Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка технологических комплексов специальных методов ректификации для регенерации растворителей

Диссертация: Разработка технологических комплексов специальных методов ректификации для регенерации растворителей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом проблемной лаборатории синтеза органических продуктов МИТХТ им. М. В. Ломоносова по теме «Разработка технологических комплексов разделения неидеальных многокомпонентных смесей производств органического синтеза как элементов САПР технологических процессов» и с Координационным планом АН СССР по проблеме «Теоретические основы химинеской… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА I. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РЕКТИФИКАЦИИ С РАЗДЕЛЯЮЩИМ АГЕНТОМ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)
    • 1. 1. Ректификация бинарных и многокомпонентных систем и необходимость специальных методов
    • 1. 2. Общая характеристика методов ректификации с разделяющим агентом
    • 1. 3. Основные закономерности экстрактивной ректификации
    • I. 4* Цели и задачи работы
  • ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ АЗЕ0ТР0ПН0-ЭКСТРАКТИВН0Й
  • РЕКТИФИКАЦИИ
    • 2. 1. Теоретический анализ закономерностей процесса
    • 2. 2. Экспериментальное изучение азеотропно-экстрак-тивной осушки растворителей
      • 2. 2. 1. Выбор объектов исследования
      • 2. 2. 2. Изучение и математическое описание фазового равновесия изучаемых систем. Прогноз разделений
      • 2. 2. 3. Эксперименты по азеотропно-экстрактивной осушке
      • 2. 2. 4. Обсуждение результатов ." юз
  • ГЛАВА 3. ИССЛВДОВАНИЕ РЕЭКСТРАКТИВНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ. IQg
    • 3. 1. Теоретический анализ закономерностей процесса
    • 3. 2. Экспериментальное изучение разделения азеот-ропных смесей растворителей с легкокипящим агентом. ИЗ
      • 3. 2. 1. Выбор объектов исследования.. из
    • 3. 2. 2. Изучение и математическое описание равновесия жидкость-пар
    • 3. 2. 3. Экспериментаяъно-расчетные исследования процесса
    • 3. 2. 4. Обсуждение результатов
  • ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ да
  • ПРОИЗВОДСТВА МАГНИТНЫХ ЛЕНТ
    • 4. 1. Характеристика задачи
    • 4. 2. Термодинамико-топологический анализ структуры равновесной диаграммы и синтез альтернативных схем разделения
    • 4. 3. Выбор и проработка перспективного варианта
  • ВЫВОДЫ

Разработка технологических комплексов специальных методов ректификации для регенерации растворителей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

При разработке новых технологических процессов, при усовершенствовании существующих технологий и, в первую очередь, при создании безотходных технологий возникает задача разработки технологических схем разделения многокомпонентных неидеальных смесей.

В большинстве крупнотоннажных производств эта задача решается преимущественно методами ректификации, к ректификации прежде всего обращаются разработчики и в производствах так называемой «малой химии», т.к. несмотря на большие затраты тепловой энергии процесс ректификации обладает серьезными преимуществами по сравнению с другими методами разделения.

Задача разделения смесей на компоненты методами ректификации оказывается особенно сложной при наличии в смеси компонентов с малыми относительными летучестями и азеотропообразующих компонентов, когда эти азеотропы гомогенны.

Разделение таких смесей обычной ректификацией оказывается невозможным и применяются различные специальные методы ректификации — азеотропная, экстрактивная, солевая ректификация, ректификация под разными давлениями и др.

Применение этих методов связано с необходимостью использования в составе принципиальной технологической схемы специальных подсистем — технологических комплексов, представляющих собой совокупность технологического приема и выполняющих его аппаратов.

Каждому специальному методу разделения соответствует некоторый набор типовых структур технологических комплексов.

Разнообразие технических задач и ситуаций, в которых они должны решаться, ставит исследователей перед необходимостью расширять арсенал специальных методов ректификации и технологических комплексов, что даст технологу большую свободу выбора и обеспечит гибкость решений,.

В настоящей работе предпринято изучение двух разновидностей специальных методов ректификации — экстрактивной ректификации с азеотропообразующим разделяющим агентом и ректификации с легко-кипящим разделяющим агентом, 8 целью определить возможности применения этих методов и ограничения как в общем, так и при разработке технологии регенерации растворителей на примере производства магнитных лент на ШПО «Свема» .

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом проблемной лаборатории синтеза органических продуктов МИТХТ им. М. В. Ломоносова по теме «Разработка технологических комплексов разделения неидеальных многокомпонентных смесей производств органического синтеза как элементов САПР технологических процессов» и с Координационным планом АН СССР по проблеме «Теоретические основы химинеской технологии» на I98I-I985 г. г. (задание.

2.22.7.7.). забота содержит:

— аналитический обзор, рассматривающий состояние теории и практики специальных методов разделения, преимущественно экстрактивной ректификации и ее разновидностей;

— анализ влияния азеотропов разделяющего агента и компонентов разделяемой смеси на результаты экстрактивной ректификации;

— экспериментальное изучение азеотропо-экстрактивной осушки лег" ких органических растворителей;

— анализ возможностей применения процесса ректификации в присутствии легкокипящего зеотропного агента, симметрично экстрактивной ректификации;

— экспериментально-расчетное исследование разделения азеотропных смесей с легкокипящим агентом;

— технологические исследования по выбору, разработке и проверке принципиальной схемы регенерации растворителей для ШПО «Свема» с использованием предложенных технологических комплексов.

Исследования на всех этапах включают изучение и математическое описание фазового равновесия жидкость-пар, лабораторные эксперименты по непрерывной ректификации и вычислительный эксперимент*.

Работа состоит из введения, 4-х глав, выводов, изложейа на 174 стр. машинописного текста, содержит 54 рис., 49 табл. и список использованных источников библ. 85.

ВЫВОДЫ.

1. С единых позиций рассмотрены основные закономерности специальных методов ректификации с разновысотной подачей разделяемой смеси и разделяющего агента: экстрактивной и реэкстрак-тивной ректификации с зеотропными агентами, азеотропно-экстрактивной и автоэкстрактивной ректификации.

2. Для рассматриваемых процессов установлено соответствие между равновесием жидкость-пар, характеризуемым фазовым портретом дистилляционных линий и ожидаемыми результатами разделения.

3. Предложены принципиальные схемы типовых технологических комплексов азеотропно-экстрактивной и реэкстрактивной ректификации,.

4. Экспериментально показана возможность азеотропно-экстрактивной осушки легкокипящих органических растворителей.

5. Экспериментальным и расчетным путем подтверждена возможность разделения азеотропных смесей с положительным азеотропом методом реэкстрактивной ректификации с легкокипящим агентом.

6. В ходе исследований подтверждены основные положения теоретического анализа.

7. Исследовано равновесие жидкость-пар в 10-ти бинарных и 4-х тройных смесях, получено математическое описание фазового равновесия для П-ти бинарных, 6-ти тройных и одной четырехком-понентной смесей.

8. Разработана технологическая схема регенерации растворителей дл# ШПО «СВЕМА» с использованием исследованных в работе комплексов, определены статические параметры режима колонн. Рекомендации для проектирования переданы ГОСНЙИХИМФОТОПРОЕКТ.

— 165.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е, испр. -М.: Химия, 1973. 750 с.
  2. Я. Основы процессов химической технологии. Пер. с польск. Под ред. П. Г. Романкова Л.: Химия, 1967. — 719 с,
  3. Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Кн.1−2, М.: Химия, 1981. 811 с.
  4. d. J. (Distillation Principles aW (Design Procedures. 1 М.У.: lie) Kihold PuklisUinQ Corp.} 1961. 365p.
  5. Vcttt Win fele M. T.stillation. К1.У. г Mc G. raw Hill1.c., 196?. 68A p .
  6. В. Азеотропия и полиазеотропия. Пер. с англ. под ред.Л. А. Серафимова. М.: Химия, 1968. — 243 с.
  7. Well R., Welch Red) fiecvbicm in i:&mary systems^c.ontA" bivCLY
  8. JL Bd., W, V. 37, N 1*2., p. 1224 1231 П. Бушмакин Й. Н., Киш И. Н. Изобарическое равновесие жидкость-пар в тройной системе, имеющей азеотроп типа седловинной точки.-Ж.прикладн.химии, 1957, т. ЗО, № 2, с.200−211.- 166
  9. И.Н., Киш И.Н. О разделяющих линиях дистилляции и ректификации тройных систем.- Ж.прикладн.химии, 1957, т.30, Ш 4, с.561−567.
  10. Н.В., Решетова Л. И., Семенова Л. П. Изотермо-изобары и дистилляционные линии в системе ацетон-хлороформ-вода. -Ж.прикладн.химии, 1965, т.38, № 8, с.1974−1801.
  11. Ю.И., Лутугина Н. В. О ходе дистилляционных линий в тетераадре составов четырехкомпонентных смесей.- Вестник ЛГУ, Физика и химия, 1966, № 16, вып. З, с.93−103.
  12. Ю.И., Лутугина Н. В. О расположении изотермо-изобари-ческих поверхностей в четырехкомпонентной системе уксусная кислота этилацетат — метилэтилкетон — н.-гексан. — Ж.прикл. химии, 1966, т.39, № 3, с.634−642.
  13. Ю.И., Лутугина Н. В., Башманова Т. С. О расположении дистилляционных линий в четырехкомпонентной системе уксусная кислота этилацетет — метилэтилкетон — н.-гексан. — Ж.прикл. химии, 1966, т.39, № 12, с.2737−2743.
  14. А.В. Об условиях термодинамического равновесия многокомпонентных систем.- Л.: ЛГУ, 1948. 122 с.
  15. Сторонкин АЛВ. Термодинамика гетерогенных систем. 4.1,2.Л.: ЛГУ, 1967. 447 с.
  16. Я. Е i^ige aJlcjeme-'me bez’i с haiogen фчлг- Zustayidsр unfit io"ien bei vieJ komporte-v) bengys temen . -— ST. Лloturforscn,?9№ t 8- 3a., S. 285 290
  17. Haaie R¦ «Zur t ige-v dr
  18. R. )/eyclavyp fungsgleic-hgeb/ichte Vcm yneh vs toff -gemisKew: Текплге aneotropevy Pun fete Pbi/s. Chem., 1950, B. 195, S? 362- 385.- 167
  19. Сусарев М. П. Закономерности расположения складок поверхности давления тройной системы жидкость-пар и смещения складок при изменении температуры. Ж.физич.хииии, 1963, т.37, № 8, с.1763−1768, № 9, с.1944—1948.
  20. Ю.В. Некоторые вопросы структуры диаграмм двухфазного равновесия жидкость-пар тройных гомогенных растворов.
  21. Ж.физич.химии, 1958, т.32, № 9, с.1980−1994.
  22. Л.А. Теоретические принципы построения технологических схем ректификации неидеальных многокомпонентных смесей.- Дисс.. докт. техн.наук.- М.: МИТХТ, 1968. 383 с,
  23. В.Т. Термодинамико-топологичесаое исследование открытых фазовых процессов и нелокальных закономерностей диаграмм фазового равновесия в гетерогенных системах различного типа.-Автореф.дисс.. докт.хим.наук.- Л.: ЛГУ, 1968. 21 с.
  24. MatsuyftwiA И., Nista’iwmVA Н. „Topol 03't еоД fctaermodynamicclass’if ic&.Vicm ternary vapour liquid egui Лbv’ia.j. Cher*. of, 1977, v. 10, N3, p. JS1 187
  25. Л.А. Общие закономерности хода К-линий в трехкомпо-нентных системах жидкость-пар. В кн.: Физико-химические основы ректификации. — М.: МИТХТ, 1970, с.20−30.
  26. В.Н., Серафимов Л. А. Нелокальные закономерности хода линий процесса простой дистилляции в тройных системах Ж.физ. и химии, 1973, т.47, № 3, с.638−642.
  27. Л.А. Правило азеотропии и классификация многокомпонентных смесей. УП. Диаграмма трехкомпонентных смесей.- Ж. физич. химии, 1970, 44, к 4, с.1021−1027.
  28. a.m. Вопросы классификации тройных систем жидкость-пар по характеру и величине отступлений от идеальности составляющих бинарных. Дисс.. канд.хим.наук.- Л.: ЛГУ, 1972.-142 с.
  29. Л.А. Технология разделения азеотропных смесей.-Глава 21 (доп.) в кн. /6/, с.186−224.- 169
  30. Л.А. Исследование закономерностей ректификации тройной зеотропной смеси с -образным ходом дистилляционных линий.- В кн.: П Всесоюзная конференция молодых ученых по физической химии. Москва, 1983 г., с.252−253.
  31. Ф.Б., Серафимов Л. А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет.- М.: Химия, 1983. 304 с.
  32. М.И. Физико-химические основы и технологические принципы организации реакционно-ректификационных процессов.-Дисс.докт.техн.наук. М., МИТХТ, 1980, 384 с.
  33. Е.П., Андреянов U.A., Павленко Т. Г., Тимофеев B.C. Серафимов Л. А. Разделение гомоазеотропных смесей с использованием рециклов по выделяемым компонентам. Теор. основы хим.технол., 1981, т.15, № I, с.116−118.- 170
  34. Е.П., Павленко Т. Г., Тимофеев B.C. Влияние рециклов на работоспособность установок разделения гомо- и гетероазеотропных смесей.- Ж.прикл.химии, 1983, т.56, № 9, с.2039−2043.
  35. B.C. Физико-химические основы технологии разделения гетероазеотропных многокомпонентных смесей.- Автореф.дисс.. докт.техн. наук.- М.: МИТХТ, 1974, 29 с.
  36. Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке. Пер. с нем.под ред. В. М. Олевского.- М.: Химия, 1980, 520 с.
  37. Hoff-глосл?. A-xeotropic л^с! £хНас1 „ve JJ аЪ’ои .
  38. New York. Mc G, raw, 964.
  39. П.Я., Бушмакин И. Н. Выбор разделяющего агента (^водителя) для азеотропной ректификации.- Вестник ЛГУ, 1957,10, вып.2, с.68−92.
  40. В.Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. 2-ое изд. перераб. и доп.- Л.: Химия, 1971, 432 с.
  41. С.А., йванецкий И.Б., Платонов В. Н. Выбор экстрагента для разделения некоторых азеотропных смесей, — Ж.прикл.химии, 1983, т.56, № 7, с.1652−1653.
  42. Е.П., Павленко Т. Г., Богатюк Л. А., Тимофеев B.C. Исследование в области автоэкстрактивной ректификации.- Ж.физич. химии, 1978, т.12, № 10, с.2657−2658.
  43. А.К., Павленко Т. Г., Тимофеев B.C. О некоторых особенностях разделения многокомпонентных смесей автоэкстрактивной- 171 ректификацией, — Нефтепереработка и нефтехимия / ЦНИИНЭНЕФТЕХИМ, 1980, № 7, с.33−35.
  44. Е.П., Павленко Т. Г., Тимофеев B.C. Исследование в области автоэкстрактивной ректификации.- В кн.: Межвузовский сборник. Химия и технология органических производств.- Изд. МИХМ-МИТХТ, М., 1978, т. УШ, вып.2, с.175−177.
  45. Кафаров В. В, Основы массопередачи. 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Высшая школа, 1979.- 439 с.
  46. Большая Советская Энциклопедия, изд. 3-е, т. 18 М.: Советская Энциклопедия, 1974. с.
  47. В.Н. Теоретико-множественный подход к анализу качественных закономерностей ректификации.- В кн.: Математические методы в химии.- Материалы 3-ей Всесоюзной конфе.ренции. П. Качественные методы.- М.: ВДЙИТЭНЕФТЕХИМ, 1980, с.10−17.
  48. В.Н., Кириченко Г. А. Особенности ректификации с двухпо-точной подачей питания.- В сб.: Нефтехимические процессы в многофазных системах.- М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1980, с.108−115.
  49. Г. А. Исследование физико-химических основ технологии разделения продуктов алкилирования фенола метанолом на-окиси алюминия.- Автореф.дисс.. канд.техн.наук. М.: МИТХТ, 1981. — 31 с.
  50. К., Дэвис Д. Ректификация в свете современных представлений, — Инженер-нефтяник, 1961, № 4, с.73−87.
  51. Beycj Kohev- P.J. '/Ае i’epava.+ion of efhylbeyiz&viefrom p-амк ж- Ху/еие toy >ve D ist/ ЛаЪ’ои u<>i tcjoj- PolycUloro covbjoawAs ^ Ibsta. CUev*. Sn^.J.^^
  52. B$ 0 t V., П/5, р. Я?2−86Б.- 172
  53. Berg JL. Sepcvov."tiov“ (c)J-ечгеме <*v>ej „Ьо/меуле f-vowi clflse boilmj ккэ*aromaticS by 6xfr"c}-ive 'Oisfi 11 af/on .
  54. U. CKem. 3, /583 ^ V-29, p. 966
  55. MifcitevAo /Isse I mi eau JL. Puvi f i cation cf) эегггеиеto) uevi€ fcy feeo’t’yopic. SjA-racfavQ. QisfoWck* Пат. #>РГ 2 809 985, 1975.
  56. B.H., Надуткина С. И., Мозговая В. П. Способ осушки диок-сана.- Авт.свид.СССР № 256 780, 1970.
  57. С.И., Лестева Т. М., Коган В. Б. Азеотропные смеси.-Л.: Химия, 1971.- 847 с.
  58. Hoys ley JL.T. Azeotrop ic. issiwe.- Wft-shmgtd^ - Ягмег! ссп Che*"c&X Safety, 1962- i*0O F. issiu&.- WasKj
  59. Kigton — Лmericft* Ckevmc
  60. В.А. Исследования в области разделения спиртов.-Авшореф.дис.. канд.техн.наук.- М.: МИТХТД971.- 16 с.
  61. В.Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром. Справочное пособие.- Л.: Наука, 1966 1429с.
  62. А., Проскруэр Э., Риддик Дж., Туте Э. Органические растворители. Физические и химические методы очистки./Пер. с англ. под ред.Я. М. Варшавского.- М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958.- 518 с.- 173
  63. Wilson G.M. V&p<3L"Y liquid brium XI. A mew expression for Ьге excess вух^ус^ oj- rvuxing. Journ, /lr*ev. Cher*. S’oc. э 196Л, V- ?(•, W'2, p. 127- 138
  64. Рид.P., Праузниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ.под ред.Б. И. Соколова. 3-е изд., перераб. и доп.- Л.: Химия, 1982.- 592 с.
  65. B.C. Определение равновесия пар-жидкость по данным Р-Х или -t-эс неидеальных бинарных смесей.- В кн.: Фазо-вве равновесия и разделение смесей в процессах нефтехимического синтеза. Сборник научных трудов.- Л.: ВНИИНЕфТЕХИМ, 1974, с.108−114.
  66. Справочник химика. Изд. 3-е. Том d. Основные свойства органических и неорганических соединений.- Л.: Химия, 1971.1168 с.
  67. М.П. Закономерности расположения складок поверхности давления тройной системы жидкость-пар и смещение складок при изменении температуры.- Журн.физич.химии, 1963, т.37,8, 1763−1768“
  68. Л.А., Жаров В. Т., Витман Т. А. 0 взаимном расположении некоторых изо-многообразий в диаграммах равновесия двух фазных многокомпонентных смесей.- Ж.физич.химии, 1974, т.48, № II, с.2724−2728.
  69. NaphtaLi k-, SavuJholm D. P^ulti component separftVtov,
  70. U+ i on ky /ineftVi'zaf (ел. А у* ¦ l-MSfu. CKevH.1971, V /7, IV4, p. ii8 156 .
  71. Ho$-aliyg B-, Sender J. Д) nddi?)€c< Nbphi&li SbncHhaly*method for gewerd.) 5 inter) in keel muHig^a,^ с
  72. SepoifCiioY’p. ~ Am. Jr>s+“. Che™. J-, 197g j V-, p. II.
  73. В.П., Шмелев А. С., Громыхалина С. А. Устойчивый релаксационный метод расчета сложной ректификационной колонны.
  74. В кн.: Производство углеводородных растворителей.- М.: ЦНИИТЭНЕФГЕХИМ, 1979, с.54−57.
  75. Revlow Й-, Asselitoeau L-, СоЬеи G 1? а >гл Ьаы It С. Са./сч/ sur ordiv) t, ieur des e^ui Jibres //guide- vc*peu.т &tli^uiAe. Sfrdib’o» TecKnip, Ports 1*37/
  76. Дк., Эккерт К., Орай Р., О’Каниел Дж. Машинный расчет паро-жидкостного равновесия многокомпонентных смесей. Пер. с ан, л. В. Н. Ветохина под ред.В. М. Платонова.- М. г Химия, 1971.- 215 с.
  77. Д. Прикладное нелинейное программирование.- М.: Мир, 1975. 397 с.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?