т.О., Челюскина Т. В., Фролкова А. К. Исследование особенностей фазового поведения многокомпонентных биазеотропных систем // ЖФХ. 2007. — Т.81, № 6. — С. 971−977.
- Мягкова Т.О., Челюскина Т. В., Фролкова А. К. Разделение экстрактивной ректификацией тройной системы с двумя тройными азеотропами // Журн. «Химическая технология». 2007, № 10. — С. 476−481.
- Серафимов JI.A., Тациевская Г. И., Фролкова А. К. Системы экстрактивной ректификации с нераспределенными между фазами разделяющими агентами // ТОХТ. 2004. — Т.38, № 1. — С. 24−32.
- Серафимов JI.A., Тациевская Г. И., Фролкова А. К. Гетерогенные системы экстрактивной ректификации с одним нелетучим агентом // ТОХТ. 2004.-Т. 38, № 2.-С. 163−171.
- Серафимов JI.A., Тациевская Г. И., Фролкова А. К. Гетерогенные четы-рехкомпонентные системы экстрактивной ректификации с одним нелетучим агентом // ТОХТ. 2004. — Т. 38, № 4. — С. 384−389.
- Витман Т.А., Кушнер Т. М., Серафимов JI.A. Термодинамические условия равновесия в системах, содержащих нелетучий компонент // В сб. «Физико-химические основы ректификации». М.: МИХМ. — 1977, с. 69.
- Серафимов JI.A., Писаренко Ю. А., Шувалов А. С. Особенности поведения скалярных полей температуры многокомпонентных смесей // ТОХТ. 2002. — Т.36, № 1. — С.54.
- Тациевская Г. И., Витман Т. А., Кушнер Т. М., Серафимов JI.A. Исследование фазовых равновесий жидкость пар — твердая фаза. IV. Система ацетон-хлороформ-метанол-хлористый литий // ЖФХ. — 1982. — Т. 56, № 11.-С. 2178.
- Серафимов Л.А., Фролкова А. К. Исследование модифицированной формы уравнения Ван-дер-Ваальса-Сторонкина // ТОХТ. 1999. — Т. ЗЗ, № 6. — С.622.
- Серафимов Л.А., Фролкова А. К., Тациевская Г. И. Преобразование диаграмм псевдоазеотропных смесей // ТОХТ. 2005. — Т. 39, № 2. — С. 192−198.
- Коган В.Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром. Справочное пособие. M-JL: Наука, 1966.
- Солохин А.В., Благов С. А., Тимофеев B.C. Технологические схемы, использующие принцип перераспределения полей концентраций за счет химической реакции //ТОХТ. 1997. Т.31, № 2. — С. 193−201.
- Пиментелл Дж., Мак-Клеллан О. Водородная связь. М.: Мир, 1964. -462 с.
- Тимофеев B.C., Серафимов JI.A., Писаренко Ю. А., Солохин A.B. Технология основного органического синтеза. Совмещенные процессы. -М.: Химия, 1993.- 411 с.
- Петлюк В.Б., Серафимов Л. А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет. М.: Химия, 1983. — 303 с.
- Юсеф Джордж Джамиль. Влияние расхода разделяющего агента на разделение азеотропных смесей экстрактивной и автоэкстрактивной ректификацией. Дисс. канд. техн. наук. М.: МИТХТ, 1989.
- Bauer М.Н., Stichlmair J., Koehler J., Shadier N. Retrofit Design and Economic Optimisation of an Extractive Distillation Process / The First European Congress on Chemical Ehgineering.- Florence, Italy. May 4−7, 1997.- V.I.- P. 653−661.
- Bauer M.H., Stichlmair J., Koehler J., Shadier N. Retrofit Design and Economic Optimisation of an Extractive Distillation Process / The First European Congress on Chemical Ehgineering.- Florence, Italy. May 4−7, 1997.- V.I.- P. 653−661.